PHÒNG GD -ĐT PHÙ MỸ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN TRƯỜNG THCS MỸ CHÁNH Môn VẬT LÝ 9 – Năm học 2010 -2011. Thời gian: 150 phút.(không kể thời gian phát đề) Bài 1(4 điểm): Hai người cùng xuất phát từ A để đi đến B. Người thứ nhất đi trong nửa thời gian đầu với vận tốc V 1 , trong nửa thời gian sau với vận tốc V 2 . Người thứ hai đi trong nửa quãng đường đầu với vận tốc V 1 , trong nửa quãng đường sau với vận tốc V 2. .Hỏi người nào đến B trước ? (Biết V 1 ≠ V 2 ). Bài 2(4 điểm): Một quả cầu bằng kim loại có trọng lượng riêng 75000N/m 3 nổi trên mặt nước ,tâm quả cầu nằm trên cùng mặt phẳng với mặt thoáng của nước.Bên trong quả cầu có một phần rỗng thể tích 1dm 3 . Tính trọng lượng của quả cầu ? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m 3 . Bài 3(4 điểm): Trong một bình đậy kín có một cục nước đá khối lượng M= 0,1kg nổi trên mặt nước.Trong cục đá có một viên chì khối lượng m=5g.Hỏi phải tốn một nhiệt lượng bằng bao nhiêu để viên chì bắt đầu chìm xuống nước ? Nhiệt độ nước trong bình là 0 oC . ( Khối lượng riêng của chì 11,3g/cm 3 ,của nước đá 0,9g/cm 3 , của nước 1g/cm 3 ; nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg ). Bài 4(4 điểm): Có hai bình cách nhiệt : Bình tbứ nhất chứa 5lít nước ở nhiệt độ t 1 =60 oC ,bình thứ hai chứa 1lít nươc ở nhiệt độ t 2 =20 oC . Đầu tiên rót một phần nước từ bình thứ nhất sang bình thư hai , sau đó khi trong bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt , người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước để trong hai bình lại có thể tích nước như ban đầu. Sau các thao tác đo,ù nhiệt độ nước trong bình thứ nhất là t , 1 =59 oC .Hỏi đã rót bao nhiêu nước từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và ngược lại ? ( Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K ) Bài 5:(4 điểm): Người ta cắt một dây dẫn có điện trở R = 25 Ω thành hai đoạn không bằng nhau có điện trở R 1 , R 2 và mắc chúng song song vào hai điểm có hiệu điện thế U = 9V. Cường độ dòng điện qua mạch chính là 2,25A. Tính : a) Điện trở R 1 và R 2 của mỗi đoạn ? b) Nếu mắc đoạn mạch này nối tiếp với một điện trở R 3 = 5 Ω vào hiệu điện thế như trước thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là bao nhiêu ? ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ 9 Bài1: a)Tính vận tốc trung bình Va của người thứ nhất: Quãng đường đi được : - trong nửa thời gian đầu : S 1 = V 1 2 t (0,25đ) - trong nửa thời gian sau: S 2 = V 2 2 t (0,25đ) Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường đi S: Va = 1 2 1 2 1 22 2 2 2 2 t t V V S S V V t t t + + + = = + (0,5đ) b) Tính vận tốc trung bình Vb của người thứ hai: Thời gian đi : - trong nửa quãng đường đầu : t 1 = 1 2 S V (0,25đ) - trong nửa quãng đường sau : t 1 = 2 2 S V (0,25đ) Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường :Vb = 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 ( ) 2 2 2 S S V V S S S V V t t V V V V V V + = = = + + + + (1đ) c) So sánh vận tốc trung bình của hai người : Ta có : Va – Vb = 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 ( ) 0 2 2( ) V V VV V V V V V V + − − = ≥ + + (1đ ) Vì Va ≠ Vb nên Va > Vb Vậy người thứ nhất đến B sớm hơn người thứ hai. (0,5đ) Bài 2: Gọi V là thể tích cả quả cầu. V 1 là thể tích phần kim loại. V 2 là thể tích phần rỗng . d là trọng lượng riêng của nước . d 1 là trọng lượng riêng của kim loại . Vì tâm quả cầu nằm tại mặt thoáng của nước nên thể tích phần quả cầu chìm trong nước là 2 V . (0,5đ) Do