Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 (Vòng II) - Năm học 2017-2018 - Phòng GD&ĐT Quảng Nam (Có đáp án)

 PHÒNG GD&ĐT QUÃNG NAM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
ĐỀ CHÍNH THỨC
VÒNG II
 Năm học 2017-2018
 Môn: VẬT LÍ
 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Câu 1: (2,5 điểm)
 Một quả cầu đồng chất có khối lượng M = 10kg và thể tích V = 0,016m3.
 a. Hãy đưa ra kết luận về trạng thái của quả cầu khi thả nó vào bể nước.
 b. Dùng một sợi dây mảnh, một đầu buộc vào quả cầu, đầu kia buộc vào một điểm cố định ở đáy bể nước sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước và dây treo có phương thẳng đứng. Tính lực căng dây?
 Cho biết: Khối lượng riêng của nước D = 103kg/m3.
 Câu 2: (3,0 điểm)
 Cho 2 bóng đèn Đ1 (12V - 9W) và Đ2 (6V - 3W).
Đ1
Đ2
Rb
U
o
o
+
-
 a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao?
 b. Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở 
 có con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V) 
 như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có 
 điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường?
 c. Bây giờ tháo biến trở ra và thay vào đó 
 là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên 	
 đèn Đ1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ2.
 Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi)	
 Câu 3: (2,5 điểm) 
Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.
 Câu 4: (2,0 điểm)
 Hai điện trở R1 và R2 được mắc vào một hiệu điện thế không đổi bằng cách ghép song song với nhau hoặc ghép nối tiếp với nhau. Gọi Pss là công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi ghép song song, Pnt là công suất tiêu thụ khi ghép nối tiếp. Chứng minh : .
 Cho biết: R1 + R2 2
------------------------- HẾT -------------------------
(Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
 PHÒNG GD&ĐT QUÃNG NAM
 ----------------------- 
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2017-2018
Môn: VẬT LÍ (VÒNG II)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Câu 1: (2,5 điểm)
 a. Khối lượng riêng của quả cầu là: 
 DC = = = 625(kg/m3) 0,25đ
 Ta thấy DC (= 625kg/m3) < Dnước (= 1000kg/m3) nên khi thả quả cầu vào nước thì quả cầu sẽ nổi trên mặt nước. 0,5đ
 b. Học sinh vẽ đúng hình và phân tích được các lực tác dụng lên quả cầu được 0,5đ.
.
.
P
T
FA
O
 Các lực tác dụng lên quả cầu:
 - Lực đẩy Ác-si-mét FA thẳng đứng hướng từ dưới lên và
 có cường độ: FA = dn.V = 10Dn.V 0,25đ
 - Trọng lực P thẳng đứng hướng xuống dưới và:
 P = 10M 0,25đ
 - Lực căng dây T thẳng đứng hướng xuống dưới.
 Khi quả cầu cân bằng (đứng yên) thì FA = P + T 0,5đ
 => T = FA – P = 10Dn.V – 10M = 10.1000.0,016 – 10.10
 = 160 – 100 = 60 (N) 0,25đ
 Vậy lực căng dây T bằng 60N.
Câu 2: (3,0 điểm)
Đ1
Đ2
Rb
U
o
o
+
-
 a. Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn:
 Pđm1 = Uđm1.Iđm1 
 => Iđm1 = = = 0,75(A) 0,25đ
 Iđm2 = = = 0,5(A) 0,25đ
 Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên không thể mắc nối tiếp 
 để 2 đèn sáng bình thường. 0,5đ
 b. Để 2 đèn sáng bình thường thì:
 U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A 0,25đ
và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A 0,25đ
 Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V
 Cường độ dòng điện qua biến trở:
 I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). 0,25đ
 Giá trị điện trở của biến trở lúc đó bằng: Rb = = = 24 () 0,25đ
 c. Theo đề ra ta có: P1 = 3P2 ó I12.R1 = 3I22.R2 
 ó = = 3. = 3. = => = ó 2I1 = 3I2 (1) 0,25đ
 Mà I1 = I2 + IR nên (1) ó 2(I2 + IR) = 3I2 ó 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2) 0,25đ
 Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR ó I2.R2 = IR.R
 Thay (2) vào ta được 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2. = 2. = 24 () 0,5đ
 Câu 3: (2,5 điểm) 
 - Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có: 	
 mc + mk = 0,05(kg). ( = 50g) (1) 0,25đ
- Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: ; 0,25đ
	 . 0,25đ
- Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: 
 ; 0,25đ
 . 0,25đ	
- Phương trình cân bằng nhiệt: 0,5đ
 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 0,25đ
- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc 0,015kg; mk 0,035kg. 0,5đ
 Đổi ra đơn vị gam: mc 15g; mk 35g. 
 Câu 4: (2,0 điểm)
 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song: . 0,5đ
 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc nối tiếp: . 0,5đ
 - Lập tỷ số: ; 0,5đ
 - Do : => (R1 + R2)2 4 ()2 , nên ta có:
 0,5đ
-------------------------- HẾT -----------------------------
(Lưu ý: Nếu học sinh làm cách khác nhưng có kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa)