Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 môn: Vật lí năm học: 2015 – 2016 (thời gian làm bài: 150 phút không kể thời gian giao đề)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
THANH OAI
TRƯỜNG THCS CAO DƯƠNG
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 
Môn: Vật lí
Năm học: 2015 – 2016
(Thời gian làm bài: 150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu 1 ( 5 điểm): 
	Một người đi từ A tới B với thời gian dự định là t. Nếu người đó đi với vận tốc v1 là 36 km/h thì đến B sớm hơn thời gian dự định là 18 phút. Còn nếu đi với vận tốc v2 là 24 km/h thì đến B muộn hơn dự định là 27 phút.
a) Tìm độ dài quãng đường AB.
-
+
U
b) Nếu người đó muốn đến B đúng thời gian dự định thì phải đi bao lâu với vận tốc v1? bao lâu với vận tốc v2?
Câu 2 ( 6 điểm):
Rx
Cho mạch điện sau:
r
Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi.
Điện trở r nối tiếp biến trở con chạy Rx. Bỏ qua điện trở của dây nối.
Chỉnh Rx = 4 thì công suất tỏa nhiệt trên Rx là P1 = 16W
Chỉnh Rx = 6 thì công suất tỏa nhiệt trên Rx là P2 = 13,5W
a) Tìm U và r.
b) Chỉnh Rx đến giá trị nào để công suất tiêu thụ trên Rx đạt cực đại? Px max = ?
Câu 3 ( 6 điểm):
	Một bếp điện trên có điện trở 120 hoạt động bình thường khi có cường độ dòng điện 2,4 A chạy qua.
a) Dùng bếp điện trên để đun sôi ấm nước 1 lít có nhiệt độ ban đầu là 250C hết 14 phút.Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Tính hiệu suất của bếp.
b) Bếp được làm bằng dây điện trở có tiết diện 1,4mm2 quấn quanh một lõi sứ hình trụ cách điện có đường kính 2cm gồm 2345 vòng. Dây điện trở làm bằng vật liệu gì?
Câu 4 ( 3 điểm):
	Hai vật có thể tích bằng nhau, khi thả húng vào trong nước thì phần chìm của vật 1 chiếm một phần tư thể tích của vật, phần nổi của vật 2 chiếm một phần tư thể tích của vật.
Biết trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3.
a) So sánh lực đẩy Acsimet tác dụng lên hai vật.
b) Tính khối lượng riêng của mỗi vật?
----------------Hết--------------
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
THANH OAI
TRƯỜNG THCS CAO DƯƠNG
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
Môn: Vật lí 9
Năm học: 2015-2016
Câu 1: (5 điểm)
a)Gọi quãng đường AB dài là: S ( km) ( S > 0) 0,5 điểm
Đổi 18’ = 0,3h và 27’ = 0,45h
Khi đi với vận tốc v1= 36km/h thì thời gian đi từ A -> B là:
t1=Sv1 ( h)
Và đi với vận tốc v2 = 24km/h thì thời gian từ A-> B là: 1 điểm
t2 =Sv2 ( h)
Theo đầu bài ta có: t1+ 0,3=t2- 4,5	 
Hay: Sv1 + 0,3 = Sv2 - 0,45
=>S36 + 0,3 =S24 - 0,45
Giải phương trình ta được S= 54 km. Vậy quãng đường AB dài 54 km 1 điểm
b) Thời gian dự định của người đó là: 0,5 điểm
t=Sv1 + 0,3=1,8 ( h)
Gọi thời gian người đó đi với vận tốc v1 trên quãng đường AB là: t3 ( h) 0,5 điểm
< t3 < 1,8)
=>Thời gian người đó đi với vận tốc v2 trên quãng đường AB là: 1,5 - t3 (h)
Theo đầu bài ta có: S = v1.t3 + v2.( 1,8- t3)
ó 54 =36.t3+ 24.( 1,8- t3) 1 điểm
Giải phương trình ta được: t3=0,9 (h)
Vậy để đi đến B đúng thời gian dự định thì người đó đi 0,9 h với
 vận tốc v1, 0,9h với vận tốc v2 0,5 điểm
Câu 2: (6 điểm)
-
+
U
Rx
R
Điện trở của mạch là: R = r + Rx
Cường độ dòng điện chạy qua Rx là: 0,5 điểm
Công suất tỏa nhiệt trên Rx là: Px=I2. Rx=U2r+Rx2.Rx ( *)
a)Khi Rx = R1 = 4Ω thì Px = P1 = 16W
Ta có: 16 =U2r+42
U2 = 4r+42 = 2.r+42 1 điểm
ó U = 2.r+4 (1) Vì U > 0
+ Khi Rx = R2 = 6Ω thì: P x = P2 = 13,6 W
Ta có: 13,6 =U2r+62.6
U2 =[1,5(r + 6)]2
ó U = 1,5( r + 6) (2) Vì U >0 1 điểm
Giải ( 1) và ( 2) ta được U = 12V
 R = 2Ω 0,75 điểm 
Từ ( *) ta có: Px = U2 .Rxr+Rx2 = U2RxRx2r+RxRx2
Px =U2RxrRx+ 12 0,25 điểm
Để Px đạt max thì:RxrRx+12 min 0,5 điểm
Theo bất đẳng thức cosi ta có:
rRx+ 12≥4.rRx 0,5 điểm
 Mẫu số: RxrRx+12min 0,5 điểm
=> Px max = 0,5 điểm
Px max 
 0,5 điểm
Vậy để Px max thì Rx = 2
Câu 3: ( 6 điểm)
a) Nhiệt lượng cần để đun sôi 1 kg nước ở 250 C là: 0,5 điểm
Q = c.m.
 = 4200. 1. ( 100 - 25) = 315 000 (J ) 0,5 điểm 
Nhiệt lượng bếp điện tỏa ra trong 14 phút là:
A = I2 . R.t 0,5 điểm
= 2,42 . 120 . 14. 60
= 580 608 ( J) 0,5 điểm
Hiệu suất của bếp là: H % = 0,5 điểm
Thay số ta được: H %= 54,25% 0,5 điểm 
Vậy hiệu suất của bếp là: 54,25% 0,5 điểm
b) Tóm tắt: S = 1,4 mm2 = 1,4 .10 - 6 
	d = 2cm = 2. 10-2m
	n = 2345 vòng 0,5 điểm
	R = 120
Chu vi của lõi sứ là: C = 0,5 điểm
Chiều dài dây điện trở bếp là: l = c.n 
=> l =.n
Ta có: R = 0,5 điểm
=>
Thay số: ρ=120.1,4.10-63,14.2.10-6.2345 = 1,44.10-6Ω m 0,5 điểm
Vậy dây điện trở của bếp làm bằng hợp kim Nicrôm. 0,5 điểm
Câu 4: ( 3 điểm)
 --------------------------------------
 0,5 điểm
Gọi thể tích 2 vật là V ( V > 0)
=> Phần thể tích chìm trong nước của vật 1 là: 0,25 điểm
 Và phần thể tích chìm trong nước của vật 2 là: 
Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật 1 là: F1 = 0,25 điểm 
 Và lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật 2 là: F2 = 
 a) 0,25 điểm 
Vậy lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật 2 lớn hơn 0,25 điểm 
b) Vì 2 vật đã nổi cân bằng trên mặt nước nên ta có:
P1 = F1 ( 1) và P2 = F2 (2) 0,5 điểm 
Mà: P1 = d1.V ( d1 là trọng lượng riêng của vật 1) 
=> d1. V = 0,25 điểm 
=> d1=
Ta cũng có: P2 = d2 . V
d2 là trọng lượng riêng của vật 2 nên:
d2 . V = 0,25 điểm 
=> d2 =
Vậy khối lượng riêng của vật 1 là: 250 kg/m3 0,25 điểm 
và khối lượng riêng của vật 2 là: 750 kg/m3
 Cao Dương ngày 20 tháng 10 năm 2015
 DUYỆT CỦA BGH Người ra đề
 Hoàng Thị Xuân Quỳnh