Đề và đáp án thi học sinh giỏi môn Vật lý 9- THCS Mỹ Chánh 2010-2011.

Người thứ nhất đi trong nửa thời gian đầu với vận tốc V1, trong nửa thời gian sau với vận tốc V2.. Người thứ hai đi trong nửa quãng đường đầu với vận tốc V1, trong nửa quãng đường sau vớ

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 V1, trong nửa thời gian sau với vận tốc V2 Người thứ hai đi trong nửa quãng đường đầu với vận tốc V1, trong nửa quãng đường sau với vận tốc V2..Hỏi người nào đến B trước ?

(Biết V1 V2)

Bài 2(4 điểm):

Một quả cầu bằng kim loại có trọng lượng riêng 75000N/m3 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 1dm3 Tính trọng lượng của quả cầu ? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3

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 0oC

( Khối lượng riêng của chì 11,3g/cm3 ,của nước đá 0,9g/cm3 , của nước 1g/cm3 ;

nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.105 J/kg )

Bài 4(4 điểm):

Có hai bình cách nhiệt : Bình tbứ nhất chứa 5lít nước ở nhiệt độ t1 =60oC ,bình thứ hai chứa 1lít nươc ở nhiệt độ t2 =20oC 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=59oC 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 thành hai đoạn không bằng nhau có điện trở R1 ,

R2 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 R1 và R2 của mỗi đoạn ?

b) Nếu mắc đoạn mạch này nối tiếp với một điện trở R3 = 5 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 : S1 = V12

t

- trong nửa thời gian sau: S2 = V2

2

t

Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường đi S: Va = 1 2 1 2 2 2 1 2

2

2 2





(0,5đ)

b) Tính vận tốc trung bình Vb của người thứ hai:

Thời gian đi :

- trong nửa quãng đường đầu : t1 =

1 2

S

- trong nửa quãng đường sau : t1 =

2 2

S

Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường :Vb =

1 2

1 2 1 2

2 1

1





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

0

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

V1 là thể tích phần kim loại

V2 là thể tích phần rỗng

d là trọng lượng riêng của nước

d1 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 = d1V1 = d1(V – V2) (0,5đ) Khi quả cầu cân bằng , ta có: F = P (0,5đ)

Do đó:

2

dV

= d1(V – V2)  V = 1 2

1

2 2

d V

d  d (0,5đ) Thể tích phần kim loại của quả cầu: V1 = V – V2 = 1 2

1

2 2

d V

d  d - V2 = 2

1 2

dV

d  d (0,5đ) Vậy trọng lượng của quả cầu là: P = d1V1 = d1 2

1 2

dV

d  d = 75000 10000.10 3 5, 4

2.75000 10000 N





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 M1 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

D V



 trong đó V là thể tích cục đá và chì (0,5đ )

Ta có: V = 1

D  D (0,5đ)

Do đó : M1 + m = DnV = Dn ( 1

D  D ) (0,5đ) Suy ra : M1 = m( ) 5.(11,3 1)0,9 41( )

( ) (1 0,9)11,3

g

Khối lượng nước đá phải tan là :

M = M – M1 = 100 – 41 = 59 (g) (0,5đ) Nhiệt lượng cần thiết :

Q = m = 3,4.105 59.10-3 = 200,6.102 = 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:

t1 = 60oC - 59oC = 1oC (0,5đ) Như vậy nước trong bình 1 đã mất một nhiệt lượng là:

Q1 = m1Ct1 = 5.4200.1 = 21000(J) (0,5đ) Nhiệt lượng này đã được truyền sang bình 2 , do đó

Q2 = m2Ct2 = Q1 = 21000(J) (0,5đ) Suy ra : t2 = 1

2

21000

5( ) 1.4200

oC Q

m C   (0,5đ) Nhiệt độ nước trong bình 2 trở thành : t,

2 = t2 + t2 = 20 + 5 = 25 (oC ) (0,5đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2

Hay m.C (t1 – t,

2 ) = m2.C (t,

2 – t2 ) (0,5đ) Suy ra m = m2

,

2 2 ,

1 2

25 20 5 1

60 25 35 7

kg



Vậy khối lượng nước đã rót là 1( )

7 kg ( hay V =1

7lít ) (1đ )

Bài 5:

a) Vì dây dẫn R = 25 được cắt thành hai dây không bằng nhau R1 và R2 nên ta có:

R1 + R2 = 25 (1) (0,5đ) Điện trở tương đương của đoạn mạch khi R1 và R2 mắc song song :

R`12 =

9 4( )

2, 25

U

Mà R12 = 1 2

1 2

R R

R R Suy ra R1R2 = R12 (R1 + R2 ) (0,5đ) Hay R1R2 = 4.25 = 100 (2)

Từ (1) và (2) giải được R1 = 5 và R2 = 20

( Hoặc R1 = 20và R2 = 5 ) (0,5đ) b) Nếu mắc đoạn song song này nối tiếp với R3 thì điện trở tương đương của đoạn mạch lúc này là Rtd = R3 + R`12 = 5 + 4 = 9 () (0,5đ) Cường độ dòng điện qua R3 :

I3 = I, = U/ Rtd = 9 / 9 = 1 (A) (0,5đ)

Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 và R2 là

U1 = U2 = U12 = I.R12 = 1.4 = 4 (V) (0,5đ)

Cường độ dòng điện qua điện trở R1 và R2 lúc này:

I1 = U1/ R1 = 4 / 5 = 0,8 (A) (0,25đ)

I2 = U2/ R2 = 4 / 20 = 0,2(A) (0,25đ)

* ( Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn được điểm tối đa )