Đề thi học sinh giỏi Vật lí lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Sở GD & ĐT Kinh Môn

UBND HUYỆN KINH MÔN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
Môn: Vật lí – Lớp 9
Năm học 2015-2016
 Thời gian làm bài 120 phút
Câu 1: (2,5 điểm): Ba quả nặng đồng chất có khối lượng lần lượt là m1 = 200g, m2 = 300g và m3= 500g được nung nóng đến cùng nhiệt độ T. Thả quả nặng 200g vào bình chứa M (kg) nước có nhiệt độ ban đầu là t0C , đến khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nước tăng thêm 40C. Sau đó thả tiếp quả nặng 300g vào nước, đến khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước lại tăng thêm 5,40C. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa và sự mất mát nhiệt do tỏa ra môi trường.
a) Viết các phương trình cân bằng nhiệt cho các trường hợp trên.
b) Nếu thả tiếp quả nặng 500g vào nước thì nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt tăng thêm bao nhiêu độ?
Câu 2: (2,5 điểm): Một thùng hình trụ đứng, đáy bằng, chứa nước, mực nước trong thùng cao Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây mảnh, nhẹ. Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 120N. Biết trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là diện tích trong đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật.
Vật nặng rỗng hay đặc? Vì sao? 
Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo . Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không? 
C©u 3 (2,5 ®iÓm): 
Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ:
BiÕt R1 = R2 = 6W ; R3 
= 12W ; Rx cã thÓ thay ®æi 
®­îc. BiÕt RA = 0; UAB = 12V.
a) Khi Rx = 4W. TÝnh sè chØ cña
am pe kÕ. 
b) X¸c ®Þnh Rx ®Ó c«ng suÊt to¶ nhiÖt 
trªn Rx lµ lín nhÊt.
Rx
R3
C
B
A
f
f
R2
R1
A
	 D
C©u 4 (2,5 ®iÓm): 
 Mét d©y dÉn lµm b»ng chÊt cã ®iÖn trë suÊt =4.10-7m, tiÕt diÖn th¼ng cña d©y dÉn lµ 0,2mm2. §Æt vµo hai ®Çu d©y dÉn mét hiÖu ®iÖn thÕ U =16V, th× c­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn bằng 0,5A.
 a) TÝnh ®iÖn trë vµ chiÒu dµi cña d©y dÉn.
 b) Ng­êi ta quÊn mét líp s¬n c¸ch ®iÖn rÊt máng vµ ®Òu cho d©y dÉn trªn vµ dïng d©y dÉn nµy ®Ó quÊn s¸t trªn mét èng sø c¸ch ®iÖn, èng cã ®­êng kÝnh lµ D = 2cm. T×m chiÒu dµi tèi thiÓu cña èng sø.
 c) Gäi r lµ ®iÖn trë ch­a biÕt gi¸ trÞ, m¾c nèi tiÕp víi d©y dÉn trªn vµ m¾c vµo hiÖu ®iÖn thÕ trªn. TÝnh r ®Ó c«ng suÊt tiªu thô trªn nã lµ lín nhÊt. TÝnh c«ng suÊt ®ã.
 ------------- Hết --------------
Họ tên thí sinh: Số báo danh: 
UBND HUYỆN KINH MÔN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
Môn: Vật lí – Lớp 9
Năm học 2015-2016 
 (Đáp án gồm 4 trang)
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1
2,5 điểm
a) Khi thả m1 = 200g ở nhiệt độ T vào bình chứa M(kg) nước ở nhiệt độ t thì nhiệt độ cân bằng là t1 = t + 4
Viết được phương trình cân bằng :
m1 c(T - t1) = Mcn (t1 – t) 
0,25
 0,2 c (T – t - 4) = 4 Mcn
 0,2 (T - t) – 0,8 = 4 (1)
 (*)
0,25
Khi thả m2 = 300g ở nhiệt độ T vào bình chứa M(kg) nước thì nhiệt độ cân bằng là t2 = t + 4 +5,4= t + 9,4
Viết được phương trình cân bằng 
m2c (T - t2) = (Mcn + m1c )(t2 – t1) 
0,25
=> (**)
0,25
b) Khi thả m3 = 500g ở nhiệt độ T vào bình chứa M, m1, m2 ở nhiệt độ t2 thì nhiệt độ cân bằng là t3 = t + 9,4 + t 
Phương trình cân bằng:
m3c (T - t3) = (Mcn + m1c + m2c) (t3 – t2) 
0,25
0,5c (T – t - 9,4 - t) = (MCn + 0,5c) t 
 (3)
0,25
Từ (*) và (**) => 
=> (T - t) = 94 (4)
0,5
Thay (4) vào (*) => (5)
Thế (4), (5) vào (3) => t = 7,690C
0,5
Câu 2
2,5 điểm
Điểm
a) +Thể tích vật V = 0,23 = 8.10-3 m3,
 Giả sử vật đặc thì trọng lượng của vật 
 P = V. d2 = 216N
 +Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật : 
 FA = V.d1 = 80N.
 +Tổng độ lớn lực nâng vật 
 F = 120N + 80N = 200N
do F<P nên vật này bị rỗng. Trọng lượng thực của vật 200N. 
0,25
0,25
0,5
b) Khi nhúng vật ngập trong nước nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm.
 Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm).
 * Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước: 
 - Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m).
 - Lực kéo vật: F = 120N
 - Công kéo vật : A1 = F.l = 120.0.7 = 84(J)
0,25
0,25
 * Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt nước:
 - Lực kéo vật tăng dần từ 120N đến 200N 
 Kéo vật lên độ cao bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống bấy nhiêu nên quãng đường kéo vật: l/ = 10 cm = 0,1m.
 - Công của lực kéo : A2 = 
 - Tổng công của lực kéo : A = A1 + A2 = 100J 
Ta thấy như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước.
0,25
0,25
0,5
Câu 3
 2,5 đ
 Mạch điện được vẽ lại mạch điện hoặc phân tích đúng mạch điện:
0,25
0,25
RAB = R13 + R2x = 4 + 2,4 = 6,4 (W)
0,25
(0,25)
UAC = IAB . R13 = 1,875 . 4 = 7,5 (V)
UCB = UAB - UAC = 12 - 7,5 = 4,5 (V)
0,25
 0,25
0,25
Xét tại nút C: Vì I1 > I2 do đó dòng điên qua am pekế có chiều từ C đến D và số chỉ của ampe kế là IA = I1 - I2 = 0,5A
0,25
b(0,5đ)
Tính 
0,25
 Px max khi 
 Để mẫu min 
Giải phương trình Þ Rx = 2,4 (W)thì công suất trên Rx cực đại
0,25
 Câu 4
 2,5 đ
a, TÝnh ®­îc ®iÖn trë 
0,25
 chiÒu dµi cña d©y dÉn lÇn l­ît lµ: 
0,25®
Thay số tính được l = 16 m
0,25®
b, TÝnh ®­îc chu vi èng sø: CV = D =628.10-4 m
0,25®
TÝnh ®­îc ®­êng kÝnh tiÕt diÖn cña d©y: d = 0,5.10-3 m
0,25®
Sè vßng: n =254 vßng
0,25®
TÝnh ®­îc chiÒu dµi tèi thiÓu cña èng d©y L=n.d =12,7cm
0,25®
c, Theo bµi ra r nt R => Ir = IR =Im 
=> Pr = Im2 .r = .
0,25®
LÝ luËn vµ dÉn tíi Pmax = 2 W khi r = 32 W 
0,5®
 Lưu ý : HS làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa