Đề thi học sinh giỏi Vật lí lớp 9 - Năm học 2010-2011

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010-2011
MÔN THI VẬT LÝ 9
Thơì gian làm bài 150 phút
( không kể thời gian giao hoặc chép đề )
Bài 1: (2 điểm) Trên một bàn là có ghi 110V- 550W và trên một bóng đèn dây tóc có ghi 110V- 40W
Tính điện trở của bàn là và của bóng đèn khi chúng hoạt động bình thường .
Nếu mắc nối tiếp bàn là và bóng đèn vào hiệu điện thế 220V thì bóng 
đèn có sáng bình thường không ? Vì sao ?
Bài 2 : ( 3 điểm ) 
	Một quả bóng bay có khối lượng 0,1g được bơm căng bằng 4 lít khí Axetylen, có khối lượng riêng 1,173kg/m3, bay lên và bám vào trần nhà.Biết khối lượng riêng của không khí là1,293kg/m3 
Tính lực do quả bóng bay tác dụng vào trần nhà 
Để giữ cho quả bóng không bay lên, phải treo vào nó một vật có khối lượng ít nhất là bao nhiêu? 
Bài 3 : ( 3 điểm ) 
	Cho mạch điện như hình vẽ 	 	 A1 K1
	R1=R2=6, R3=3, UAD=6V 	 	 
	Các Ampe kế có điện trở không đáng kể 	 R1 R2	 R3
	Xác định số chỉ của các Ampe kế : 	 A B C D
Khi K1 ngắt, K2 đóng 
Khi K1 đóng, K2 ngắt K2 A2
Khi K1, K2 cùng đóng
Bài 4: (3 điểm )
Một bếp dầu hỏa cĩ hiệu suất 30% 
Tính nhiệt lượng tồn phần mà bếp tỏa ra khi khối lượng dầu hỏa cháy hết là 30g 
Tính nhiệt lượng cĩ ích và nhiệt lượng hao phí tỏa ra 
Với lượng dầu hỏa trên cĩ thể đun được bao nhiêu lít nước từ 300C đến sơi ( bỏ qua nhiệt lượng do ấm tỏa thu vào ) 
	Biết năng suất tỏa nhiệt của dầu q = 44. 106J/kg.
	Nhiệt dung riêng của nước là c = 4190 J/kg 
Bài 5: (3 điểm) 
 R1 R3
Cho mạch điện như hình vẽ. Khi đặt một hiệu điện thế U 1 3
vào hai điểm 1và 2, để cho hai đầu 3 và 4 hở thì cơng suất tỏa
 nhiệt trong mạch là P1=40W. Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 thì cơng R5
 suất tỏa nhiệt trên mạch là P2= 80W. Nếu đặt hiệu điện thế U vào R2 R4
 hai điểm 3 và 4, để hở hai đầu 1và 2 thì cơng suất tỏa nhiệt trên 2 4
mạch là P3= 20W. Hãy xác định cơng suất tỏa nhiệt của mạch khi 
hiệu điện thế U đặt vào hai điểm 3 và 4, đồng thời nối tắt hai đầu 1 và 2 
Bài 6 : (3 đ)
	Người ta đun sôi một ấm nước bằng một bếp điện. Hiệu suất bếp là 100%. Aám toả nhiệt ra không khí trong đó nhiệt lượng hao phí tỉ lệ thuận với thời gian đun. Khi hiệu điện thế U1=200V thì sau 5 phút nước sôi .khi hiệu điện thế U2=100V thì sau 25 phút nước sôi. Nếu hiệu điện thế U3=150V thì sau bao lâu nước sôi ? 
Bài 7: ( 3điểm )
Một hồ nước yên lặng cĩ bề rộng 8m. Trên bờ hồ cĩ cây cột điện cao 3,2m cĩ treo một bĩng đèn ở đỉnh. Một người đứng bên bờ đối diện quan sát ảnh của bĩng đèn, mắt người cách mặt đất 1,6 m 
Vẽ chùm tia sáng từ bĩng đèn phản xạ trên mặt nước tới mắt người quan sát .
Người ấy lùi ra xa hồ, khi cách bờ hồ một khoảng bao nhiêu thì khơng cịn thấy ảnh của bĩng đèn. 
ĐÁP ÁN BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ 9
Bài 1 (2 đđiểm) 	a. Tính điện trở của từng dụng cụ 
	Từ 	
	Điện trở của bàn là 	0,5 điểm 
	Điện trở của đèn là 	0,5 điểm 
	b. Nếu mắc nôùi tiếp vào 220V, điện trở tương đương toàn mạch là : 
	Rtđ= Rb+Rđ=22 +302,5 = 324,5	0,25 điểm 
	Cường độ qua mạch : 	0,25 điểm 
	Cường độ định mức qua đèn : 	0,25 điểm 
	Ta thấy I> Iđ : Đèn cháy sáng hơn mức bình thương có thể cháy 	0,25 điểm 
Bài 2: (3 điểm)
	- Tóm tắt : 	m= 0,1g = 0,1 .10-3kg
	V= 4lít= 4.10-3m3
	D0= 1,173 kg/m3
	D1= 1,293kg/m3
F =? 
b. m’=? 	
