Đề thi học sinh giỏi lớp 9 năm học 2010 - 2011 môn: Vật lí thời gian: 120 phút

Phòng GD-ĐT quận Cầu Giấy
Đề thi học sinh giỏi lớp 9
Năm học 2010 - 2011
Môn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm)
Lúc 7 giờ hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h.
Tìm khoảng cách giữa hai xe lúc 8 giờ.
Xác định vị trí và thời điểm lúc hai xe gặp nhau.
Câu 2: (4 điểm)
Một ống chữ U có tiết diện trong 1,2cm2 chứa thủy ngân; nhánh bên trái có một cột chất lỏng khối lượng riêng D1 cao 9cm, nhánh bên phải, một cột chất lỏng khối lượng riêng D2, cao 8cm. Khi đó, mức thuỷ ngân ở hai nhánh chữ U ngang bằng nhau.
	Đổ thêm vào nhánh bên phải 10,2ml chất lỏng D2 nữa thì độ chênh lệch mức chất lỏng ở hai nhánh chữ U là 7cm. Xác định các khối lượng riêng D1 và D2. Biết khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6kg/cm3
Câu 3: (4 điểm)
	Có một số chai sữa giống nhau đều đang ở nhiệt độ tx. Người ta thả từng chai vào một bình cách nhiệt chứa nước, sau khi cân bằng nhiệt thì lấy ra rồi thả tiếp chai khác vào. Nhiệt độ nước ban đầu ở trong bình là t0 = 360C. Chai thứ nhất khi lấy ra có nhiệt độ là t1=330C, chai thứ hai khi lấy ra có nhiệt độ t2 = 30,50C. Bỏ qua sự hao phí nhiệt. 
a) Tìm tx
b) Đến chai thứ bao nhiêu thì khi lấy ra nhiệt độ nước trong bình bắt đầu nhỏ hơn tn= 250C.
Cõu 4: (3 điểm) 
	Cho các dụng cụ sau: Một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12V; một bóng đèn, trên đèn có ghi 6V-3W; một điện trở R1 = 8 Ω; một biến trở R2 mà giá trị có thể thay đổi được trong khoảng từ 0 đến 10 Ω.
Nêu các cách mắc các dụng cụ trên với nhau (mô tả bằng sơ đồ mạch điện) và tính giá trị của biến trở R2 trong mỗi cách mắc để đèn sáng đúng định mức. Cho biết các dây dẫn nối các dụng cụ với nhau có điện trở không đáng kể.
Trong câu a, gọi hiệu suất của mạch điện là tỉ số giữa công suất tiêu thụ của đèn và công suất của nguồn điện cung cấp cho toàn mạch. Tính hiệu suất của mạch điện trong từng cách mắc ở câu a và cho biết cách mắc nào có hiệu suất cao hơn?
Cõu 5: (5 điểm)
R3
R1
R2
A
B
Cho 3 điện trở R1, R2 và R3=16Ω chịu được hiệu điện thế tối đa lần lượt là U1 = U2=6V; U3 = 12V. Người ta ghộp 3 điện trở núi trờn thành đoạn mạch AB như hỡnh vẽ H1 thỡ điện trở của đoạn mạch đú là RAB = 8Ω.
Tớnh R1 và R2. Biết rằng nếu đổi chỗ R3 với R2 
 thỡ điện trở của đoạn mạch sẽ là R’AB = 7,5Ω.
H1
Tớnh cụng suất lớn nhất mà bộ điện trở chịu được.
Mắc nối tiếp đoạn mạch AB với một bộ gồm nhiều
 búng đốn cựng loại 4V-1W vào hiệu điện thế U = 16V khụng đổi. Tớnh số đốn lớn nhất cú thể sử dụng sao cho chỳng vẫn sỏng bỡnh thường. Khi đú cỏc đốn được ghộp như thế nào?
------------------- Hết-----------------
Phòng GD-ĐT quận Cầu Giấy
Đáp án Đề thi học sinh giỏi lớp 9
Năm học 2008 - 2009
Môn: Vật lí
Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm) a) Lúc 8h cả 2 xe đều đi được 8h-7h=1h
Khoảng cách 2 xe là: 96 - (v1+v2).t = 96 – (36+28).1 = 32 (km)	1,5điểm
b) Thời điểm 2 xe gặp nhau: v1.t + v2.t = 96
	 t = 1,5h	1,5điểm
	Khi đó 2 xe cách A một khoảng: 36.1,5 = 54 (km) hoặc 96 - 28.1,5 = 54(km)
	1 điểm
Câu 2: (4 điểm) Khi mức thủy ngân ở hai nhánh ống ngang bằng nhau, thì trọng lượng hai cột chất lỏng bằng nhau, do đó:
	D2 = D1	1 điểm
	Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm được: h = = = 8,5 (cm)	Như vậy mực thuỷ ngân trong ống chứa chất lỏng D1 đã dâng lên so với mức thủy ngân trong ống chứa chất lỏng D2 là: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm
	Trọng lượng của cột thủy ngân 0,5cm này chính bằng trọng lượng của cột chất lỏng D2 đổ thêm vào. Vậy khối lượng riêng của chất lỏng D2 là:
	D2 = 13,6. = 0,8 (g/cm3) hay D2 = 800kg/m3	1 điểm
	Khối lượng riêng của chất lỏng D1 là:
	D1 = D2 	D1 xấp xỉ 710 kg/m3	1 điểm
* Học sinh có thể làm theo công thức tính áp suất chất lỏng, đúng cho điểm tối đa
Cõu 3: (4điểm)
Đặt m là khối lượng của một chai và M là khối lượng nước của bỡnh cỏch nhiệt; c và Cn là nhiệt dung riờng của sữa và của nước.
