Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 9 THCS - Năm học 2010-2011 môn thi: Vật Lý - Đề 7

PHÒNG GD&ĐT CHIÊM HOÁ
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS - NĂM HỌC 2010-2011
MÔN THI : VẬT LÍ
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (4 điểm)
Một học sinh đi từ nhà đến trường, sau khi đi được 1/4 quãng đường thì chợt nhớ mình quên một quyển sách nên vội trở về và đi ngay đến trường thì trễ mất 15ph.
a) Tính vận tốc chuyển động của em học sinh, biết quãng đường từ nhà đến trường là S= 6km. Bỏ qua thời gian lên xuống xe khi về nhà.
b) Để đến trường đúng thời gian dự định thì khi quay về lần hai, em phải đi với vận tốc là bao nhiêu?
Câu 2:(3,5 điểm)
Có hai bình cách nhiệt: bình 1 chứa khối lượng m1= 3kg nước ở nhiệt độ 300C, bình 2 chứa khối lượng m2= 5kg nước ở 700C. Người ta rót một lượng nước có khối lượng m từ bình 1 sang bình 2. Sau khi cân bằng nhiệt, người ta lại rót từ bình 2 sang bình 1 một lượng nước có khối lượng cũng bằng m. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là 31,950C. Tính m và nhiệt độ cân bằng của nước ở bình 2 sau khi rót nước từ bình 1 sang. (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt khi rót nước từ bình nọ sang bình kia và giữa nước với bình).
Câu 3:(5 điểm)
Dẫn m1= 0,4 kg hơi nước ở nhiệt độ t1= 1000C từ một lò hơi vào một bình chứa m2= 0,8 kg nước đá ở t0= 00C. Hỏi khi có cân bằng nhiệt, khối lượng và nhiệt độ nước ở trong bình khi đó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg và nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105 J/kg; (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa).
Câu 4:(5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 12V, R1= 10W, R2= 50W, R3= 20W, Rb là một biến trở, vôn kế lí tưởng và chốt (+) của vôn kế được nối với C. 
a) Điều chỉnh biến trở sao cho Rb = 30W. Tính số chỉ của vôn kế khi đó. 
b) Điều chỉnh biến trở ta thấy: khi Rb = R thì thấy vôn kế chỉ , khi Rb = 4R thì số chỉ của vôn kế là. Tính R biết: =3.
H
Do thanh cân bằng nên: P = F1 
	Þ 10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h
	Þ (*) 
Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng lên một lượng bằng thể tích thanh.
Gọi Vo là thể tích thanh. Ta có : Vo = S’.l
Thay (*) vào ta được:
Lúc đó mực nước dâng lên 1 đoạn Dh ( so với khi chưa thả thanh vào)
S’
F1
P
l
h
V
A
B
R1
R2
R3
C
D
U
+
_
Rb
Câu 5:(2,5 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ. 
Biết U = 15V, R1=R, R2= R3= R4= R, các vôn kế giống nhau và điện trở của các dây nối không đáng kể, vôn kế V1 chỉ 14V.
a) Vôn kế có lí tưởng không? Vì sao?
b) Tính số chỉ của vôn kế V2? 
_
+
A
B
C
D
 U
R1
R2
R3
R4
V1
V2
	Hết
Họ và tên thí sinh:.....................................................Số báo danh...........................
Cán bộ coi thi không được giải thích gì thêm.
PHÒNG GD&ĐT CHIÊM HOÁ
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 9 THCS - NĂM HỌC 2010-2011
MÔN THI : VẬT LÍ
Câu
Nội dung
Điểm
1
 Nhà S/4 Trường
Gọi thời gian dự định đi với vận tốc v là t1, ta có: t1= S/v (1)
0,5
Gọi t2, S2 là thời gian và quãng đường đi do có sự cố để quên quyển sách, nên quãng đường em hs đi thêm bằng 1/2 quãng đường từ nhà đến trường, ta có:
S2= S+1/2.S=3/2.S => t2= S2/v = 3S/2v (2)
0,5
lấy (2) trừ (1) ta được: t2-t1= 3S/2v – S/v mà theo đầu bài: t2-t1=1/4h
1
b) Gọi v’ là vận tốc phải đi trong quãng đường trở về nhà và đi trở lại trường
Do đến nơi kịp thời gian ta có: t’2= S’/v’ với S’ = S+1/4 S= 5/4 S
0,5
t’2 = t1- t1/4 = 3t1/4 với t1 là thời gian dự định: t1= S/v = 6/12 =1/2 h => t’2=3/8h
1
Vậy vận tốc của em hs là:
0,5
2
Rót khối lượng m (kg) nước từ bình 1 sang bình 2 thì:
Nhiệt lượng m (kg) nước đó thu vào là: Q1= mc(t -30).
0,25
Nhiệt lượng 5 (kg) nước ở bình 2 toả ra là: Q2= 5c(70 - t).
