Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn : Vật lý lớp 9 năm học : 2007 - 2008 thời gian làm bài : 150 phút không kể thời gian chép đề

Phòng gd và đt hạ hoà
đề thi học sinh giỏi cấp huyện
Môn : vật lý lớp 9
đề chính thức
Năm học : 2007 - 2008
Ngày thi : ./../2007
Thời gian làm bài : 150 phút không kể thời gian chép đề
Bài 1:(2 điểm)
 Hai người đi xe máy cùng khởi hành từ A và cùng đi về B trên đoạn đường thẳng AB. Sau 20 phút hai xe cách nhau 5 Km.
a. Tính vận tốc mỗi xe, biết rằng xe thứ nhất đi hết quãng đường AB mất 3 giờ, xe thứ hai đi hết quãng đường này mất 2 giờ.
b. Nếu xe thứ nhất khởi hành trước xe thứ hai 30 phút thì hai xe gặp nhau sau bao lâu khi xe thứ nhất khởi hành ? Nơi hai xe gặp nhau cách A bao nhiêu Km ? 
c. Xe nào đến B trước ? Khi xe đó đến B thì xe kia còn cách A bao nhiêu Km ?
 Bài 2:(2 điểm)
 Một động cơ có công suất 100 Kw được làm lạnh bằng dòng nước chảy trong ống xoắn có tiết diện S = 1 cm2. Khi động cơ họat động thì nhiệt độ của nước nóng thêm t = 150C. Xác định vận tốc chảy v của dòng nước trong ống . Biết rằng chỉ có 30% năng lượng của động cơ làm nóng nước. Khối lượng riêng của nước D = 1000 Kg/ m3 , nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/Kg. K
Bài 3:(2 điểm)
 Một quả cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200 N/m3 , thể tích V1 = 100 cm3, nổi trên mặt một bình nước. Người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu. Trọng lượng riêng của dầu là d2 = 7000 N/m3 ,và của nước là d3 = 10.000 N/m3.
a. Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu.
b. Nếu tiếp tục rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong nước của qảu cầu có thay đổi như thế nào ?
Bài 4:(2 điểm)
A
B
R2
R3
Đ
R1
K
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1 = R3 = 45W, R2 = 2R2 = 90 W. Đ là một bóng đèn , khoá K có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế UAB không đổi và UAB = 90 V.
Hãy tính điện trở dây tóc bóng đèn và hiệu điện thế định mức của đèn, biết rằng khi K đóng và khi ngắt ,đèn vẫn sáng bình thường ( Bỏ qua sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ).
Bài 5:(2 điểm)
Cho mạch điện như hình bên. Hiệu điện thế U không đổi và U = 21V. Điện trở 
R1= 3W; điện trở của bóng đèn Rđ = 4,5W,
biến trở MN là loại dây cuốn có điện trở toàn phần là R = 4,5W; Am pe kế, khoá K có điện trở nhỏ không đáng kể có thẻ bỏ qua trong tính toán 
A
Đ
R1
R2
M
K
N
C
U
 a, Khi khoá K đóng, con chạy của biến trở ở vị trí N thì Ampe kế chỉ 4A. 
Tính giá trị điện trở R2
 b, Xác định điện trở của biến trở đoạn từ M đến C để khi con chạy của biến trở ở C thì đèn Đ tối nhất khi khoá K mở
Phòng gd và đt hạ hoà
đề thi học sinh giỏi cấp huyện
Môn : vật lý
đề chính thức
Năm học : 2007 - 2008
Hướng dẫn chấm đề thi môn vật lý lớp 9
Yêu cầu nội dung
điểm
Bài 1:
2 điểm
Hai người đi xe máy cùng khởi hành từ A và cùng đi về B trên đoạn đường thẳng AB. Sau 20 phút hai xe cách nhau 5 km.
a, Tính vận tốc mỗi xe, biết rẵng xe thứ nhất đi hết quãng đường AB mất 3 giờ, xe thứ hai đi hết quãng đường này mất 2 giờ
b,Nếu xe thứ nhất khởi hành trước xe thứ hai 30 phút, hai xe gặp nhau sau bao lâu khi xe thứ nhất khởi hành, nơi hai xe gặp nhau cách A bao nhiêu km ?
c, Xe nào đến B trước, tính từ khi xe I xuất phát ? Khi xe đó đã đến B thì xe kia còn cách B bao nhiêu Km?
