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

MA TRẬN
Chủ đề
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
Tổng
VD thấp
VD cao
Cơ học
C1
5
1
5
Điện học
C3
5
C4
5
2
10
Nhiệt học
C2
5
1
5
Tổng
2
10
2
10
4
20
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 LÝ
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
A
B
Câu 1 ( 5 điểm): Phía dưới hai đĩa cân của một cân đòn, bên trái treo một vật bằng chì, bên phải treo một vật hình trụ bằng đồng khắc vạch chia độ từ 0 đến 100. Có hai cốc đựng hai chất lỏng A và B khác nhau ( hình vẽ).
Ban đầu khi chưa nhúng hai vật vào chất lỏng, cân ở trạng thái thăng bằng.
Khi cho vật bằng chì chìm hẳn trong chất lỏng A, hình trụ bằng đồng trong chất lỏng B thì phải điều chỉnh mực chất lỏng B sao cho mặt thoáng của nó ngang với vạch 87 thì cân mới thăng bằng.
Khi cho vật bằng chì chìm hẳn trong chất lỏng B, hình trụ bằng đồng trong chất lỏng A thì mặt thoáng của chất lỏng A phải ngang với vạch 70 thì cân mới thăng bằng.
Tính tỷ số các khối lượng riêng của hai chất lỏng A và B, từ đó nêu ra một phương pháp đơn giản nhằm xác định khối lượng riêng của một chất lỏng.
Câu 2. (5điểm)
	Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15oC vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100oC. Nhiệt độ khi bắt đầu có cân bằng nhiệt là 17oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K. Hãy tính nhiệt dung riêng của đồng.
Câu 3: (5điểm) 
B
A4
A3
A2
A
R
A1
Cho mạch điện như hình vẽ, Các Ampe kế giống hệt nhau, điện trở của mỗi Ampe kế là RA dòng điện trong mạch chính có chiều như hình vẽ, điện trở R khác 0. Biết rằng Ampe kế A1 chỉ 4A, Ampe kế A3 chỉ 1A.
Ampe kế A2 và A4 chỉ bao nhiêu? 
Tính chỉ số RA/R.
Câu 4: (5điểm)
Giữa hai điểm A và B có một hiệu điện thế không Bộ 
bóng đèn
A
B
+
-
R
đổi UAB = 24V. Đoạn mạch AB gồm một điện trở R=6Ω mắc nối tiếp với bộ các bóng đèn giống nhau loại 6V – 3W. Hỏi
Có thể mắc được tối đa bao nhiêu bóng đèn nói trên với điều kiện là chúng đề sáng bình thường.
Nếu có 6 bóng đèn loại trên thì mắc thế nào để chúng đều sáng bình thường? Hãy vẽ sơ đồ cách mắc đó.
Trong các cách mắc (ở câu b) thì cách mắc nào lợi hơn? Vì sao?
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 LÝ
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1(5điểm)
* Gọi V1 là thể tích của vật chì
- V2 là thể tích của thỏi đồng
- DA là khối lượng riêng của chất lỏng A
- DB là khối lượng riêng của chất lỏng B
* Do cân là cân đòn, lúc đầu chưa nhúng hai vật vào chất lỏng cân thăng bằng nên trong lượng hai vật chì và đồng bằng nhau: P1 = P2
* Khi nhúng vật chì vào chất lỏng A, thỏi đồng vào chất lỏng B:
- Lực đẩy Ác simet tác dụng lên vật chì: 
 F1 =10.V1.DA
- Lực đẩy Ác simet tác dụng lên thỏi đồng: 
 F2 =10.V2.DB.(87/100)
Vì cân thăng bằng nên:
 F1 = F2 => V1.DA = V2.DB.(87/100) (1)
* Khi nhúng vật chì vào chất lỏng B, thỏi đồng vào chất lỏng A:
 - Lực đẩy Ác simet tác dụng lên vật chì: 
 F’1 =10.V1.DB
- Lực đẩy Ác simet tác dụng lên thỏi đồng: 
 F2 =10.(70/100).V2.DA
 - Vì cân thăng bằng nên:
 V1.DB = V2.DA.(70/100) (2)
* Từ (1) & (2) ta có : (DA/DB) = (DB/DA).(87/70) tức là:
 D2A/D2B = 87/100 => (DA/DB) = 
 Và ta có: DA=DB. 
