Đề thi học sinh giỏi lớp 9 - Môn: Vật Lý

UBND HUYỆN NHO QUAN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
MÃ KÍ HIỆU
 L-02-HSG9-11-PGDNQ
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2011 - 2012
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề này gồm 05 câu, 01 trang)
Câu 1(4,0 điểm): Người ta thả một miếng đồng có khối lượng m1 = 0,2 kg đã được đốt nóng đến nhiệt độ t1 vào một nhiệt lượng kế chứa m2 = 0,28 kg nước ở nhiệt độ t2 = 20 0C. Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là t3 = 80 0C. Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của đồng và nước lần lượt là 
c1 = 400 J/(kg.K), D1 = 8900 kg/m3, c2 = 4200 J/(kg.K), D2 = 1000 kg/m3; nhiệt hoá hơi của nước (nhiệt lượng cần cung cho 1kg nước hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi) là L = 2,3.106 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường.
1. Xác định nhiệt độ ban đầu t1 của đồng.
2. Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m3 cũng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m3. Xác định khối lượng đồng m3.
Câu 2 (3,0 điểm): Một ôtô chuyển động từ A tới B, trên nửa đoạn đường đầu ôtô đi với vận tốc 60km/h. Phần còn lại ôtô chuyển động trong nửa thời gian đầu với vận tốc 15km/h và 45km/h trong nửa thời gian sau. Tính vận tốc trung bình của ôtô trên cả quãng đường.
Câu 3 (5,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V luôn không đổi, 
R2
R4
R1
R3
U
A
-
+
R1 = 12W, R2 = 9W, R3 là biến trở, R4 = 6 W. Điện trở của ampe kế và 
các dây dẫn không đáng kể. 
1. Cho R3 = 6W. tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 
và số chỉ của ampe kế.
2. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ 
vôn kế là 16V. 
3. Nếu di chuyển con chạy để R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế 
thay đổi như thế nào ? 
Câu 4 : ( 5,0 điểm)
Một vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ L1, thấu kính có tiêu cự f1 = f . Vật AB cách thấu kính một khoảng 2f .
a) Vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính L1, tìm khonảg cách từ ảnh tới thấu kính?
b) Sau thấu kính L1 người ta đặt một thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự f2 = . Thấu kính L2 cách thấu kính L1 một khoảng O1O2 = , trục chính của hai thấu kính trùng nhau (như hình vẽ ).
Vẽ ảnh của vật AB qua hai thấu kính trên và dùng hình học (không dùng công thức thấu kính) tìm khoảng cách từ ảnh cuối cùng A2B2 đến thấu kính phân kỳ.
A
B
L1
O1
L2
O2
F1
F2
c) Vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính thì tia ló có phương đi qua B (trong các câu a, b, c chỉ yêu cầu vẽ đúng, không yêu cầu giải thích cách vẽ).
Câu 5 (3,0 điểm):
Một vật bằng thuỷ tinh, được treo dưới một đĩa cân, và được cân bằng nhờ một số quả cân ở đĩa bên kia. Nhúng vật vào nước, để lấy lại thăng bằng cho cân, phải đặt lên đĩa treo vật một khối lượng 32,6g. Nhúng vật vào trong một chất lỏng, để lấy lại thăng bằng cho cân, chỉ cần đặt lên đĩa treo một vật có khối lượng 28,3 g. Xác định khối lượng riêng của chất lỏng?
UBND HUYỆN NHO QUAN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
MÃ KÍ HIỆU
L-02-HSG9-11-PGDNQ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI
HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2011 - 2012
MÔN: VẬT LÝ
(Hướng dẫn chấm gồm 04 trang)
Câu
Đáp án
Điểm
Câu 1
(4,0đ)
1. (1,5 điểm) 
 Tính nhiệt độ t1 :
- Nhiệt lượng của m1 kg đồng toả ra để hạ nhiệt độ từ t1 xuống 80 0C là : 
 Q1 = m1.c1.(t1 – t) = m1.c1.(t1 – 80) 
- Nhiệt lượng của m2 kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 0C đến 80 0C là : Q2 = m2.c2.(t – t2) = 60m2.c2 
- Phương trình cân bằng nhiệt : Q1 = Q2 t1 = = 962 (0C).
2. ( 2,5 điểm)
Tính m3 :
- Khi thả thêm m3 kg đồng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế, sau khi có cân bằng nhiệt mà mực nước vẫn không thay đổi. Điều này chứng tỏ :
	+ Nhiệt độ cân bằng nhiệt là 1000C.
