ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN: VẬT LÝ- LỚP 9 Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề). Bài 1 (2đ) Một cái cốc đựng hòn sỏi có khối lượng m = 48g và khối lượng riêng D = 2.10 3 Kg/m 3 . Thả cốc này vào bình hình trụ chứa chất lỏng có khối lượng riêng D 1 =800Kg/m 3 thì thấy độ cao chất lỏng trong bình là H= 20 cm. Lấy hòn sỏi ra khỏi cốc rồi thả nó vào bình chứa chất lỏng thì thấy độ cao của chất lỏng trong bình bây giờ là h. Cho biết diện tích đáy bình là S = 40cm 2 và hòn sỏi không ngấm nước. Hãy xác định h Bài 2( 3đ): Một nhiệt lượng kế có khối lượng m 1 =120 g chứa 1 lượng nước có khối lượng m 2 =600g ở cùng nhiệt độ t 1 =20 0 C. người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m= 180g đã được nung nóng tới 100 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ là t= 24 0 C. tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp. Cho biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nhôm và của thiếc lần lượt là:C 1 =460J/kg.K ; C 2 =4200J/kg.K C- 3 =900J/kg.K C 4 =230J/kg.K Bài 3 (3đ) Có ba điện trở R 1 , R 2 , R 3 (R 1 ≠ 0, R 2 ≠ 0, R 3 ≠ 0) được ghép thành bộ (không ghép hình sao và tam giác, không ghép đoản mạch các điện trở, mỗi cách ghép đều chứa cả 3 điện trở) 1. Hỏi có tất cả bao nhiêu cách ghép R 1 , R 2 , R 3 thành bộ. Vẽ các cách ghép đó (Xét cả trường hợp đổi chỗ các điện trở mà dẫn đến điện trở mạch có thể thay đổi) 2. Đặt vào hai đầu các cách ghép trên hiệu điện thế không đổi U = 24V rồi đo cường độ dòng điện mạch chính trong các cách ghép đó thì chỉ thu được 4 giá trị, trong đó giá trị lớn nhất là 9A. Hỏi cường độ dòng điện mạch chính của các cách ghép khác là bao nhiêu. Bỏ qua điện trở các dây nối. Bài 4 ( 2,0 điểm ) Cho mạch điện như hình 2 . Biết R 1 = R 3 = 30Ω ; R 2 = 10Ω ; R 4 là một biến trở. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là U AB = 18V không đổi . Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế . 1. Cho R 4 = 10Ω . Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện mạch chính khi đó ? 2. Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? ______________Hết____________ 1 A R 1 C R 2 R 3 R 4 D A B HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÝ lớp 9 - năm học 2009-2010 Bài Nội dung đáp án Biểu điểm 1(2đ) Gọi mực chất lỏng trong bình có độ cao khi chỉ chứa cốc là H 0 Khi thả hòn sỏi vào trong cốc thì chất lỏng dâng lên thêm ∆ H Ta có : ∆ H= H- H 0 (1) Ta lại có PTCB lực: P =F A ⇔ 10m = 10 D 1 .V 1 (V 1 là thể tích chất lỏng dâng lên) ⇔ m = D 1 . ∆ H.S ⇒ ∆ H= 1 m D .S (2) Từ (1) và (2) ⇒ H 0 = H- 1 m D .S Ta lại có thể tích của hòn sỏi: V= m D Mực nước trong bình lúc bỏ hòn sỏi ra và thả vào bình là: h = H 0 + V S = H- 1 m D .S + D.S m Thay số: h =19,1cm 0,25đ 0,5 đ 0,25đ 0,25đ 0.5 đ 0.25đ 2(3đ) - Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào là: Q 1 =( m 1 C 1 + m 2 C 2 ).(t- t 1 ) - Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc tỏa ra là: Q 2 =( m 3 C 3 + m 4 C 4 ).(t 2 - t) Khi cân bằng nhiệt: Q 1 = Q 2 ⇔ ( m 1 C 1 + m 2 C 2 ).(t- t 1 ) =( m 3 C 3 + m 4 C 4 ).