Đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9 năm học 2015 - 2016 (thời gian 150 phút)

Hình 2
N
.
.
M
B
A
+
-
R3
R4
R5
R2
R1
R0
A2
A1
Trường THCS Thanh Cao ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ LỚP 9
 Năm học 2015 - 2016 (Thời gian 150 phút)
ĐỀ BÀI
Câu1.(5đ) Hai người đua xe đạp cùng xuất phát từ một điểm trên đường đua hình tròn bán kính 200m. cho π = 3,2.
a. Hỏi bao nhiêu lâu sau thì hai người gặp nhau biết vận tốc của hai xe là 30km/h và 32km/h.
b. Sau 2 giờ đuổi nhau như vậy, hai xe đạp gặp nhau mấy lần?
A
N
Đ1
Đ2
Đ3
B
_
+
M
R1
R2
Hình 1
Câu 2: (6đ) Cho mạch điện như hình 2.
 Trên đèn Đ1 có ghi (12V – 6W), đèn Đ2
 có ghi (12V – 12W). Đèn Đ3 có ghi 3W,
 dấu hiệu điện thế định mức mờ hẳn. 
Mạch đảm bảo các đèn sáng bình thường.
a,Tính hiệu điện thế định mức của đèn Đ3.
b,Cho biết R1 = 9Ω hãy tính R2.
c,Tìm giá trị giới hạn của R1 để thực hiện được 
điều kiện sáng bình thường của các đèn.
Bài 3: ( 6đ) Cho mạch điện như hình 2.
R0 = 0,5 ; R1 = 5; R2 = 30;
R3 = 15; R4 = 3; R5 = 12; U = 48V.
Bỏ qua điện trở của các dây nối và các ampe kế.
Tìm: 
a. Điện trở tương đương RAB.
b. Số chỉ các ampe kế A1 và A2.
c. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N.
Câu4. (3đ) Bỏ 100g nước đá ở O0C vào 300g nước ở 200C.
a, Nước đá có tan hết không? Cho nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4 . 105 J/kg và nhiệt dung riêng của nước C = 4200J/kg.
b, Nếu không tan hết hãy tính khối lượng của nước đá còn lại.
 HẾT
Đáp án và biểu điểm:
Đáp án và biểu điểm đề thi OLIMPIC vật lý 9 năm học 2015 - 2016:
Câu1.(5đ)
 a, - Gọi v1 là vận tốc của xe chạy nhanh, v2 là vận tốc của xe chạy chậm. ( 0,5đ)
 - Khi xe đi nhanh gặp lại xe đi chậm thì nó đã đi nhiều hơn xe đi chậm đúng một vòng tròn. 
 (0,5đ ) 
 - Chiều dài của một vòng tròn là: 
 S = 2πR = 2.3,2 .200m = 1280m = 1,28km (0,5đ)
- Thời gian chúng đi để gặp nhau: t = sv1- v2=0,64h ( 1đ)
b, - Cứ sau 0,64 giờ thì xe đi nhanh đi nhiều hơn xe đi chậm một vòng tròn và lại gặp xe đi chậm. ( 0,5đ)
- Số lần hai xe gặp nhau trong hai giờ đuổi nhau là: 20,64=3,125 (1đ)
- Vậy trong 2 giờ hai xe gặp nhau ba lần. (1đ)
Bài 2:( 6đ) a) Cường độ dòng điện định mức của đèn Đ1 và Đ2 là:
 IĐ1=P1U1=612=0,5A ; (0,5đ)
 IĐ2= P2U2=1212=1A (0,5đ) 
Suy ra cường độ dòng điện định mức của đèn Đ3 là:
IR1
IĐ1
A
N
Đ1
Đ2
Đ3
B
_
+
M
R1
R2
IĐ2
IĐ3
IR2
Hình 2
IĐ3 = IĐ2 – IĐ1 = 1 – 0,5 = 0,5A và hướng từ N đến M. (0,5đ)
Hiệu điện thế định mức của đèn Đ3 là:
U3=P3IĐ3=30,5=6V (0,5đ)
b) Từ sơ đồ chiều dòng điện suy ra:
UR1 = UAM + UMN = UĐ1 – UĐ3 = 12 – 6 = 6V (0,5đ)
UR2 = UNM + UMB = UĐ3 + UĐ2 = 6 + 12 = 18V (0,5đ)
Cường độ dòng điện qua R1 và R2 là:
I1=UR1R1=69=23A (0,5đ)
I2=I1-IĐ3=23-12=16A (0,5đ)
Do đó: R2=UR2I2=1816=108Ω (0,5đ)
c ) Để ba đèn sáng bình thường thì độ giảm điện thế trên R1 phải bằng:
UR1 = UĐ1 – UĐ3 = 12 – 6 = 6V (0,5đ)
Và cường độ dòng điện chạy qua R1 phải lớn hơn hoặc bằng cường độ dòng điện định mức của đèn Đ3
IR1=UR1R1=6R1≥0,5A (0,5đ)
Suy ra: R1≤60,5=12Ω (0,5đ)
Bài 3: (6đ) Vẽ đúng MĐTĐ (1đ)
 - Tính được RAB = 8 (1đ)
 - Tính được (1đ)
 - (1đ)
 - UMN = UMA + UAN (1đ)
 = - I5R5 + I3R3 = - 6V (1đ)
Câu4.(3đ)
 a, - Nhiệt lượng thu vào để nước đá nóng chảy hoàn toàn ở O0C là:
Q1 = m1 . λ = 0,1 . 3,4 . 105J = 34 . 103J. (0,5đ)
Nhiệt lượng của nước tỏa ra khi giảm nhiệt độ từ 200C đến O0C là:
Q2 = m2 .c . (t2 – t1) 
Q2 = 0,3 .4200 . 20 = 25,2 . 103J. (0,5đ)
Ta thấy Q1 ˃ Q2 nên nước đá chỉ tan một phần. (0,5đ)
b, Nhiệt lượng nước tỏa ra chỉ tan một khối lượng ∆m phần nước đá. Do đó:
Q2 = ∆m . λ suy ra ∆m = Q2 λ = 25,2 . 1033,4 . 103=0,074kg. (0,5đ)
∆m = 74g (0,5đ)
 Vậy nước đá còn lại là:
m’ = m1 - ∆m = 100g – 74g = 26g. (0,5đ)