Đề thi học sinh giỏi lớp 9 năm học 2010 - 2011 môn: Vật Lí

SỞ GD- ĐT-BL KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
PHÒNG GD-ĐT_PL-BL Năm học 2010-2011
ĐỀ ĐỀ XUẤT
 Môn: Vật lí 
 Thời gian làm bài: 150 phút
 (Đề thi gồm 01 trang)
 l1 l2
 O
Câu 1: (3điểm)
	Một thanh đồng chất tiết diện đều đặt trên 
thành của một bể nước. ở đầu thanh có buộc một
 quả cầu đồng chất có bán kính R sao cho quả 
cầu ngập hoàn toàn trong nước. Hệ thốn này nằm
 cân bằng (như h.vẽ). Biết trọng lượng riêng của
 quả cầu và nước lần lượt là d và d0. Tỷ số l1:l2=a: b.	
 Tính trọng lượng của thanh đồng chất trên. Có thể
 xảy ra l1≥l2  không? Giải thích .
Bài 2: ( 2đ)
	Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 4 lít nước ở nhiệt độ 800C, bình thứ 2 chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 200C. Người ta rót một ca nước từ bình 1 vào bình 2, khi hai bình đã cân bằng nhiệt thì lại rót một ca nước từ bình 2 sang bình 1 để lượng nước 2 bình như lúc ban đầu. Nhiệt độ nước ở bình 1 sau khi cân bằng là 740C. Xác định lượng nước đã rót mỗi lần?
Bài 3: ( 2đ)
	Một ca nô chạy từ bến A đến bến B rồi lại trở về bến A trên một dòng sông. Hỏi nước sông chảy nhanh hay chậm thì vận tốc trung bình của ca nô trong suốt thời gian cả đi lẫn về sẽ lớn hơn? ( Coi vận tốc ca nô so với nước có độ lớn không đổi).
Bài 4: (3điểm) Cho mạch điện như hình vẽ hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6v không đổi.
R1= 2 ; R2= 3 ; Rx = 12 Đèn D ghi 3v-3w coi điện trở của đèn không đổi. Điện trở của ampekế và dây nối không đáng kể.
A
Khi khóa K mở:
RAC = 2 . Tính công sất tiêu thụ của đèn.
Tính RAC để đèn sáng bình thường.  R1 D 
 + - 
 U R2
- HẾT-
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG(Gồm 3 trang)
Câu 1:
Giải
3 đ
 Khi quả cầu ngập hoàn toàn trong nước nó chịu tác dụng của 2 lực
 - Trọng lực hướng thẳng đứng P xuống dưới
- Lực đẩy Acsimet FA hướng thẳng đứng lên trên
Hợp lực P và FA có hướng thẳng đứng xuống dưới và có độ lớn F=P- FA 
0.25 đ
Gọi P1 và P2 là trọng lượng của phần thanh có chiều dài l1 và l2 hệ các lực P1 P2, F được biểu diễn như hình vẽ 1
Ta có phương trình cân bằng lực 
F1.l1 + P1.l1/2=P2.l2/2
0.5đ 
L1(2F+P1)=P2.l2 => l1/l2=P2/(2F+P1)
Vì thanh tiết diện đều nên 
l1/l2=P1/P2=a/b
0.5 đ
0.25 đ
Do đó ta được a/b= (P.b/(a+b))/ (2F+P.a/(a-b))
0.25 đ
=> P=2aF/(b-a)
0.25 đ
Với P=P1+P2
F=P- FA = V(d-d0)
0.25 đ
Thay vào biểu thức của P
P=8a.p.R3(d-d0)/3(b-a)
0.25 đ
Trong lập luận trên ta luôn coi quả cầu kéo căng sợi dây tức là xem d>d0 => d-d0>0
0.25 đ
P là đại lượng luôn dương => b>a nên không thể xảy ra l1>l2
0.25 đ
Bài 2
Giải 
2đ
Gọi khối lượng nước đã rót ra là m(Kg)
Nhiệt độ bình 2 sau khi đã cân bằng nhiệt là t1
0.25
Sau khi rót lần 1 thì nhiệt lượng từ khối lượng m nước từ bình 1 đã truyền cho bình 2 nên ta có.
m.C(80 -t1) = 2.C(t1 - 20) (1)
0.25
Sau khi rót lần 2 nhiệt lượng mà khối lượng m từ bình 2 đã làm cho nhiệt độ bình 1 giảm xuống 740 là do nhiệt lượng từ bình 1 truyền sang nên ta có
( 4 - m).C. ( 80 - 74) = m.C ( 74 - t1) (2)
0.25
đơn giản C ở 2 vế các phương trình (1) và (2)
0.25
Giải hệ phương trình gồm (1) và (2)
Þ 2t1 = 24 + 40 = 64 Þ t1 = 32
Thay t1 = 32 vào (1) ta có : m( 80 - 32) = 2 ( 32 - 20) Þ m.48 = 2.12 = 24
Þ m = 24:48 = 0,5 Kg
0.5
0.5
Vậy : Khối lượng nước đã rót ra là m = 0,5 Kg
Bài:3
Giải
2đ
Gọi V là vận tốc của ca nô khi nước yên lặng
0.25
 Vn là vận tốc của nước so với bờ sông
0.25
 S là chiều dài quãng đường AB
0.25
Thời gian ca nô xuôi dòng từ A đến B là : t1 = 
0.25
Thời gian ca nô ngược dòng từ B về A là : t2 = 
0.25
Thời gian để ca nô đi từ A đến B rồi quay về A là:
t = t1 + t2 = + = 
0.25
Vận tốc trung bình của ca nô trong cả đoạn đường tà A đến B về A là:
Vtb = = 
0.25
Do đó khi Vn càng lớn ( nước sông chảy càng nhanh) thì Vtb càng nhỏ.
0.25
Câu 4: (3 điểm)
Cho biết
U = 6V
R1=2
R2 = 3
Rx = 12
UĐ = 3v
PĐ = 3w
Khi K mở:
 a. RAC = 2 ; P’Đ = ?
b. Đèn sáng bình thường: RAC = ?
 Lời giải:
a. Khi K mở:
Ta có sơ đồ mạch điện: 
Điện trở của đèn là:
Từ công thức: P = UI =RĐ = (0,25 điểm)
Điện trở của mạch điện khi đó là:
 (0,25 điểm)
Khi đó cường độ trong mạch chính là:
 (0,25 điểm)
Từ sơ đồ mạch điện ta thấy:
 (V)
 (0,5 điểm)
Khi đó công suất của đèn Đ là:
(w) (0,25 điểm)
b. Đèn sáng bình thường, nên UĐ = 3 (V). (0,25điểm)
Vậy hiệu điện thế ở hai đầu điện trở là:
Từ U = U1 +UĐ
U1 = U – UĐ = 6 – 3 = 3 (v).
Cường độ dòng điện trong mạch chính là:
 (0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua đèn là:
 (0,25điểm)
Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R2 là:
I2 = I – IĐ = 1,5 – 1 = 0,5 (A) (0,25điểm)
Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là:
U2 = I2R2 = 0,5 .3 = 1,5 (v) (0,25điểm) 
Hiệu điện thế ở hai đầu RAC là:
 (0,25điểm)