(t 2 - t) ⇔ m 3 C 3 + m 4 C 4 = ( ) ( ) 1 1 2 2 1 2 m C m C . t t t t + − − ⇔ 900 m 3 + 230 m 4 = 135,5 (1) Ta lại có: m 3 + m 4 = 0,18 (2) Từ (1) và (2) ta có: m 3 =140g ; m 4 = 40g Vậy khối lượng của nhôm là 140g; của thiếc là 40g 0,25đ 0,25đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25đ 0,5 đ 0,25đ 3(3đ) 3.1(1.25đ) Ta có tất cả 8 cách ghép thoả mãn 0,25đ 0,5đ R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 R 2 R 1 R 3 R 3 R 1 R 2 R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 R 2 R 1 R 3 0,5đ 3.2(1.75đ) Khi ghép các điện trở với nhau thì ta được 4 dạng mạch * Khi đặt vào 8 mạch ở trên cùng một hiệu điện thế U mà chỉ thu được 4 giá trị của I mạch, do đó sẽ có một số mạch có R tđ như nhau. Ta nhận thấy rằng dạng mạch a,b đã cho 2 giá trị → 2 giá trị còn lại là của dạng mạch c và d. Như vậy 3 mạch dạng c phải có điện trở tương đương nhau và 3 mạch dạng d phải có điện trở tương đương. Điều này chỉ xảy ra khi 3 điện trở bằng nhau và bằng R * Cường độ dòng mạch chính lớn nhất khi 3 điện trở mắc song song R a = 9 24 3 R = → R = 8Ω Dạng b: R b = 24Ω → I b = 1A Dạng c : R c = 12Ω → I c = 2A Dạng d : R d = 16/3 Ω → I d = 4,5A 0,5 đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 4 (2đ) 4.1(0,75đ) Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D Mạch điện được mắc như sau : ( R 1 // R 3 ) nt ( R 2 // R 4 ) Vì R 1 = R 3 = 30 Ω nên R 13 = 15Ω Vì R 2 = R 4 = 10 Ω nên R 24 = 5Ω Vậy điện trở tương đương của mạch điện là : R AB = R 13 + R 24 = 15 + 5 = 20 ( Ω ) Cường độ dòng điện mạch chính là : )(9,0 20 18 A R U I AB AB === 0,25đ 0,25đ 0,25 đ 4.2(1,25đ) Gọi I là cường độ dòng điện chạy trong mạch chính Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D Mạch điện được mắc như sau : ( R 1 // R 3 ) nt ( R 2 // R 4 ) Do R 1 = R 3 nên I 1 = I 3 = 2 I I 2 = I RR R 42 4 + 0,25đ Dạng a Dạng b Dạng c A R 1 C R 2 R 3 R 4 D I 2 I 1 I A I I 3 I 1 I 4 B A Cường độ dòng điện qua ampe kế là : => I A = I 1 – I 2 = I RR R I 42 4 2 + − => I A = )10(2 )10( )(2 )( 4 4 42 42 R RI RR RRI + − = + − = 0,2 ( A ) ( 1 ) Điện trở của mạch điện là : R AB = 4 4 42 421 10 .10 15 . 2 R R RR RRR + += + + Cường độ dòng điện mạch chính là : I = 4 4 4 4 25150 )10(18 10 .10 15 18 R R R R R U AB + + = + + = ( 2 ) Thay ( 2 ) vào ( 1 ) rồi rút gọn ta được : 14R 4 = 60 => R 4 = 7 30 ( Ω ) ≈ 4,3 ( Ω ) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Ghi chú: HS làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa./ . ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 20 09 – 2010 MÔN: VẬT LÝ- LỚP 9 Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) . Bài 1 (2đ) Một cái cốc đựng hòn. D ? ______________Hết____________ 1 A R 1 C R 2 R 3 R 4 D A B HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÝ lớp 9 - năm học 20 09- 2010 Bài Nội dung đáp án Biểu điểm 1(2đ) Gọi mực chất lỏng trong bình có độ. + D.S m Thay số: h = 19, 1cm 0,25đ 0,5 đ 0,25đ 0,25đ 0.5 đ 0.25đ 2(3đ) - Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào là: Q 1 =( m 1 C 1 + m 2 C 2 ).(t- t 1 ) - Nhiệt lượng do bột nhôm và thi c tỏa