Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 THCS môn Vật lí - Năm học 2018-2019 - Sở GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
35
 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH 
 LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2018 - 2019
MễN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phỳt 
 (Đề thi gồm 01 trang)
Cõu 1 (2,0 điểm): Một người đi xe mỏy bắt đầu khởi hành từ A để đi đến B cỏch A là 80km. Xe cứ chạy 20 phỳ thỡ dừng lại nghỉ 10 phỳt. Trong 20 phỳt đầu xe đi với vận tốc v1 = 12 km/h. Trong 20 phỳt tiếp theo sau khi nghỉ, xe chạy với vận tốc khụng đổi là 2v1, 3v1, ... kv1,....Tớnh thời gian xe chạy từ A đến B.
Cõu 2 (2,0 điểm): Trờn bàn cú rất nhiều bỡnh giống nhau đựng nước ở cựng một độ cao và nhiệt độ. Trỳt M(g) nước núng vào bỡnh 1, sau khi cõn bằng lại trỳt M(g) nước từ bỡnh 1 sang bỡnh 2. Làm tương tự với cỏc bỡnh tiếp theo. Độ tăng nhiệt độ của bỡnh 1 và bỡnh 2 lần lượt là , . Bỏ qua mọi sự mất mỏt nhiệt.
a) Tỡm độ tăng nhiệt độ của lần trỳt nước từ bỡnh 2 sang bỡnh 3.
b) Kể từ lần thứ bao nhiờu thỡ nhiệt độ của nước trong bỡnh tăng khụng quỏ 50C?
Cõu 3 (2,5 điểm): 
Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Tớnh số chỉ của hai ampe kế A1 và A2 biết rằng: UAB = 7,4(V), R2 = 2Ω, R3 = 3Ω, R4 = 4Ω. Hai ampe kế cú cựng điện trở RA và là số nguyờn dương.


Cõu 4 (2,5 điểm):
Cho mạch điện như hỡnh vẽ, biết R1 = 18Ω và điện trở đoạn mạch AB là 9Ω. Nếu đổi chỗ R1 cho R2 thỡ điện trở của đoạn mạch AB là 8Ω. 
Tớnh R1 và R2.
Biết R1, R2, R3 chịu được hiệu điện thế lớn nhất lần lượt là U1 = 12V, U2 = U3 = 6V. Tớnh hiệu điện thế và cụng suất lớn nhất mà bộ điện trở mắc như hỡnh vẽ chịu được.
Mắc bộ điện trở núi trờn nối tiếp với một bộ búng đốn gồm cỏc đốn giống nhau cú ghi 3V – 1W, tất cả được mắc vào mạch cú hiệu điện thế U = 18V khụng đổi. Tỡm cỏch mắc bộ đốn với số búng nhiều nhất mà cỏc đốn vẫn sỏng bỡnh thường và tớnh hiệu suất của cỏch mắc đú, cho rằng cụng suất tiờu hao trờn cỏc điện trở là vụ ớch.
Cõu 5 (1,0 điểm): Xỏc định khối lượng riờng của một vật rắn bằng kim loại cú hỡnh bất kỡ với dụng cụ là lực kế và một bỡnh nước. Biết nước trong bỡnh cú khối lượng riờng là Do.
Cõu 6
Một người cú thể chuyển động từ làng A đến làng B (chỉ cú một con đường) theo cỏc cỏch sau:
Cỏch 1: Đi xe ngựa(vận tốc là v1). Trờn đường cú một trạm nghỉ tại C. Chuyến xe ngựa nào cũng nghỉ ở đú nửa giờ.
Cỏch 2: Đi bộ(vận tốc là v2). Nếu khởi hành cựng một lỳc với xe ngựa thỡ khi xe ngựa tới B, người ấy cũn cỏch B 1 km.
Cỏch 3: Đi bộ, cựng khởi hành một lỳc với xe ngựa. Khi xe ngựa đến trạm nghỉ, người ấy mới đi được 4 km, nhưng vỡ xe ngựa nghỉ 12 giờ nờn người ấy đến trạm nghỉ vừa kịp lỳc xe chuyển bỏnh và người ấy lờn xe đi tiếp về B.
Cỏch 4: Đi xe ngựa từ A. Khi xe đến trạm nghỉ thỡ người ấy xuống xe và đi bộ luụn về B và đến B trước xe 15 phỳt.
Hóy xỏc định: đoạn đường AB ; vị trớ trạm nghỉ ; vận tốc của xe ngựa (v1) và vận tốc đi bộ của người(v2) ; thời gian đi từ A đến B bằng xe ngựa. 
Bài 7: Một tủ sấy điện có điện trở R=20 ,mắc nối tiếp với R0=10 ,rồi mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi,Sau một thời gian nhiệt độ của tủ sấy ổn định ở t1=520C.Nếu mắc thêm một tủ sấy giống như trước và mắc song song với tủ đó thì nhiệt độ lớn nhất của tủ sấy là bao nhiêu? Nhiệt độ trong phòng t0=200C không đổi.Coi công suất toả nhiệt ra môi trường tỉ lệ thuận với độ chênh lệch nhiệt độ giữa tủ và môi trường.
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THè CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH 
LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2018 - 2019
MễN: VẬT LÍ 
 ( Hướng dẫn chấm gồm 05 trang)
Cõu
Nội dung
Điểm

