Đề thi học sinh giỏi năm học: 2015- 2016 môn: Vật lý 9

 PHÒNG GD&ĐT NGHĨA LỘ
------------
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC: 2015- 2016
Môn: Vật Lý 9
 Thời gian làm bài: 120 phút ( không tính thời gian giao đề)
( Đề này gồm 02 trang)
Câu 1(1,5 điểm). Lúc 6 giờ, một người đạp xe từ thành phố A về phía thành phố B ở cách thành phố A 114km với vận tốc 18km/h. Lúc 7h, một xe máy đi từ thành phố B về phía thành phố A với vận tốc 30km/h. 
 a) Hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và nơi gặp cách A bao nhiêu km?
 b) Trên đường có một người đi bộ lúc nào cũng cách đều xe đạp và xe máy, biết rằng người đó cũng khởi hành từ lúc 7h. Tính vận tốc của người đó, người đó đi theo hướng nào, điểm khởi hành của người đó cách A bao nhiêu km? 
Câu 2(2,0 điểm). Hai xilanh có tiết diện S1; S2 thông với nhau và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pittông mỏng khối lượng riêng khác nhau. Vì thế mặt nước ở 2 nhánh chênh nhau 1 đoạn h (h.vẽ 1). Đổ 1 lớp dầu lên trên pitông lớn cho đến khi 2 mực nước ngang nhau.
 Nếu lượng dầu đó được đổ lên pittông nhỏ có độ cao H’ (Hình 1)
 thì mực nước ở 2 xilanh chênh nhau 1 đoạn là bao nhiêu? 
 Áp dụng với trọng lượng riêng của nước và của dầu 
lần lượt là dn= 10000 N/ m3 ; dd= 8000 N/ m3 ; h= 4cm; H’= 12cm. 
Câu 3(1,5 điểm). Có ba phích đựng nước: phích 1 chứa 300g nước ở nhiệt độ t1 = 40oC, phích 2 chứa nước ở nhiệt độ t2 = 80oC, phích 3 chứa nước ở nhiệt độ t3 = 20oC. Người ta rót nước từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 sao cho lượng nước trong phích 1 tăng gấp đôi và khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ trong phích 1 là t = 50oC. Tính lượng nước đã rót từ mỗi phích.
A
R1
M
N
Đ
R2
A
B
K
C
(Hình 2) 
Câu 4(2,5 điểm). Cho mạch điện (h.vẽ 2) 
Biết: UAB = 21V không đổi; RMN = 4,5Ω, R1 = 3Ω; 
RĐ = 4,5Ω không đổi; RA ≈ 0. Đặt RCM = x.
1. Khi K đóng:
 a. Cho C ≡ N thì ampe kế chỉ 4A. Tính điện trở R2?
 b. Tính hiệu suất sử dụng điện. Biết rằng điện năng tiêu
 thụ trên đèn và R1 là có ích. 
2. Khi K mở: Xác định giá trị x để độ sáng của đèn là yếu 
nhất.
Câu 5 ( 2,5 điểm). Cho mạch điện (h.vẽ 3). Điện trở toàn
phần của biến trở là R0, điện trở của vôn kế rất lớn. 
Bỏ qua điện trở của ampe kế, các dây nối và sự phụ 
thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Duy trì hai đầu mạch
một hiệu điện thế U không đổi. Lúc đầu con chạy C 
của biến trở đặt gần phía M. 
Hỏi số chỉ của các dụng cụ đo sẽ thay đổi như thế nào
 khi dịch chuyển con chạy C về phía N? Giải thích tại sao? 
V
A
R
M
C
N
(Hình 3)
Lưu ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC: 2015- 2016
Môn: Vật Lý 9
Câu
Ý
Đáp án
Điểm
1
a)
.
.
.
A
C
B
Chọn A làm mốc	
Gốc thời gian là lúc 7h	 
Chiều chuyển động từ A đến B
0,125
Lúc 7h xe đạp đi được từ A đến C:
AC = v1. t = 18. 1 = 18Km.
0,125
Phương trình chuyển động của xe đạp so với mốc A là: 
S1 = AC + v1. t1= 18 + 18 t1 ( 1 ) 
0,25
Phương trình chuyển động của xe máy so với mốc A ( ngược chiều đã chọn ) là: 
S2 = AB - v2. t2 = 114 – 30 t2
0,25
Khi hai xe gặp nhau:
 t1 = t2= t và S1 = S2
18 + 18t = 114 – 30t 
t = 2 ( h ) 
0,25
Thay vào (1 ) ta được: S = 18 + 18. 2 = 54 ( km )
0,25
Vậy 2 xe gặp nhau lúc: 7 + 2 = 9 h và nơi gặp cách A là 54 km
0,25
b)
Vì người đi bộ lúc nào cũng cách đều người đi xe đạp và xe máy nên:
* Lúc 7h người đi bộ phải xuất phát tại trung điểm D của CB tức cách A là: 
 AD = AC + CB/2 = 18 + = 66 ( km )
0,25
* Lúc 9h người đi bộ ở vị trí hai xe gặp nhau tức cách A: 54 Km
Vậy sau khi chuyển động được 2h người đi bộ đã đi được quãng đường là : S0 = 66- 54 = 12 ( km )
0,25
Vận tốc của người đi bộ là: v3 = = = 6 (km/h) 
0,25
Ban đầu người đi bộ cách A: 66km, sau khi đi được 2h thì cách A là 54 km nên người đó đi theo chiều từ B về A.
 Điểm khởi hành cách A là 66km
0,25
2
 Xét áp suất p trong nước ở 2 xilanh ngang mặt đáy S2
- Lúc đầu khi mực nước chênh nhau là h:
	 (1)
- Đổ dầu lên S1, chiều cao lớp dầu là H, theo bài ra ta có:
	 (2)
Từ (1) và (2) => H=	 (3)
- Đổ lượng dầu đó sang S2 thì chiều cao là H'
Vì thể tích dầu không đổi: S1H=S2H' => H'=
thay (3) vào:	H'=	 (4)
- Mực nước 2 bên chênh nhau một đoạn x nên:
	 (5)
Từ (5) và (1) => x=
Thay số:(h= 4cm= 0,04m; H’= 12cm= 0,12m)
 x= 
0,125
0,25
 0,25
0,25
0,125
0,25
0,25
 0,25
0,25
3
Gọi khối lượng nước đã rót từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 lần lượt là m2 và m3.
Vì lượng nước trong phích 1 tăng gấp đôi nên ta có: 
 m2 + m3 = 0,3 (1)
Khi cân bằng nhiệt ta có phương trình: 
 m2.c.(t2 - t) = m1.c.(t – t1) + m3.c.( t- t3) 
Û m2(80 - 50) = 0,3.(50 - 40) + m3(50 - 20)
 Û 30m2 = 3 + 30m3 Û m2 - m3 = 0,1 (2) 
Từ (1) và (2), ta có: 2m2 = 0,4 Û m2 = 0,2 (kg) Þ m3 = 0,1 (kg)
Vậy khối lượng nước đã rót từ phích 2 và phích 3 vào phích 1 lần lượt là 200g và 100g.
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
4
a)
	b)
A
Hình 3
1. K đóng:
Khi C ≡ N ta có sơ đồ mạch điện: 
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là: 
 UAC = U1 = I.R1 = = 4.3 = 12(V)
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2:
 U2 = UCB = U – U1 = 21-12 = 9(V)
Cường độ dòng điện qua đèn là: 
Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = I – I3 = 4-2 = 2(A)
Điện trở R2 là: 
Hiệu suất sử dụng điện của mạch điện: 
0,125
0,125
0,125
0,125
0,125
0,25
0,25
Hình 4
2. K mở: Ta có sơ đồ mạch điện tương đương như hình –4 .
Điện trở mạch điện CB:
Điện trở tương đương toàn mạch:
Cường độ dòng điện qua mạch chính: 
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch CB:
Cường độ dòng điện chạy qua đèn:
Để độ sáng của đèn yếu nhất thì I3 min Û 90 - (x-3)2 max Û x = 3. Hay RMC = 3W.
0,125
0,125
0,125
0,25
0,25
0,25
0,25
5
Khi dịch chuyển con chạy C của biến trở về phía N thì số chỉ của các dụng cụ đo sẽ tăng. (nếu không giải thích đúng thì không cho điểm ý này)
Giải thích:
Gọi x là phần điện trở của đoạn MC của biến trở; IA và UV là số chỉ của ampe kế và vôn kế. 
Điện trở tương đương của đoạn mạch:
	Rm = (Ro – x) + 	
	 	Rm = R0 – 
Khi dịch con chạy về phía N thì x tăng => sẽ giảm => () sẽ tăng => Rm giảm.
=> Cường độ dòng điện mạch chính: I = U/Rm sẽ tăng (do U không đổi).
Mặt khác, ta lại có: 	
	=> 	IA = 
Do đó, khi x tăng thì (1 + giảm và I tăng (c/m ở trên) nên IA tăng.
Đồng thời UV = IA.R cũng tăng (do IA tăng, R không đổi)
0,25
0,125
0,125
0,125
0,25
0,125
0,125
0.125
0,125
0,125
LƯU Ý:
	- Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng dẫn chấm này.
	- Điểm toàn bài không làm tròn số.
--------------Hết--------------