Đề thi học sinh giỏi vòng I cấp huyện môn Vật lí Lớp 9 - Phòng GD&ĐT huyện Quế Sơn (Có đáp án)

UBND HUYỆN QUẾ SƠN
PHÒNG GD&ĐT
KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2010 - 2011
Môn: Vật Lí
Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)

ĐỀ CHÍNH THỨC - VÒNG I
Bài 1: (2.0 điểm)
 Trong bình hình trụ tiết diện S1 = 30cm2 chứa nước có khối lượng riêng D1 = 1gam/cm3. Người ta thả thẳng đứng một thanh gỗ hình trụ tiết diện S2 = 10cm2 và có khối lượng riêng D2=0,8gam/cm3 thì thấy thanh gỗ nổi thẳng đứng trong nước và phần chìm trong nước là h = 20cm. 
 a. Tính chiều dài l của thanh gỗ .
 b. Đổ dầu có khối lượng riêng D3 = 0,9gam/cm3 lên trên nước cho đến khi phần ngập trong dầu và phần ngập trong nước bằng nhau. Tìm phần chìm trong nước của thanh gỗ biết rằng dầu không tan trong nước.

0
40
30
20
t0C
N(giọt)
200 500
Bài 2: (2.0 điểm)
 Một nhiệt lượng kế ban đầu chứa lượng nước m0 = 100gam ở nhiệt độ t0= 200C. Người ta nhỏ đều đặn các giọt nước nóng vào nước đựng trong nhiệt lượng kế. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nhiệt độ nước trong nhiệt lượng kế vào số giọt nước nóng nhỏ vào. Hãy xác định nhiệt độ của nước nóng và khối lượng của mỗi giọt nước.

Giả thiết rằng khối lượng của các giọt nước nóng là như nhau và sự cân bằng nhiệt được thiết lập ngay sau khi giọt nước nhỏ xuống; bỏ qua sự mất mát nhiệt do trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh và với nhiệt lượng kế khi nhỏ nước nóng.Cho Cnước = 4200J/Kg.độ

Đ1
Đ2
Đ3
Đ6
Đ4
Đ5
A
B
Bài 3: ( 2.5 điểm)
 Đoạn mạch AB gồm 6 bóng đèn giống nhau loại 75W-220V được mắc như hình vẽ.
 a. Xếp thứ tự các bóng đèn từ sáng nhất đến tối nhất khi mắc đoạn mạch trên vào mạng điện có hiệu điện thế U (0 < U < 220).
 b. Mắc đoạn mạch AB vào mạng điện có hiệu điện thế 110V. Trong 24 giờ phải trả bao nhiêu tiền điện? Biết giá điện là 1000 đồng/kw.h

R2
R4
R1
R3
U
A
-
+
Bài 4: (3.5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ bên, trong đó U = 24V luôn không đổi, R1=12, R2= 9, R3 là biến trở, R4=6. Điện trở của ampe kế và các dây dẫn không đáng kể.
 a. Điều chỉnh con chạy để R3 = 6. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 và số chỉ của ampe kế.
 b. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V. Nếu di chuyển con chạy để R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào ? 

UBND HUYỆN QUẾ SƠN
 PHÒNG GD&ĐT
KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2010 - 2011
Môn: Vật Lí
Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)

HƯỚNG DẪN CHẤM - VÒNG I
Bài 1 : (2.0 điểm)
Gọi l (cm) là chiều dài của thanh gỗ: 
- Thể tích thanh gỗ l. S2 => Khối lượng thanh gỗ: l. S2 . D2
- Thể tích nước mà thanh gỗ chiếm chỗ: h. S2 .=>Lực đẩy Asimet nước tác dụng lên thanh gỗ: h. S2 . D1.
- Lập được: l. S2 . D2 = h. S2 . D1 => (cm).
- Đặt x là chiều cao ngập trong nước => Chiều cao ngập trong dầu là x.
- Lực đẩy Asimet của nước: x. S2. D1
- Lực đẩy Asimet của dầu: x.S2.D3
- Lập được quan hệ: x. S2. D1 + x.S2.D3 = l. S2 . D2
- Thay số được x 1 + x. 0,9 = 25. 0,8 giải được x = 10,53

(Mỗi y cho 0,25 điểm)
0
40
30
20
t0C
N(giọt)
200 500
Bài 2 : (2.0 điểm)
Gọi m (kg) là khối lượng mỗi giọt nước, t ( 0C) là nhiệt độ nước nóng. 
Nhiệt tỏa ra của 200 giọt nước nóng: Q1 = cn. 200m(t - 30).
Nhiệt thu vào của 100g nước để tăng từ 200C lên 300C: Q2 = cn.0,1.(30-20).
Lập được phương trình cân bằng nhiệt: cn. 200m(t - 30) = cn.0,1.(30-20)
Biến đổi: 200m(t - 30) = 1 Þ 200mt = 1 + 6000m	(1)
0,50
Khối lượng nước trong bình sau khi nhỏ 200 giọt là 100 + 200m.
0,25
Nhiệt tỏa ra của 300 giọt nước nóng: Q3 = cn. 300m(t - 40).
Nhiệt thu vào của (0,1 + 200m)g nước để tăng từ 300C lên 400C:
 Q4 = cn.(0,1+200m)(40-30)
Lập được phương trình cân bằng nhiệt: 
 cn. 300m(t - 40) = cn.(0,1+200m)(40-30)
Biến đổi: 300m(t-40)= 1+2000m Þ 300mt = 1 + 14000m	(2)
0,50
Từ (1) vào (2) ta được: 3.(1 + 6000m) = 2(1 + 14000m)
 	3 + 18000m = 2 + 28000m
	m = 1/10000 Þ m = 1/10g
0,50
Thay m vào (1) được: 2t/100 = 1 + 6/10 Þ 2t = 160 Þ t = 800C
0,25

Bài 3: (2.5 điểm)
Đ1
Đ2
Đ3
Đ6
Đ4
Đ5
A
B
Gọi U, R lần lượt là hiệu điện thế hai đầu A,B và điện trở của mỗi bóng đèn.
Tính được: I6 = 
 I4 = I5 = 
 R1,2,3 = => I1 = 
 I2 = I3 = 
0,50

Từ P = UI = RI2. Do các bóng có điện trở bằng nhau nên bóng có cường độ dòng điện đi qua lớn hơn là bóng sáng hơn do có công suất lớn hơn)
0,50
Xếp được I6 > I1 > I4 = I5 >I2 = I3 nên các bóng được sắp theo thứ tự từ sáng đến tối là: Đ6 > Đ1 > Đ4 = Đ5 >Đ2 = Đ3
0,25
Tính được:
 P6 = . Tương tự: P4 = P5 = ; P1 = ; P2 = P3 = 
0,25
Công suất của toàn mạch:
 P = = 
0,25
Tính được điện trở của mỗi bóng đèn: R = 
0,25
Thay số được P = (W)
0,25
Điện năng tiêu thụ trong 24 giờ: (Wh) => Số tiền: 975 đồng.
0,25

Bài 4: (3.5 điểm)
Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế :
R34 = 
0,25

R2
R4
R1
R3
U
I3
I4
I2
I1
I

R234 = R2 + R34 = 9 + 3 = 12
0,25
I2 = 	
U34 = I2.R34 = 2.3 = 6V

0,25
I3 = 	
I1 = 	
0,25
Ia = I1 + I3 = 2 + 1 = 3 (A)

0,25
Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V .	
R2
R4
R1
R3
U
V
Gọi R3 = x
U1 = U - UV = 24 - 16 = 8(V)
0,25

I1 = (A)
0,25

Þ I = 
0,50
Có I = I4 	
0,25
Ta có UV = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = I1.R3 + I.R4
=
0,25
 10x + 84 = 144 suy ra x = 6.Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R3 = 6
0,25
Khi R3 tăng thì điện trở của mạch tăng I = I4 = giảm U4 = I.R4 giảm U2 = U – U4 tăng I2 = tăng I1 = I – I2 giảm U1 = I1.R1 giảm UV = U – U 1 : tăng. Vậy số chỉ của vôn kế tăng khi R3 tăng. 
0,50
Hoặc UV =nên x tăng UV tăng hay khi R3 tăng thì chỉ số của vôn kế tăng.