 1(2,0
đ)
Quóng đường xe đi được sau 20 phỳt đầu là: 
0,25
Quóng đường xe đi được sau 20 phỳt tiếp theo là:

0,25
Quóng đường xe đi được sau 20 phỳt thứ k là:

0,25
Tổng quóng đường xe đi được sau 20 phỳt thứ k là: 

0,25
Vậy: S = 
Với k = 5 thỡ 
Với k = 6 thỡ 
Lấy k = 5 thỡ 
Quóng đường cũn lại là: 
Thời gian xe đi nốt quóng đường cũn lại là: 

0,5
Tổng thời gian đi hết quóng đường AB là:
0,5

 2(2,0
đ)
* Do cỏc bỡnh giống nhau, mực nước lại ngang nhau nờn khối lượng nước trong cỏc bỡnh đều bằng nhau. Gọi khối lượng nước ở mỗi bỡnh là m (kg)
- Gọi nhiệt độ ban của nước ở cỏc bỡnh là t 0C.
- Nhiệt độ ban đầu của nước núng là T 0C.
- Nhiệt độ cõn bằng của nước ở mỗi bỡnh sau mỗi lần rút là: t1’ ; t2’ ;....; tn’
 
0,25
Nhiệt lượng do nước núng tỏa ra ở bỡnh 1 là: 
QTỏa = M.c.( T – t1’ )
Nhiệt lượng do nước ở bỡnh 1 thu vào là: QThu = m.c. (t1’ – t )
- Áp dụng phương trỡnh cõn bằng nhiệt cho lần 1, ta cú:
QTỏa = QThu mà t1’ – t = 200C => t1’ = t + 20
 (1)

0,25
Nhiệt lượng do M rút từ bỡnh 1 sang bỡnh 2 tỏa ra là:
 QTỏa = M.c( t1’ – t2’ )
Nhiệt lượng do nước ở bỡnh 2 thu vào là: QThu = m.c( t2’ – t )
0,25

- Áp dụng phương trỡnh cõn bằng nhiệt cho lần 2, ta cú:
QTỏa = QThu 
 (2)
Từ pt (1) và (2) ta cú: 

0,25
Nhiệt lượng do M rút từ bỡnh 2 sang bỡnh 3 tỏa ra là: 
QTỏa = M.c( t2’ – t3’ )
Nhiệt lượng do nước ở bỡnh 2 thu vào là: QThu = m.c( t3’ – t )
- Áp dụng phương trỡnh cõn bằng nhiệt cho lần 3, ta cú:
QTỏa = QThu M.c( t2’ – t3’ ) = m.c( t3’ – t )
Mà : 
Vậy : (3)
Từ pt (2) và (3), ta cú : 

0,25
- Giả sử sau khi trỳt M(kg) nước từ bỡnh thứ ( n – 1 ) thỡ độ tăng nhiệt độ của nước trong bỡnh này là sang bỡnh thứ n thỡ độ tăng nhiệt độ của bỡnh thứ n là .

- Từ cỏc phương trỡnh cõn bằng nhiệt lần 1, 2 và 3, ta cú dạng tổng quỏt:
 (4)
- Từ pt (2) và (4), ta cú: (*)

0,25
- Ta thấy, với thỡ 
0,25
- Ta thấy, với 
thỡ 
Tổng quỏt, ta cú: 
Mà theo đề bài: 
Vậy kể từ lần đổ thứ 8 thỡ nhiệt độ của nước trong bỡnh tăng khụng quỏ 50C

0,25
3(2,5
đ)
Gọi x là điện trở cỏc ampe kế (x > 0 và nguyờn), 
Chiều dũng qua A2 cú chiều từ C đến D. 
Ta cú :
 (1)
I1
I2
I5
I3
I4
 (2) 
Tại C: 
 (3)
Tại D: 
 (4)
0,5
Mặt khỏc: 

 0,25
Từ (1,3) ta cú: 
0,25
Từ (2,4) ta cú: 
0,25
Thay (6,7) vào (5) ta được: 
0,25


0,25
Ta phải cú: I5 > 0. Mà UAB và mẫu số luụn dương nờn: 3 – 2x > 0 x < 1,5 
Theo giả thiết: x > 0 và nguyờn nờn: x = RA = 1(Ω)

0,25
 
0,25

0,25

4(2,5
đ)
a. Tớnh R1 và R2:
Mạch điện gồm R1 // (R2 nt R3)
Điện trở tương đương của mạch điện:
0,25
Khi đổi chỗ R1 cho R2 mạch điện gồm R2 //(R1 nt R3)
Điện trở tương đương của mạch điện:
 0,25
Từ (1) suy ra R3 = 18 - R2. 
Thay vào (2) ta được: R22 - 36R2 + 288 = 0 .
Giải phương trỡnh ta được R2 = 12 (Thỏa món) và R2 = 24 (TM).
Khi R2 = 12Ω ⇒ R3 = 6Ω (Thỏa món).
Khi R2 = 24Ω ⇒ R3 = -6 (Loại).
Vậy R2 = 12Ω ⇒ R3 = 6Ω.