	+ Có một lượng nước bị hóa hơi. Thể tích nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng m3 chiếm chỗ: .
- Khối lượng nước hóa hơi ở 1000C là : .
- Nhiệt lượng thu vào của m1 kg đồng, m2 kg nước để tăng nhiệt độ từ 
80 0C đến 100 0C và của m’2 kg nước hoá hơi hoàn toàn ở 100 0C là : .
- Nhiệt lượng toả ra của m3 kg đồng để hạ nhiệt độ từ t1 = 962 0C xuống 
 100 0C là: Q4 = 862 c1m3 
- Phương trình cân bằng nhiệt mới : Q3 = Q4 
 0,5đ
 0,5đ
 0,5đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,5đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,5đ
Câu 2
(3,0đ)
Gọi S là quãng đường.
Thời gian đi nửa quãng đường đầu t1 = . 
Thời gian đi nửa quãng đường sau là t2. Quãng đường đi được tương ứng với khoảng thời gian là 
S2 = v2. 
S3 = v3. 
Mặt khác S2 + S3 = 
 v2 + v3 = 
 (v2 + v3)t2 = S 
=> t2 = 
Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
Vtb = = 
= 
== 40km/h 
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,5đ
 0,5đ
 0,5đ
Câu 3
(5,0đ)
1. ( 1,5đ)
Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế :
R2
R4
R1
R3
U
I3
I4
I2
I1
I
R234 = R2 + R34 = 9 + 3 = 12	
U34 = I2.R34 = 2.3 = 6V
Ia = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A 	
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
2. (2,5điểm)
Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R3 = x
R2
R4
R1
R3
U
V
U1 = U - UV = 24 - 16 = 8V
 A 	
suy ra = I4 	
 Ta có UV = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = I1.R3 + I4.R4 	
	 10x + 84 = 144 suy ra x = 6.
Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R3 = 6 	
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
 0,25đ
3. (1 điểm)
Khi R3 tăng thì điện trở của mạch tăng 
 : giảm U4 = I.R4 :giảm 	
 U2 = U – U4 : tăng : tăng I1 = I – I2 :giảm 
 U1 = I1.R1 : giảm UV = U – U 1 : tăng. 	
 Vậy số chỉ của vôn kế tăng khi R3 tăng.	
 0,25đ
 0,5đ
 0,25đ
Câu 4
(5,0đ)
1. (1,5 điểm)
- Vẽ hình đúng : 	
- Tính đúng khoảng cách O1B1 = OB = 2f 	B
A
O1
B1
A1
L1
F1
 0,5đ
 0,5đ
2. (2,5 điểm)
-Vẽ được 1 tia đúng qua hai thấu kính : 
-Vẽ được ảnh cuối cùng A2B2 ảo (đường không liền nét) : 	
-Vẽ tương đối đúng tỉ lệ : 	
B
A
O1
B1
A1
L1
A2
B2
O2
L2
I
K
M
-Tính đúng khoảng cách O2B2 = : 	
 0.5đ
 0,5đ
 0,5đ
1,0đ
3. ( 1 ,0 điểm)
Vẽ đúng đường truyền của tia sáng AIKM qua 2 thấu kính : 	
- Vẽ đúng phần đường liền nét, đường đứt nét : 	
- Vẽ thiếu mũi tên chỉ chiều truyền tia sáng không trừ điểm.
 0,5đ
 0,5đ
Câu 5
(3,0đ)
Cân thăng bằng, tức là trọng lượng các quả cân 32,6g đã triệt tiêu lực đẩy Acsimet do nước tác dụng vào vật.
Vậy, lực đẩy Acsimet do nước tác dụng vào vật là 
FA = 10 x 0,0326 = 0,326 (N)	
Và lực đẩy Acsimet do chất lỏng tác dụng vào vật là
F’A = 10 x 0,0283 = 0,283 (N)	
Lực đẩy Acsimet tỉ lệ với trọng lượng riêng, cũng tức là tỉ lệ với khối lượng riêng của các chất lỏng do đó khối lượng riêng của các chất lỏng là:
 0,5đ
 0,5đ
 0,5đ
 0,5đ
0,5đ
0,5đ
* Chú ý:
- Nếu thí sinh làm theo cách khác và tìm được kết quả đúng thì vẫn cho điểm tối đa
- Nếu thí sinh viết được công thức đúng, thay số và tính ra kết quả sai, thì cho nửa số điểm ý đó