Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn thi Vật lý Lớp 9 - Năm học 2013-2014

UBND HUYỆN KINH MễN
PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN
MễN: Vật lý 9 - Năm học: 2013-2014
Thời gian làm bài: 120 phỳt
(Đề này gồm 4 cõu-01 trang)
Cõu (2,5 điểm): Một bỡnh hỡnh trụ cú tiết diện trong là S1 = 100 cm2 chứa nước. Thả vào bỡnh một thanh gỗ hỡnh trụ cú chiều cao h = 20 cm, tiết diện S2 = 50 cm2 thỡ mực nước trong bỡnh cao h1 = 20 cm. Cho khối lượng riờng của nước và của gỗ lần lượt là D1 = 1000 kg/m3, D2 = 750 kg/m3. Biết khối gỗ nằm thẳng đứng trong nước theo chiều cao h.
 a. Tớnh chiều cao phần gỗ chỡm trong nước khi khối gỗ cõn bằng.
 b. Từ vị trớ cõn bằng cần nhấn khối gỗ đi xuống một đoạn nhỏ nhất là bao nhiờu để nú vừa chỡm hoàn toàn trong nước ?
 c.Tớnh cụng tối thiểu để nhấn khối gỗ từ vị trớ cõn bằng đến khi nú vừa chạm đỏy bỡnh ?
Cõu 2 (2,5đ) Cú 3 chai sữa giống nhau đều ở nhiệt độ t0= 200C. Người ta thả chai sữa thứ nhất vào một phớch đựng nước ở nhiệt độ t= 420C thỡ nhiệt độ cõn bằng ở trong phớch là t1= 380C. Sau đú lấy chai sữa đú ra và thả chai sữa thứ 2 vào, khi cõn bằng nhiệt người ta lại lấy chai sữa đú ra rồi thả chai sữa thứ 3 vào phớch nước. Hỏi chai sữa thứ 3 cú nhiệt độ bằng bao nhiờu khi cõn bằng nhiệt? Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của phớch và mụi trường xung quanh.
 Cõu 3 (2,5đ) Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biết U = 9V khụng đổi; r = 1,5, R1 =1, biến trở cú điện trở toàn phần RMN = 10. Vụn kế và ampe kế lớ tưởng.
a. Đặt RMC = x. Hóy tỡm số chỉ của cỏc dụng cụ đo điện trong mạch điện theo x.
b. Số chỉ của cỏc dụng cụ đú thay đổi thế nào nếu con chạy C di chuyển từ M đến N? 
c. Tỡm vị trớ con chạy C để cụng suất tiờu thụ trờn biến trở là lớn nhất? Tớnh cụng suất đú.
Cõu 4(2,5đ) Cho mạch điện như hỡnh vẽ UAB=20V khụng đổi. R1= 3, R2= R4= R5= 2, R3= 1. Điện trở của ampe kế, khoỏ K và dõy nối khụng đỏng kể.
1.Khi khoỏ K mở : Tớnh điện trở tương đương của cả mạch điện và số chỉ của ampe kế.
2.Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng Rx và Ry. Biết khi khoỏ K đúng hay mở thỡ số chỉ của ampe kế đều bằng 1A. Tớnh Rx và Ry.
Hết 
Số bỏo danh: GTsố 1:..
UBND HUYỆN KINH MễN
PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM
MễN: Vật lý 9 - Năm học: 2013-2014
(Đỏp ỏn này gồm 5 trang)
Cõu
Đỏp ỏn
Điểm
Cõu 1
(2,5điểm)
Gọi chiều chiều cao phần gỗ chỡm trong nước là a (m).
Trọng lượng của thanh gỗ là :
 P = 10D2V = 10D2Sh = 10. 750.0,005.0,2 = 7,5 (N)
Lực đẩy Ac-si-một của nươc tỏc dụng lờn vật là :
 FA = 10D1S a = 10.1000.0,005.a = 50 a (N) .
Vỡ vật nằm cõn bằng trờn mặt nước nờn :
 FA= P
 Do đú : 50 a = 7,5 
 Suy ra : a = 0,15 (m) .
b. Gọi quóng đường nhỏ nhất gỗ dịch chuyển xuống là x (m) và chiều cao cột nước dõng lờn là y(m).
Ta cú : S2.x = ( S1 - S2 ) .y 
 Suy ra x = y
 Để khối gỗ chỡm hoàn toàn trong nước : 
 x + y = h - a 
 Do đú x = 0,025 m.
c.Quỏ trỡnh lực thực hiện cụng để nhấn chỡm gỗ xuống đỏy bỡnh được chia thành 2 giai đoạn :
* Giai đoạn 1 : Từ khi bắt đầu nhấn đến khi gỗ chỡm hoàn trong nước .
Lực tối thiểu để nhấn chỡm vật vào nước cú phương thẳng đứng , chiều từ trờn xuống dưới và cú cường độ được tớnh theo cụng thức : 
 F = FA - P 
Khi bắt đầu nhấn : gỗ cũn nằm cõn bằng , FA = P nờn lực tỏc dụng 
 F1 = 0.
Khi gỗ dịch chuyển xuống : P khụng đổi , FA = 10D1S a tăng dần nờn lực cần tỏc dụng tăng dần .