đó lực đẩy Acsimet của nước lên quả cầu là : F = 2 dV (0,5đ) Trọng lượng của quả cầu là: P = d 1 V 1 = d 1 (V – V 2 ) (0,5đ) Khi quả cầu cân bằng , ta có: F = P (0,5đ) Do đó: 2 dV = d 1 (V – V 2 ) ⇒ V = 1 2 1 2 2 d V d d− (0,5đ) Thể tích phần kim loại của quả cầu: V 1 = V – V 2 = 1 2 1 2 2 d V d d− - V 2 = 2 1 2 dV d d− (0,5đ) Vậy trọng lượng của quả cầu là: P = d 1 V 1 = d 1 2 1 2 dV d d− = 75000 3 10000.10 5,4 2.75000 10000 N − ≈ − (1đ ) Bài 3: Để viên chì bắt đầu chìm thì khối lượng riêng trung bình của nước đá và chì trong nó bằng khối lượng riêng của nước. Gọi M 1 là khối lượng còn lại của cục nước đá khi bắt đầu chìm . Điều kiện để cục đá và chì bắt đầu chìm là: 1 n M m D V + = trong đó V là thể tích cục đá và chì (0,5đ ) Ta có: V = 1 d ch M m D D + (0,5đ) Do đó : M 1 + m = DnV = Dn ( 1 d ch M m D D + ) (0,5đ) Suy ra : M 1 = m ( ) (11,3 1)0,9 5. 41( ) ( ) (1 0,9)11,3 ch n d n d ch D D D g D D D − − = = − − (0,5đ - 0,5đ) Khối lượng nước đá phải tan là : ∆ M = M – M 1 = 100 – 41 = 59 (g) (0,5đ) Nhiệt lượng cần thiết : Q = m λ = 3,4.10 5 .59.10 -3 = 200,6.10 2 = 20060 (J) (1đ ) Bài 4:Do chuyển nước từ bình 1 sang bình 2 và từ bình 2 sang bình 1,thể tích nước trong hai bình vẫn như cũ nên khối lượng nước của hai bình vẫn như cũ. Nhiệt độ trong bình thứ nhất hạ xuống một lượng là: ∆ t 1 = 60 oC - 59 oC = 1 oC (0,5đ) Như vậy nước trong bình 1 đã mất một nhiệt lượng là: Q 1 = m 1 C ∆ t 1 = 5.4200.1 = 21000(J) (0,5đ) Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2 , do đó Q 2 = m 2 C ∆ t 2 = Q 1 = 21000(J) (0,5đ) Suy ra : ∆ t 2 = 1 2 21000 5( ) 1.4200 oC Q m C = = (0,5đ) Nhiệt độ nước trong bình 2 trở thành : t , 2 = t 2 + ∆ t 2 = 20 + 5 = 25 ( oC ) (0,5đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 Hay ∆ m.C (t 1 – t , 2 ) = m 2 .C (t , 2 – t 2 ) (0,5đ) Suy ra ∆ m = m 2 , 2 2 , 1 2 25 20 5 1 1. ( ) 60 25 35 7 t t kg t t − − = = = − − Vậy khối lượng nước đã rót là 1 ( ) 7 kg ( hay V = 1 7 lít ) (1đ ) Bài 5: a) Vì dây dẫn R = 25 Ω được cắt thành hai dây không bằng nhau R 1 và R 2 nên ta có: R 1 + R 2 = 25 (1) (0,5đ) Điện trở tương đương của đoạn mạch khi R 1 và R 2 mắc song song : R `12 = 9 4( ) 2,25 U I = = Ω (0,5đ) Mà R 12 = 1 2 1 2 R R R R+ Suy ra R 1 R 2 = R 12 (R 1 + R 2 ) (0,5đ) Hay R 1 R 2 = 4.25 = 100 (2) Từ (1) và (2) giải được R 1 = 5 Ω và R 2 = 20 Ω ( Hoặc R 1 = 20 Ω và R 2 = 5 Ω ) (0,5đ) b) Nếu mắc đoạn song song này nối tiếp với R 3 thì điện trở tương đương của đoạn mạch lúc này là Rtd = R 3 + R `12 = 5 + 4 = 9 ( Ω ) (0,5đ) Cường độ dòng điện qua R 3 : I 3 = I , = U/ Rtd = 9 / 9 = 1 (A) (0,5đ) Hiệu điện thế giữa hai đầu R 1 và R 2 là U 1 = U 2 = U 12 = I.R 12 = 1.4 = 4 (V) (0,5đ) Cường độ dòng điện qua điện trở R 1 và R 2 lúc này: I 1 = U 1 / R 1 = 4 / 5 = 0,8 (A) (0,25đ) I 2 = U 2 / R 2 = 4 / 20 = 0,2(A) (0,25đ) * ( Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn được điểm tối đa ) . PHÒNG GD -ĐT PHÙ MỸ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN TRƯỜNG THCS MỸ CHÁNH Môn VẬT LÝ 9 – Năm học 2010 -2011. Thời gian: 150 phút.(không kể thời gian phát đề) Bài 1(4 điểm): Hai người. tiếp với một điện trở R 3 = 5 Ω vào hiệu điện thế như trước thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở là bao nhiêu ? ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ 9 Bài1: a)Tính vận tốc trung bình. (R 1 + R 2 ) (0,5đ) Hay R 1 R 2 = 4.25 = 100 (2) Từ (1) và (2) giải được R 1 = 5 Ω và R 2 = 20 Ω ( Hoặc R 1 = 20 Ω và R 2 = 5 Ω ) (0,5đ) b) Nếu mắc đoạn song song này nối tiếp