Đề thi dùng cho việc tuyển chọn đội tuyển học sinh giỏi môn vật lý do các thầy cô tại trường THCS Tân Tiến Thành phố Hải Phòng biên soạn, với chất lượng đề cao, biểu điểm và đáp án chi tiết. Là tài liễu hữu ích cho việc bồi dưỡng học sinh có năng khiếu và đam mê với môn học.
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÝ – LỚP 9 Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian phát đề ) Bài 1 ( 4 điểm ) Hai xe đồng thời xuất phát tại A chuyển động thẳng đều đến B. Đoạn đường A đến B dài 50km. Xe thứ nhất trong nửa đầu của đoạn đường chạy với vận tốc m, nửa còn lại chạy với vận tốc n. Xe thứ hai trong nửa đầu của tổng thời gian chạy với vận tốc m, nửa còn lại chạy với vận tốc n. Biết m = 2n và m = 30km/h. a. Xe nào đến B trước và đến trước bao lâu? b. Xe thứ ba xuất phát tại B đồng thời với xe thứ nhất và chuyển động đều về A. Trên đường đi cách B một đoạn 20km thì xe thứ ba gặp xe thứ nhất. Tính vận tốc xe thứ ba. Bài 2 ( 4 điểm ) Một vật rắn nhiệt độ 100 o C được thả vào nước làm cho nhiệt độ của nước tăng từ 20 o C lên 30 o C. Nhiệt độ của lượng nước trên khii cân bằng sẽ là bao nhiêu nếu cùng với vật trên ta thả thêm một vật như thế nhưng ở nhiệt độ 90 o C? Xem chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa hai vật rắn với nước. Bài 3 ( 4 điểm ) Có hai lọ thủy tinh giống nhau được đậy kín. Một lọ chứa đầy nước, một lọ chứa 1/2 nước. Nhấn chìm cả hai lọ trong bình chứa đầy nước đo được thể tích nước tràn ra bằng 10cm 3 . Khi không nhấn chìm các lọ trong nước thì một lọ nổi trên mặt nước, một lọ lơ lửng trong nước. a. Tính khối lượng mỗi lọ. b. Trường hợp lọ nổi trên mặt nước, tính thể tích phần lọ chìm trong nước. Biết khối lượng riêng của nước và thủy tinh lần lượt là 1000kg/m 3 và 2400kg/m 3 . Bài 4 ( 4 điểm ) Cho đoạn mạch AB như hình bên. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch bằng 24V không đổi. Điện trở R 1 = 10Ω ; điện trở R 2 = 40Ω. Cường độ dòng điện qua điện trở R 2 là 0,15A. a. Tính điện trở của biến trở tham gia vào mạch điện. b. Biết biến trở, điện trở R 1 và R 2 chịu được cường độ dòng điện tối đa lần lượt là 3A; 2,5A và 0,5A. Điện trở của biến trở phải có trị số nhỏ nhất là bao nhiêu để biến trở và hai điện trở R 1 và R 2 không bị hỏng? c. Để công suất tiêu thụ của biến trở gấp 3 lần công suất tiêu thụ của điện trở R 2 thì phải điều chỉnh con chạy để biến trở có trị số bằng bao nhiêu? Bài 5 ( 4 điểm ) Cho mạch điện như hình bên. Biết R 1 = 3Ω; R 2 = 6Ω; R 3 = 2Ω; R 4 = 4Ω. Điện trở R x chưa biết trị số. Khi khóa K mở ampe kế chỉ 3/4A. Khi khóa K đóng ampe kế chỉ 4A. Ampe kế có điện trở rất nhỏ. Tìm U và điện trở R x . __ HẾT __ HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI VÒNG 2 MÔN: VẬT LÝ LỚP 9 Bài 1 ( 4 đ ) a. Thời gian xe 1 chuyển động từ A đến B là: mn Snm n S m S t 2 )( 22 1 + =+= 0,5đ Xe 2: nm S t t n t mS + =⇒+= 2 22 2 22 0,5đ nm S mn Snm tt + − + =− 2 2 )( 21 ≈ 0,28(h) 0,5đ Vậy xe 2 đến trước xe 1 và đến trước khoảng 0,28h hay 16,8 phút 0,5đ b. Thời gian xe 1 đi đến khi gặp xe 3: )(17,1 45 2 3 h n S m S t ≈ − += 1,0đ Vận tốc xe 3: )/(1,17 17,1 20 3 hkmv ≈= 1,0đ Bài 2 ( 4 đ ) Khi thả vật 1 vào nước: C 1 m 1 (100 - 30) = C 2 m 2 (30 - 20) 0,5đ 7 1 22 11 =⇒ mC mC (1) 1,0đ Gọi x là nhiệt độ cân bằng khi thả hai vật rắn vào nước. C 1 m 1 (100 - x) + C 1 m 1 (90 - x) = C 2 m 2 (x - 20) C 1 m 1 (190 - 2x) = C 2 m 2 (x – 20) x x mC mC 2190 20 22 11 − − =⇒ (2) 1,0đ Từ (1) và (2) ta có: 7 1 2190 20 = − − x x 0,5đ Tính được: x ≈ 36,7 o C 1,0đ Bài 3 ( 4 đ ) a. Thể tích mỗi lọ ( chiếm chỗ khi nhấn chìm ) )(5 2 10 3 cmV == 0,5đ Lọ chứa 1/2 nước ta có: F A = P 2 => d n V = P c + P n Với P c và P n lần lượt là trọng lượng lọ và trọng lượng nước trong lọ. Gọi V c là thể tích vỏ lọ, ta có: 2 )( nc ccn dVV dVVd − += Thế số vào tính được: V c ≈ 1,3cm 3 0,5đ Khối lượng lọ rỗng: m 1 = V c d c = 1,3. 2,4 = 3,12(g) 1,0đ Khối lượng 1/2 nước trong lọ: )(85,1 2 3,15 2 )( 2/1 g dVV m nc = − = − = 0,5đ Khối lượng lọ chứa 1/2 nước: m 2 = 3,12 + 1,85 =4,97(g) 1,0đ b. Lọ rỗng nổi, ta có: F A = P => d n V ch = P Tính được thể tích lọ chìm trong nước là: V ch = 3,12 cm 3 1,0đ Bài 4 ( 4 đ ) a. Tính được: )(8 12 Ω=R 0,25đ R b = 24Ω 0,5đ b. Lập luận để tính R b theo I 2 = 0,5A 0,25đ Tính được R b = 1,6Ω 0,5đ c. Tính được: I 2 = 5 I (1) Để P b = 2P 2 => U b I = 3U 2 I 2 Thế (1) vào tính được => U b = 5 3U 2 = 9(V) 0,5đ Tính được R b = 4,8Ω 2,0đ Bài 5 ( 4 đ ) ( Học sinh có thể tính theo cách khác, nếu đúng cho đủ điểm ) *****