* Từ kết quả bài toán ta có thể tiến hành thí nghiệm theo phương án trên và chọn một chất lỏng làm chuẩn đã biết khối lượng riêng chẳng hạn ta chon nước có DB = 1Kg/dm3 và như vậy ta đã xác định được khối lượng riêng của chất lỏng A: DA = (Kg/dm3)
0.5đ
0.5đ
1đ
1đ
1đ
1đ
Câu 2
 (5điểm)
Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra : Q1 = m1C1(t1 – t) = 16,6C1(J)	
Nhiệt lượng nước thu vào : Q2 = m2C2(t – t2) = 6178,536 (J)	
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào : Q3 = m3C1(t – t2) = 0,2C1(J)	
Phương trình cân bằng nhiệt : 	Q1 = Q2 + Q3
	 16,6C1 = 6178,536 + 0,2C1
=> C1 = 376,74(J/kg.K) 
1đ
1đ
1đ
1đ
1đ
Câu 3
(5điểm)
* Chỉ ra chiều của dòng điện qua các Ampe kế A1, A2, A4. Riêng chiều dòng điện qua Ampe kế A3 có thể đi từ M đến N hoặc đi từ N đến M tùy thuộc vào tương quan giữa điện trở của Ampe kế và điện trở R. Như vậy phải xét 2 trường hợp:
a_ Trường hợp 1: Dòng điện đi từ N đến M. A1
A4
A3
A2
A
B
R
N
M
* Tính số chỉ của các Ampe kế A4 và A2
I4 = I1 + I3 = 5A => A4 = 5A
Viết được: UAM = UAN + UNM hay I1.RA = I2.RA + I3.RA
 => I2 = I1 – I3 =3A
 => Ampe kế A2 chỉ 3A.
* Tính chỉ số RA/R
- Nhìn vào sơ đồ mạch điện ta có: IR = I2 – I3 = 2A; 
 UNB = UNM + UMB
 => IR.R = I3.RA + I4.RA => 2R = 6RA => RA/R =1/3
b_ Trường hợp 2: Dòng điện đi từ M đến N. A
B
M
A1
A4
A3
A2
R
N
* Tính số chỉ các Ampe kế A4 và A2:
 Số chỉ Ampe kế A4 là: I4 =I1 –I3 = 3A => Ampe kế A4 = 3A.
 Số chỉ Ampe kế A2 là: Ta có UAN = UAM + UMN
 Hay: I2.RA = I1.RA + I3.RA => I2 = I1 + I3 = 5A => Ampe kế A2 = 5A
* Tính chỉ số RA/R:
- Tại điểm N ta có: IR = I2 + I3 = 6A
- Mặt khác: UMB = UMN + UNB => I4.RA = I3.RA + IR.R => 2RA = 6R 
 => RA/R = 3
( Học sinh có thể giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) 
1đ
1đ
1đ
1đ
1đ
Câu 4 (5điểm)
 a, Tính công xuất cực đại mà nguồn điện có thể cung cấp cho bộ bóng đèn.
+ Gọi I là cường độ dòng điện trong mạch chính, Rb là điện trở của bộ bóng đèn, ta tính được công xuất tiêu thụ điện P của bộ bóng đèn: 
 P = RB
 Nhận xét: (R+RB) LỚN HƠN HOẶC BẰNG 4.R.RB
=> RB NHỎ HƠN HOẶC BẰNG RB
 P NHỎ HƠN HOẶC BẰNG điều này có nghĩa là công xuất cực đại và nguồn có thể cung cấp cho bộ bóng đèn là khi R=RB
(HS có thể tìm biểu thức công xuất cực đại bằng nhiều cách nếu đúng vẫn cho điểm ở phần này)
+ Với trường hợp bài toán này thì công xuất cực đại nguồn cung cấp là 24W. Do đó số bóng đèn tối đa dùng để thắp sáng là: 
 24W: 3W = 8 đèn.
 b, Nếu có 6 bóng đèn loại 3V - 6W thì mắc chúng thế nào để nó sáng bình thường? Chỉ ra cách mắc.
 + Với 6 bóng đèn mà chúng sáng bình thường thì công xuất tiêu thụ điện của bộ bóng đèn là: 18W
 + Gọi I là cường độ dòng điện trong mạch chính trong trường hợp này có: UI = I2.R+P ( P là công xuất tiêu thụ của bộ bóng đèn) 
6I2 - 24I + 18 = 0
Giải phương trình ta được 2 giá trị của I: I1 =1A, I2= 3A.
Cả hai giá trị này đều chấp nhận được.
 Ta xẽ mắc các bóng đèn thành các dãy song song và số đèn trong mỗi dãy băng nhau:
- Với I=I1=1A thì phải mắc các bóng thành 2 dãy mỗi dãy có 3 đèn(H1)
- Với I=I2=3A thì phải mắc các bóng thành 6 dãy mỗi dãy có 1 đèn(H2)
 H1
H2
 c, Cách mắc nào lợi hơn:
 + Cách mắc các bóng theo sơ đồ H1 thì cường độ dòng điện mạch chính là 1A vì vậy công xuất điện hao phí vô ích tiêu thụ trên R là P1’ = I12.R = 6W
 + Cách mắc các bóng theo sơ đồ H2 thì cường độ dòng điện mạch chính là 3A vì vậy công xuất điện hao phí vô ích tiêu thụ trên R là P2’ = I22.R = 54W.
 So sánh hai cách mắc cách mắc thứ nhất có công xuất hao phí nhỏ hơn nên có lợi hơn.
2đ
1đ
1đ
1đ