	- Giải : 
 	1m3khí axetylen có khối lượng 1,173 kg vậy có trọng lượng 11,73N
	1m3khí không khí có khối lượng 1,293 kg vậy có trọng lượng 12,93N. Trọng lượng này bằng lực đẩy Aùcsimet do không khí tác dụng, lực này lớn hơn trọng lượng khí axetylen nên quả bóng có thể bay lên 	0.25 đ
	Vậy lực đẩy quả bóng lên : 
	Fa= (10D1-10D0)V = (12,93-11,73) 4.10-3= 1,2 .0,004 =0,0048 N	0,75 đ
	Trọng lượng của vỏ cao su : 
	P = 10m = 10. 0,1 .10-3 = 0,001 N	0,25 đ
Lực do quả bóng tác dụng lên trần nhà : 
F = Fa –P = 0,0048 - 0,001= 0,0038 N 	0,75 đ
Trọng lượng của vật phải buộc vào quả bóng ít nhất bằng lực do quả bóng tác dụng lên trần nhà. 	0,5đ
 	Vậy khối lượng vật ít nhất là : 
	0,5đ
Bài 3: (3 điểm )
	- Tóm tắt 	R1=R2=6
R3=3
UAD=6V
IA1=? ; IA2=?
K1 ngắt, K2 đóng
K1 đóng, K2 ngắt
K1, K2 cùng đóng	
- Giải 
K1 ngắt, K2 đóng
A1 chỉ số không do mạch hở . B trùng D nên mạch mắc như sau : R1ntA2	0,25đ
A2 chỉ : 	0,25đ
K1 đóng, K2 ngắt
A2 chỉ số không ; C trùng A nên mạch còn lại R3ntA1	0,25đ
A1 chỉ : 	0,25đ
K1, K2 cùng đóng	
C trùng A; B trùng D nên mạch điện được mắc như sau : R1//R2//R3	0,25đ
Cường độ dòng điện qua từng điện trở :
	0,25đ
	0,25đ
	0,25đ
Dựa vào chiều dòng điện qua từng ampe kế và sơ đồ mạch điện ta có 
Số chỉ của A1	IA1= I2+I3=1+2= 3 A	0,5đ
Số chỉ của A2	IA2= I1+I2=1+1= 2 A	0,5đ
Bài 4: 
Nhiệt lượng tồn phần do bếp tỏa ra :
	1đ
Nhiệt lượng cĩ ích :
	 1đ
Lượng nước cĩ thể đun : 
Do đĩ V= 1,3lít	 1đ
Bài 5: 
Khi đặt hiệu điện thế U vào hai điểm 1 và 2 và để cho hai đầu 3 và 4 hở (R1ntR5ntR2) thì cơng suất tỏa nhiệt trong mạch là 
	 	 0,25đ Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 (Đoạn mạch là R1nt(R5//)ntR2 ) thì cơng suất tỏa nhiệt của mạch là :
	 0,5đ
Khi đặt hiệu điện thế U vào hai điểm 3 và 4 và để cho hai đầu 1 và 2 hở (R4ntR5ntR3) thì cơng suất tỏa nhiệt trong mạch là 
	 0,25đ Nếu nối tắt hai đầu 3 và 4 (Đoạn mạch là R3nt(R5//)ntR4 ) thì cơng suất tỏa nhiệt của mạch là :
	 0,5đ
 Ta cĩ 	0,5đ
	Mặt khác : 	0,5đ
	Suy ra : 	0,5đ	
Bài 6 (3 điểm )
	- Tóm tắt 	0.25đ
	- Giải 
	Ta có công suất toàn phần : 	
	Gọi P’là công suất hao phí (vì toả nhiệt ra không khí ) 	0,5đ
	Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước sôi với từng hiệu điện thế 
	0,75đ	
Nhiệt lượng Q1, Q2 ,Q3 đều dùng để làm sôi nước do đó 
	Q1= Q2 = Q3	
==	1đ
	(2002-RP’)5= (1002-RP’)15=(1502-RP’)t3
t3=18,75 phút = 18phút 45 giây 	0,5đ
Bài 7
	a. Gọi AB là cột điện ( A là bĩng đèn ) và Á là ảnh của bĩng đèn qua mặt nước (xem là gương phẳng). Các tia tới bất kỳ AI, AJ sẽ phản xạ theo hướng A’I, A’J đến mắt người quan sát 	0,5đ
	 A 
 O
 B
 I J C	0,5đ
 A’
	b.Nếu mắt người quan sát ra ngồi khoảng JC thì mắt khơng cịn thấy ảnh của A qua hồ ( khi đĩ khơng cĩ tia phản xạ nào từ mặt hồ tới được mắt ). 	 0,75đ
Xét hai tam giác đồng dạng và ta cĩ : 
	 0,75đ
Vậy khi người ấy rời xa hồ 4m trở đi sẽ khơng cịn thấy ảnh của bĩng đèn nữa. 	
 A 
 O 
 B
 J C	 0,5đ
 A’
Chú ý : Mọi phương án giải khác cho kết quả như trong đáp án đều cho điểm tương ứng của phần đĩ