0,25
b. Tớnh hiệu điện thế và cụng suất lớn nhất mà bộ điện trở mắc như hỡnh vẽ chịu được.
Cường độ dũng điện lớn nhất mà cỏc điện trở chịu được lần lượt là:
Vỡ R2 mắc nối tiếp với R3 nờn mạch điện gồm R2 và R3 chịu được cường độ dũng điện tối đa là I23 = 0,5A.

0,25
Hiệu điện thế tối đa mà mạch gồm R2 và R3 chịu được là: 
U23 = I23.(R2 + R3) = 0,5.(12 + 6) = 9 (V)
Vỡ mạch điện gồm R2 và R3 mắc song song với R1 (chịu được hiệu điện thế lớn nhất là 12V) nờn mạch điện chịu được hiệu điện thế lớn nhất là 9V.

0,25
Cụng suất lớn nhất mà mạch điện chịu được: 
0,25
c. Tỡm số búng đốn
Vỡ cỏc búng đốn giống nhau nờn để cỏc đốn sỏng bỡnh thường phải mắc chỳng thành bộ đối xứng gồm x nhỏnh, mỗi nhỏnh cú y búng đốn (x, y nguyờn dương).Cường độ dũng điện định mức của cỏc đốn: 

0,25
Hiệu điện thế hai đầu mạch điện:
Mặt khỏc, hiệu điện thế hai đầu bộ điện trở lớn nhất là 9V nờn phải cú ≤ 9 hay 

0,25
Cỏc trường hợp cú thể xảy ra:
x
y
Số búng mắc được (x.y)
1
5
5
2
4
8
3
3
9
Vậy số búng đốn tối đa cú thể mắc vào mạch điện trờn là 9 búng (mắc thành 3 dóy song song, mỗi dóy gồm 3 búng mắc nối tiếp).

0,25
Cường độ dũng điện chạy trong mạch: I = 1(A).
Cụng suất tiờu thụ của bộ đốn: .
Cụng suất tiờu thụ của bộ điện trở: 
Hiệu suất của cỏch mắc:
0,25

5(1,0
đ)
* Cơ sở lớ thuyết:
- Xỏc định khối lượng riờng của một vật bằng cụng thức D= 
- Xỏc định khối lượng m từ cụng thức liờn hệ P = 10m
- Vỡ vật làm bằng kim loại nờn khi thả vật vào nước vật sẽ chỡm trong nước. Do đú cú thể xỏc định thể tớch V của vật từ cụng thức tớnh lực đẩy Acsimet.

 0,25
* Tiến hành:
- Bước 1: Dựng lực kế đo trọng lượng P của vật ngoài khụng khớ.
- Bước 2: Dựng lực kế đo trọng lượng P1 của vật khi vật chỡm hoàn toàn trong nước.

0,25
* Tớnh toỏn: 
- Khối lượng vật m = P/10 
- Lực đẩy Acsimet của nước tỏc dụng vào vật là FA=P - P1
Ta lại cú FA= doV=10DoV Suy ra V= 
Khối lượng riờng của vật là: D==

0,25
* Biện luận sai số:
- Sai số do dụng cụ đo: Độ chia của lực kế khụng đều.
- Sai số do đọc kết quả: Cỏch đọc kết quả chưa đỳng quy định.
- Sai số do tớnh toỏn.
- Sai số do nước khụng nguyờn chất. (Giỏ trị Do khỏc với giỏ trị ghi trong bảng khối lượng riờng).
0,25
Gọi độ dài đoạn đường AB là S, khoảng cỏch từ A đến trạm nghỉ C là x, vận tốc xe ngựa là v1 (km/h), vận tốc đi bộ của người là v2 (km/h).
Từ cỏc điều kiện của đề bài ta cú:
Sv1+0,5=S-1v2 (1)
xv1=4v2 (2)
xv1+0,5= xv2 (3)
S-xv1+0,5= S-xv2+0,25 (4)
Giải hệ phương trỡnh trờn ta cú:
S = 9km; x = 6km; v1=6km/h; v2=4 km/h
Thời gian đi từ A đến B bằng xe ngựa là: t=Sv1+0,5 = 2 (h)