Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 cấp huyện năm học 2009 - 2010 môn: Vật Lý

Phòng GD-ĐT Bình Sơn ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN
 NĂM HỌC 2009-2010
 ĐỀ CHÍNH THỨC
 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 = 2dm3, 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 d1 = 10000N/m3; d2 = 8000N/m3.
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 : t1 = 150C; t2 = 100C; t3 = 200C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t12 = 120C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 3 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t13 = 190C. 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 UAB = 18V, R1 = 12W, đèn Đ loại 6V-9W, Rx là một biến trở, điện trở của các dây nối không đáng kể. 
Tìm trị số Rx của biến trở để đèn sáng bình thường. 
Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên nó A B
là cực đại ? Tính công suất cực đại đó. 
 Rx Đ
Bài 4: (3,0 điểm) 
 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. 
 Biết R1 = 6W, R2 = 4W, R3 = 12W. Dây nối có điện trở không đáng R1
 kể. Tính điện trở tương đương của mạch khi : K1
K1 và K2 cùng mở. 
K1 đóng, K2  mở.
K1 và K2 cùng đóng. A B
 R1 R2 R3
Bài 5: (4,0 điểm) K2
 Một đĩa tròn tâm O1, bán kính r1 = 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 O2, bán kính r2 = 12 cm, chắn sáng, cũng được đặt song song với màn và đường nối O1O2 vuông góc với màn. Tìm vị trí đặt O2 để bóng đen trên màn có bán kính r = 3 cm. 
 BÀI GIẢI :
Bài 1: (4,0 điểm)
*Lực đẩy Ácsimet của nước lên quả cầu lúc chưa đổ dầu là :
 FA = d1..V = 104..2.10-3 = 17 (N)
Khi đó trọng lượng của quả cầu cân bằng với lực đẩy Ácsimet :
 Þ P = FA = 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 = Fn + Fd = d1.V’ + d2.(V – V’) = 104.V’ + 8.103.(V – V’) = 104.V’ + 8.103.V - 8.103.V’ =
 = 103.V’(10 – 8) + 8.103.V = 2.103.V’ + 8.103. 2.10-3 = 2000V’ + 16
 Vì F’A = P Û 2000V’ + 16 = 17 Û 2000V’ = 1 Û V’ = = 0,5.10-3 (m3) = 0,5 (dm3)
Vậy phần thể tích quả cầu ngập trong nước lúc đã đổ dầu vào bình là 0,5 dm3.
Bài 2: (4,0 điểm)
* Khi đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2, ta có phương trình cân bằng nhiệt :
 C1..(15 – 12) = C2.m2.(12 – 10) Û C1.m1 = C2.m2 (1)
* Khi đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 3, ta có phương trình cân bằng nhiệt :
 C1..(19 – 15) = C3.m3.(20 – 19) Û C1.m1 = C3.m3 (2)
* Từ (1) và (2) Þ C2.m2 = C3.m3 Û C2.m2 = C3.m3 (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 :
 C2.m2(t – 10) = C3.m3( 20 – t) Û C3.m3(t – 10) = C3.m3( 20 – t) Û (t – 10) = ( 20 – t)
 Û t = 17,3 ( 0C )
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 : Ub = UAB – Ud = 18V – 6V = 12V
*Điện trở của đèn là : Rd = = = = 4(W)
* Cường độ dòng điện qua đèn là : Id = = = 1,5(A)
* Cường độ dòng điện qua R1 là : I1 = = = 0,5(A)
* Cường độ dòng điện qua mạch chính là : I = Id + I1 = 1,5 + 0,5 = 2(A)
 Vậy trị số của biến trở là : RX = = = 6(W) 
b. Để công suất trên RX đạt cực đại thì : Ub = Ud = = = 9(V)
*Khi đó cường độ dòng điện qua đèn và R1 là : 
 Id = = = 2,25(A) 
 I1 = = = 0,75(A)
*Cường độ dòng điện qua mạch chính là : I = Id + I1 = 2,25 + 0,75 = 3(A)
*Trị số của biến trở là : RX = = = 3(W) 
*Công suất trên RX đạt cực đại : Pb = U.I = 9.3 = 27(W)
Bài 4: (3,0 điểm)
 Tính điện trở tương đương : Rtd
a. Khi K1 và K2 cùng mở mạch điện gồm 3 điện trở mắc nối tiếp :
 Þ Rtd = R1 + R2 + R3 = 6 + 4 + 12 = 22(W)
b. Khi K1 đóng, K2  mở, dòng điện chỉ đi qua R3 Þ Rtd = R3 = 12(W)
c. K1 và K2 cùng đóng mạch điện gồm 3 điện trở mắc song song :
 Þ =+ + = + + = = 
 Þ Rtd = 2(W)
Bài 5: (4,0 điểm) 
 Q 
 P
 r1 K
 r2 
 r I
 O1 O2 O 
 M
*Ta xét các cặp tam giác đồng dạng : 
ΔIO1Q~ ΔIOK Þ = Û = =+ 1 
 Û= + 1 Þ IO = 24 (cm)
ΔIO2P~ΔIOK Þ = Û = = + 1 
 Û= + 1 Þ O2O = 72(cm)
Vậy đĩa chắn sáng có tâm O2 cách màn ảnh một khoảng 72 cm. đđ