Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 Phòng GD-ĐT Bình Sơn ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009-2010 MÔN : VẬT LÝ Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: (4,0 điểm) Một quả cầu có thể tích V = 2dm 3 , khi thả vào bình nước thì phần thể tích của quả cầu chìm trong nước bằng 85% thể tích của cả quả cầu. Hỏi nếu đổ dầu vào trong bình sao cho dầu phủ kín hoàn toàn quả cầu thì phần thể tích của quả cầu chìm trong nước lúc này bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước và dầu lần lượt là d 1 = 10000N/m 3 ; d 2 = 8000N/m 3 . Bài 2 : (4,0 điểm) Ba bình nhiệt lượng kế đựng ba chất lỏng khác nhau có khối lượng bằng nhau và không phản ứng hoá học với nhau. Nhiệt độ chất lỏng ở ba bình lần lượt là : t 1 = 15 0 C; t 2 = 10 0 C; t 3 = 20 0 C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t 12 = 12 0 C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 3 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t 13 = 19 0 C. Hỏi nếu đổ cả chất lỏng ở bình 2 vào bình 3 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Giả thiết rằng chỉ có các chất lỏng trao đổi nhiệt với nhau và thể tích của các bình đủ lớn để chứa được các chất lỏng. Bài 3: (5,0 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Biết U AB = 18V, R 1 = 12Ω, đèn Đ loại 6V-9W, R x là một biến trở, điện trở của các dây nối không đáng kể. a. Tìm trị số R x của biến trở để đèn sáng bình thường. b. Với giá trị nào của R x thì công suất tiêu thụ trên nó A B là cực đại ? Tính công suất cực đại đó. R x Đ Bài 4: (3,0 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Biết R 1 = 6Ω, R 2 = 4Ω, R 3 = 12Ω. Dây nối có điện trở không đáng R 1 kể. Tính điện trở tương đương của mạch khi : K 1 a. K 1 và K 2 cùng mở. b. K 1 đóng, K 2 mở. c. K 1 và K 2 cùng đóng. A B R 1 R 2 R 3 Bài 5: (4,0 điểm) K 2 Một đĩa tròn tâm O 1 , bán kính r 1 = 20 cm, phát sáng, được đặt song song với một màn ảnh và cách màn một khoảng d = 136 cm. Một đĩa tròn khác tâm O 2 , bán kính r 2 = 12 cm, chắn sáng, cũng được đặt song song với màn và đường nối O 1 O 2 vuông góc với màn. Tìm vị trí đặt O 2 để bóng đen trên màn có bán kính r = 3 cm. Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 BÀI GIẢI : Bài 1: (4,0 điểm) *Lực đẩy Ácsimet của nước lên quả cầu lúc chưa đổ dầu là : F A = d 1 . 100 85 .V = 10 4 . 100 85 .2.10 -3 = 17 (N) Khi đó trọng lượng của quả cầu cân bằng với lực đẩy Ácsimet : ⇒ P = F A = 17 N *Gọi phần thể tích quả cầu ngập trong nước lúc đã đổ dầu vào bình là V’. Lực đẩy Ácsimet lên quả cầu lúc này là : F’ A = F n + F d = d 1 .V’ + d 2 .(V – V’) = 10 4 .V’ + 8.10 3 .(V – V’) = 10 4 .V’ + 8.10 3 .V - 8.10 3 .V’ = = 10 3 .V’(10 – 8) + 8.10 3 .V = 2.10 3 .V’ + 8.10 3 . 2.10 -3 = 2000V’ + 16 Vì F’ A = P ⇔ 2000V’ + 16 = 17 ⇔ 2000V’ = 1 ⇔ V’ = 2000 1 = 0,5.10 -3 (m 3 ) = 0,5 (dm 3 ) Vậy phần thể tích quả cầu ngập trong nước lúc đã đổ dầu vào bình là 0,5 dm 3 . Bài 2: (4,0 điểm) * Khi đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2, ta có phương trình cân bằng nhiệt : C 1. 2 1 m .(15 – 12) = C 2 .m 2 .(12 – 10) ⇔ C 1 .m 1 = 3 4 C 2 .m 2 (1) * Khi đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 3, ta có phương trình cân bằng nhiệt : C 1. 2 1 m .(19 – 15) = C 3 .m 3 .(20 – 19) ⇔ C 1 .m 1 = 2 1 C 3 .m 3 (2) * Từ (1) và (2) ⇒ 3 4 C 2 .m 2 = 2 1 C 3 .m 3 ⇔ C 2 .m 2 = 8 3 C 3 .m 3 (3) * Khi đổ cả chất lỏng ở bình 2 vào bình 3, gọi t là nhiệt độ sau cùng của hỗn hợp, ta có phương trình cân bằng nhiệt : C 2 .m 2 (t – 10) = C 3 .m 3 ( 20 – t) ⇔ 8 3 C 3 .m 3 (t – 10) = C 3 .m 3 ( 20 – t) ⇔ (t – 10) = 3 8 ( 20 – t) ⇔ t = 17,3 ( 0 C ) Bài 3: (5,0 điểm) a. Để đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế đặt vào hai đầu đèn là 6V, khi đó hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở : U b = U AB – U d = 18V – 6V = 12V *Điện trở của đèn là : R d = d d P U 2 = 9 6 2 = 9 36 = 4(Ω) * Cường độ dòng điện qua đèn là : I d = Rd Ud = 4 6 = 1,5(A) * Cường độ dòng điện qua R 1 là : I 1 = 1 1 R U = 12 6 = 0,5(A) * Cường độ dòng điện qua mạch chính là : I = I d + I 1 = 1,5 + 0,5 = 2(A) Vậy trị số của biến trở là : R X = I Ub = 2 12 = 6(Ω) Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 b. Để công suất trên R X đạt cực đại thì : U b = U d = 2 AB U = 2 18 = 9(V) *Khi đó cường độ dòng điện qua đèn và R 1 là : I d = Rd Ud = 4 9 = 2,25(A) I 1 = 1 1 R U = 12 9 = 0,75(A) *Cường độ dòng điện qua mạch chính là : I = I d + I 1 = 2,25 + 0,75 = 3(A) *Trị số của biến trở là : R X = I Ub = 3 9 = 3(Ω) *Công suất trên R X đạt cực đại : P b = U.I = 9.3 = 27(W) Bài 4: (3,0 điểm) Tính điện trở tương đương : R td a. Khi K 1 và K 2 cùng mở mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp : ⇒ R td = R 1 + R 2 + R 3 = 6 + 4 + 12 = 22(Ω) b. Khi K 1 đóng, K 2 mở, dòng điện chỉ đi qua R 3 ⇒ R td = R 3 = 12(Ω) c. K 1 và K 2 cùng đóng mạch điện gồm 3 điện trở mắc song song : ⇒ td R 1 = 1 1 R + 2 1 R + 3 1 R = 6 1 + 4 1 + 12 1 = 12 132 ++ = 12 6 ⇒ R td = 2(Ω) Bài 5: (4,0 điểm) Q P r 1 K r 2 r I O 1 O 2 O M *Ta xét các cặp tam giác đồng dạng : ΔIO 1 Q∼ ΔIOK ⇒ OK QO 1 = OI IO 1 ⇔ r r 1 = OI OIOO + 1 = OI OO 1 + 1 ⇔ 3 20 = OI 136 + 1 ⇒ IO = 24 (cm) ΔIO 2 P∼ΔIOK ⇒ OK PO 2 = OI IO 2 ⇔ r r 2 = OI OIOO + 2 = OI OO 2 + 1 Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 ⇔ 3 12 = 24 2 OO + 1 ⇒ O 2 O = 72(cm) Vậy đĩa chắn sáng có tâm O 2 cách màn ảnh một khoảng 72 cm. đđ Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi . Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 Phòng GD-ĐT Bình Sơn ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 20 09- 2010 MÔN : VẬT LÝ Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài. Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 BÀI GIẢI : Bài 1: (4,0 điểm) *Lực đẩy Ácsimet của nước lên quả cầu. 0,5 = 2(A) Vậy trị số của biến trở là : R X = I Ub = 2 12 = 6(Ω) Huỳnh Minh Trọng - Trường THCS Bình Minh – Bình Sơn - Quảng Ngãi Đề thi chọn HSG cấp huyện – Môn Vật lý 9 b. Để công suất trên