0,25
Ta có Q1 = Q2 Û mc(t -30) = 5c(70 - t) Û m(t -30) = 5(70 - t) (1)
0,5
Sau khi cân bằng nhiệt thì:
Bình 1 có khối lượng là 3 - m (kg), nhiệt độ là 300.
Bình 2 có: khối lượng là 5 + m (kg), nhiệt độ là t.
Rót khối lượng m (kg) nước từ bình 2 sang bình 1 thì:
Nhiệt lượng m (kg) nước này toả ra là: Q3= mc(t -31,95).
Nhiệt lượng 3- m (kg) nước ở bình 1 thu vào là: Q4= (3 - m)c(31,95 -30).
1,25
Ta có Q3 = Q4 Û mc(t -31,95) = (3 - m)c(31,95 -30)
Û m(t - 30) = 5,85 (2)
1
Từ (1) và (2) ta tìm được: t = 68,830C, m » 0,15 kg.
0,25
3
Giả sử 0,4kg hơi nước ngưng tụ hết thành nước ở 1000C thì nó toả ra nhiệt lượng:
Q1 = m.L = 0,4 ´ 2,3´106 = 920.000 J 
1
Nhiệt lượng để cho 0,8 kg nước đá nóng chảy hết:
Q2 = lm2 = 3,4 ´ 105 ´ 0,8 = 272.000 J 
1
Do Q1 > Q2 chứng tỏ nước đá nóng chảy hết và tiếp tục nóng lên, giả sử nóng lên đến 1000C. 
Nhiệt lượng nó phải thu là: Q3 = m2C(t1 - t0) = 0,8 ´ 4200 (100 - 0) = 336.000 J
0,5
=> Q2 + Q3 = 272.000 + 336.000 = 608.000 J 
0.5
Do Q1 > Q2 + Q3 chứng tỏ hơi nước dẫn vào không ngưng tụ hết và nước nóng đến 1000C. 
0,5
=> Khối lượng hơi nước đã ngưng tụ: 
 m' = (Q2 + Q3)/ L = 608.000 : 2,3´106 = 0,26 kg 
1
Vậy khối lượng nước trong bình khi đó là : 0,8 + 0,26 = 1,06 kg.
0,25
và nhiệt độ trong bình là 1000C. 
0,25
4
a) Vôn kế lí tưởng nên mạch AB gồm:
V
A
B
R1
R2
R3
C
D
U
+
_
Rb
(R1 nt R2)//(R3 nt Rb).
Hiệu điện thế ở hai đầu R2 là:
= 10 (V)
Hiệu điện thế ở hai đầu Rb là:
= 7,2 (V)
1,5
Số chỉ của vôn kế là: UV = U2 – Ub = 10 – 7,2 = 2,8(V)
0,5
b) Khi điều chỉnh biến trở thì ta có: 
= 10 (V) và 
0,5
Khi Rb = R thì 
Vì chốt (+) của vôn kế được nối với C Þ
0,5
0,5
Khi Rb = 4R thì Þ
0,5
Ta có: =3ÛÛ
0,75
Giải phương trình ta được R = 10W và R = -50W (loại).
0,25
5
a. Vôn kế không lí tưởng.
0,25
Nếu vôn kế lí tưởng thì mạch R1 nt R2 nt R3 .
Số chỉ của vôn kế V1 là U2 + U3 = 14V Þ U1 = 15 – 14 = 1V, U2 = U3 = 7V
0,25
Þ R1=R2 =R mâu thuẫn với đề bài R1=R.
VËy v«n kÕ kh«ng lÝ t­ëng
0,25
b. Vì vôn kế không lí tưởng nên ta có mạch gồm:
N
R1
R2
I1
V2
V1
R3
R4
I2
I
D
C
A
M
R1 nt [R2nt{(Rv nt R4)//R3}//Rv] (với Rv là điện trở của vôn kế)
UDA= UV1= 14VÞUMD = UMN – UDA = 1V.
0,5
Ta có: I = I1 + I2 Û Û 
0,25
Û Û Rv= 2R và Rv = - R (lo¹i).
0,25
Đoạn mạch DCA có: ÛÞUCA= 6V.
0,25
 ÞUV2= 2UR4.
0,25
kết hợp với UV2 + UR4=6 Þ UV2= 4V. 
Vậy số chỉ của vôn kế V2 là 4V. 
0,25
 Mức độ
 Chủ đề
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng thấp
Vận dụng cao
Tổng
KQ
TL
KQ
TL
KQ
TL
KQ
TL
Cơ học
C1
4
1
4
Nhiệt học
C2,3
8,5
2
 8,5 
Điện học
C4
5
C5
2,5
2
7,5
Tổng
4
17,5
1
2,5
5
20
MA TRẬN ĐỀ SỐ 1