Khi lấy chai thứ nhất ra thỡ nhiệt độ chung của sữa và nước là t1:
mc(t1 - tx) = MCn(t0 – t1) → mc (33 – tx) = MCn(36 – 33)	(1)	1điểm
Khi lấy chai thứ hai ra, ta cú:
mc(t2 – tx) = MCn(t1 – t2) 	(2) → mc (30,5 – tx) = MCn(33 – 30,5)	(2a)
Chia vế với vế của (1) cho (2a) ta được:
Vậy tx = 180C	1,5điểm
Thay vào (2a) được k = 
Từ (2) suy ra: Khi lấy chai thứ n ra ta cú:
mc(tn – 18) = MCn(tn-1 – tn) → tn – 18 = (tn-1 – tn) = 5(tn-1 – tn) 
Hay tn = tn-1 + 3	1điểm
Với tn-1 = t2 = 30,50C thỡ tn = t3 = t2 + 3 = .30,5 + 3 = 28,420C
t4 = t3 + 3 = .28,42 + 3 = 26,680C; t5 = t4 + 3 = .26,68 + 3 = 25,230C >250C
t6 = t5 + 3 = .25,23 + 3 = 24,030C < 250C
Vậy đến chai thứ 6 thỡ khi lấy ra nhiệt độ nước trong bỡnh mới nhỏ hơn 250C	0,5điểm
Cõu 4: (3điểm) a, Điện trở đốn: R = = 12Ω và khi đốn sỏng đỳng định mức, cường độ dũng điện qua đốn:
 I = =0,5(A)	
Cú hai cỏch mắc mạch điện:
Cỏch 1: R1ntR2nt Đ
I = 	0,75điểm
Cỏch 2: (R1//Đ) nt R2
	I1 = =0,75A; U2 = U – Uđ = 6V; I2 = I1 + Iđ = 1,25A
R2 = = 4,8 Ω	. Vẽ hỡnh minh họa	
b) Hiệu suất của mạch điện
	Cỏch 1: H = = 0,5 = 50%	0,5điểm
	Cỏch 2: H = = 0,2 = 20%	0,5điểm
	Để đốn sỏng đỳng định mức, nờn sử dụng cỏch mắc 1
Cõu 5: (5điểm)
RAB = 	0,75điểm
Suy ra 16 (R1+)= 8(R1+R2) + 16.8 = 8(R1+R2) + 128
R1+R2 = 128/8 = 16 → R2 = 16 – R1	(1)
R’AB = 	0,75điểm
Suy ra R2 (R1+16) = 7,5.(16+16) = 240 àR2 (R1+16) = 240 (2)
Thay (1) vào (2) ta cú: 162 – =240
	R1 = 4 Ω → R2 = 12 Ω	1điểm
b) R1 và R2 mắc nối tiếp nờn I1 = I2 → 
Nếu U2 = U2max = 6V thỡ U1= 2V Và U3 = UAB = U1+ U2 = 6 + 2 = 8V < 12V = Umax
Vậy hiệu điện thế cực đại UAB = 8V. Cụng suất lớn nhất của bộ điện trở là:
Pmax = 	1điểm
c) Bộ điện trở trờn chịu được dũng điện lớn nhất là: Pmax = RAB.I2max → Imax = 	Điện trở của mỗi búng đốn là Rđ = 
Cường độ dũng điện định mức qua đốn là Iđ =Pđ/Uđ = 0,25A	0,5điểm
Theo kết quả đó tớnh được, ta coi đoạn mạch AB là 1 điện trở RAB = 8Ω, chịu được dũng điện lớn nhất là Imax = 1A (tức là chịu được cụng suất lớn nhất Pmax = 8W. Cụng suất tiờu thụ lớn nhất trờn đoạn mạch AC (hỡnh vẽ) là:
Bộ đốn
U = 16V
+
-
A
B
RAB
C
PACmax = U.Imax = 16.1 = 16W
Trong đú RAC đó tiờu thụ 8W, vậy tổng cụng suất lớn nhất của cỏc đốn là:
P1 = 16W – 8W = 8W
Vậy số đốn lớn nhất của bộ đốn là 8 đốn (vỡ mỗi đốn cú P = 1W)	0,5điểm
Ta cú UBC = U - UAB = 16 – 8 = 8V
Số đốn mắc nối tiếp giữa B và C là = 
Số dóy đốn mắc song song là = 
Vậy bộ đốn mắc giữa BC gồm 4 dóy đốn mắc song song với nhau, mỗi dóy cú 2 đốn nối tiếp.
B
C
	0,5điểm