Đến khi gỗ chỡm hoàn toàn trong nước : FA ma x = 10D1S h = 10 (N)
Lực cần tỏc dụng lỳc này là : F2 = FA ma x -P = 10 -7,5 = 2,5 (N)
 Vậy lực cần tỏc dụng ở giai đoạn này tăng dần từ : 
 F1 = 0 đến F2 =2, 5N
Khối gỗ phải dịch chuyển xuống dưới một đoạn : x = 0,025 m
 Cụng của lực cần thực hiện tối thiểu ở giai đoạn này là : 
 A1 = 
 * Giai đoạn 2 : Từ khi gỗ chỡm hoàn toàn trong nước đến khi gỗ chạm đỏy bỡnh .
 Giai đoạn này : Lực cần tỏc dụng luụn khụng đổi là F2 =2, 5N
 Gỗ phải dịch chuyển xuống dưới một đoạn là :
 x’ = h1 - a – x = 0,2- 0,15 – 0,025 = 0,025 (m)
 Cụng của lực cần thực hiện tối thiểu ở giai đoạn này là:
 A2 = F2 .x’ = 2,5. 0,025 = 0,0625 (J) 
Vậy cụng của lực cần thực hiện tối thiểu để nhấn chỡm gỗ đến đỏy bỡnh tổng cộng là :
 A = A1 + A2 = 0,03125 + 0,0625 = 0,09375 (J) 
0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
Cõu 2
(2,5điểm)
Gọi q1 là nhiệt dung của nước có trong phích, q2 là nhiệt dung của mỗi chai sữa
Gọi t2, t3 lần lượt là nhiệt độ cân bằng sau khi thả vào phích nước của chai sữa thứ hai và thứ ba.
+ Sau khi thả chai sữa thứ nhất ta có phương trình cân bằng nhiệt:
 q1(t – t1) = q2(t1 – t0) 
 q1(42 – 38) = q2(38 – 20)
 q1 = 4,5q2 (1)
+ Sau lần thả chai sữa thứ 2 ta có phương trình cân bằng nhiệt:
 q1(t1 – t2) = q2(t2 – t0) 
 q1(38 – t2) = q2(t2 – 20) (2) 
- Từ (1) và (2) ta tính được t2 = 34,70C
+ Sau lần thả chai sữa thứ ba ta có phương ttrình cân bằng nhiệt: 
 q1(t2 – t3) = q2(t3 – t0) 
 q1(34,7 – t3) = q2(t3 – 20) (3) 
Từ (1) và (3) ta tính được t3 = 320C 
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Cõu 4
(2,5điểm)
U
N
M
A2
A+
B-
C
R1
V
A1
x
r
a.Vỡ Rv = ∞; RA = 0 nờn mạch điện được mắc như sau:
 r nt R1 nt [RMC// RNC]
Điện trở toàn mạch là:
R = r + R1 + x(10 –x)/10 = 
Dũng điện qua mạch chớnh là: I =
A1
Hiệu điện thế: UBC = I.RBC =
* Dũng điện qua là I1 =
A2
Dũng điện qua là I2 =
* Số chỉ của Vụn kế là: UV = U - I.r = 
b) Khi con chạy C dịch chuyển từ M đến N thỡ x tăng
I1 =
Khi x tăng thỡ giảm, giảm nờn I1 tăng.
Cú: = 
Khi x tăng thỡ hai số hạng đều tăng nờn tăng; I2 giảm.
-Số chỉ của Vụn kế là: UV = (V)
Từ đú suy ra:
 Khi 0 => UV tăng.
 Khi 5 =>UV giảm.
C) Khi con chạy C ở vị trớ bất kỡ
Điện trở tương đương của đoạn mạch
Rtđ = R1+ r + RMN = R0+ RMN. Với R1+ r = R0
I = 
=> PMN = I2.RMN = (W).
Cú (R0 + RMN)2 4.R0.RMN => 
PMN
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi: RMN = R0 => 
=> x= 5W. 
Vậy cụng suất tiờu thụ trờn đoạn mạch MN lớn nhất là 8,1W khi con chạy C ở chớnh giữa của biến trở. 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Cõu 4
(2,5đ)
1. Khi K mở mạch điện gồm: 
Dũng điện trong mạch được kớ hiệu và cú chiều như hỡnh vẽ
Ta cú:
+ R13= R1+R3= 3+1=4()
+R24= R2+R4= 2+2=4()
+R1234=()
+RAB= R1234+R5= 2+2= 4()
+I = (A)
+U1234= I.R1234= 5.2 = 10(V)
+ Số chỉ của ampe kế: Ia= (A)
2. Khi K mở mạch điện gồm 
Đặt Rx= x>0, Ry= y>0 ta cú:
 +()
+ I = (A)
+U1234= I.R1234= . (V)
+ Ia= 
x+y = 12 (1)
*Khi K đúng mạch điện gồm (R1//x )/nt(R3//y) nt R5
Ta cú:
+R1x= ()
+R3y= ()
+ Rtd= R1x+R3y+R5= ()
+ I = (A)
+ U1x= I.R1x= = (V)
+Ia = = 1 (A) 
5x+6xy-51y = 54 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: 3x2- 64x+ 333 = 0
giải phương trỡnh ta được : x= 9() ( loại x2= 37/3 )
suy ra: y = 3 ()
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Ghi chỳ: Học sinh làm cỏch khỏc và đỳng cho điểm tối đa theo từng ý trong mỗi cõu
Hết đỏp ỏn và biểu điểm