Đáp án:
a, + Gọi S là độ dài quãng đường AB, v1 và v2 là vận tốc tương ứng của xe I và xe II;khi đi hết quãng đường, xe I đi hết thời gian t1= 3h, xe II đi hết quãng đường hết thời gian t2 = 2h, vì vậy ta có:
0,25 đ 
S = v1t1 = v2t2, , nên ta có == v2 =
0.25 đ
 + Sau thời gian t= 20 phút, hai xe cách nhau DS = 5 km, do v2 > v1 nên :
DS = S2 – S1 = (v2 – v1 )t = (-v1) v1 = 30 km/h và v2 = 45 km/h
0,25 đ
b, Quãng đường đi được của xe I sau 30 phút là: 30.0,5 = 15 km
0,25 đ 
Gọi t’ là thời gian xe II đuổi kịp xe I
Quãng đường đi được của xe I trong khoảng thời gian t’: S1= v1.t’
0,25 đ
Quãng đường đi được của xe II trong khoảng thời gian t’: S2 = v2.t’ 
Ta có: đ S1 = 30 (Km) và t’ = 1(h)
0,25 đ
Vậy sau khi xe thứ nhất khởi hành 1h 30ph hai xe gặp nhau tại điểm cách A 45km
c, Quãng đường AB : S = v1t1 = v2t2 = 45. 2 = 90 km
0,25 đ
Thời gian xe I đi từ điểm gặp nhau đến B : 45 : 30 = 1,5 h 
Thời gian xe II đi từ điểm gặp nhau đến B : 45 : 45 = 1h
Vậy xe II tới B trước xe I 0,5h, khi đó xe I cách B : 30. 0,5 = 15 km,
0,25 đ
Bài 2:
2 điểm
 Một động cơ có công suất 100 kw được làm lạnh bằng dòng nước chảy trong ống xoắn có tiết diện S = 1 cm2 . Khi động cơ hoạt động thì nhiệt độ của nước nóng lên Dt = 15 0c . Xác định vận tốc chảy v của dòng nước trong ống. Biết rằng chỉ có 30% năng lượng của động cơ làm nóng nước. Khối lượng riêng của nước D =1000 Kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/Kg.K 
Đáp án:
Gọi A là công toàn phần của động cơ: A= P.t
0,25 đ
Phần công của động cơ làm cho nước nóng lên là A1=0.3A=0,3Pt
Nước nhận nhiệt lượng để nóng thêm Dt = 15 0c là
Q = A1 =mcDt = 0,3 Pt (1)
0,25 đ
Mặt khác khối lượng nước chảy qua ống trong thời gian t là:
m = D.V = D.S.l 
0,25 đ
Mà l chiều dài của ống : l = v.t
0,25 đ
Vậy m= D.S.v.t (2)
0,25 đ
Thay (2) vào (1) ta có
D.S.v.t.cDt =0,3 Pt 
0,25 đ
ị v =
0,25 đ
Thay số ta được v =
 0,25 đ
Bài 3:
2 điểm
Một quả cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200 N/m3 ,thể tích V1 = 100 cm3 , nổi trên mặt một bình nước. Người ta rót dầu phủ kín hoàn toàn quả cầu. Trọng lượng riêng cuae quả cầu là d2 = 7000 N/m3 , trọng lượng riêng của nước d3 = 10.000 N/m3
a/ Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu
b/ Nếu tiếp tục rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong dầu của quả cầu thay đổi như thế nào ? 
Đáp án:
a, Gọi V1, V2 , V3 lần lượt là thể tích của quả cầu, thể tích phần quả cầu ngập trong dầu,thể tích phần quả cầu ngập trong nước. Ta có V1= V2 + V3 (1)
0,25 đ 
Quả cầu nằm cân bằng trong dầu và trong nước nên ta có: V1.d1 = V2.d2 + V3.d3 (2)
0,25 đ
Từ (1) suy ra V2 = V1 – V3 , thay vào (2) ta được :
V1d1 = ( V1 – V3)d2 +V3.d3 = V1.d2 + V3( d3 – d2 )
0,25 đ
ị V3( d3 – d2 ) = V1.d1 – V1d2 ị V3 = 
0,5 đ
Thay số ta được : V3 = = = 40 cm3
0,25 đ
b, Từ biểu thức : V3 = , ta thấy thể tích phần quả cầu ngập trong nước (V3 ) chỉ phụ thuộc vào V1, d1,d2,d3 mà không phụ thuộc vào độ sâu của quả cầu trong dầu, cũng như lượng dầu đổ thêm 
0,5 đ
Bài 4:
Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó R1=R3 =45 , R2 = 2R1 = 90
Đ là một bóng đèn, k có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế U ở hai đầu đoạn mạch không đổi và bằng 90v.
Hãy tính điện trở dây tóc bóng đèn và hiệu điện thế định mức của đèn, biết rằng k đóng và khi k ngắt đèn vẫn sáng bình thường ( bỏ qua sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ) 
A
B
R2
R3
Đ
R1
K
2 điểm
Đáp án:
Khi k mở mạch trở thành: [(R1 nt R4) // R2 ] nt R3
0,25 đ
Khi k đóng mạch trở thành: R1// [R2 nt ( R4 // R3) ] 
Gọi : I là cường độ dòng điện chạy qua mạch chính
 I4 là cường độ dòng điện chạy qua đèn
 I1 cường độ dòng điện chạy qua R1
 I2 là cường độ dòng điện chạy qua R2
 I3 là cường độ dòng điện chạy qua R3 
 R4 là điện trở của đèn
* Xét trường hợp k mở :
0,25 đ
I = I124 = I3
R124 = 
Rtđ = + R3
U124 = U2 =U14 
0,25 đ
 I124. = Iđ.( R1+R4)
ị I124 = I4.
UAB = I124.Rtđ = [ + R3].I4.
 = I4. (1)
0,25 đ
* Xét trường hợp k đóng
0,25 đ
R34 =
Cường độ dòng điện qua R2 : I2 = I4.
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch:
U= I2R2 +I4R4 = I4 (2)
Vì U không đổi, đèn sáng bình thường trong hai trường hợp I4 không đổi.
0,25 đ
Từ (1) và (2) ,với I4 không đổi
 Ta có: I4.= I4 (3)
Thay R2=3R (gt) với I4 không đổi
0,25 đ
Có : R1R2+R1R3=R4(R2+R3) +R2+R
R4 = (4) 
Thay số ta được R4= 15 (5)
0,25đ
Thay (5) vào (1) U4 = 10V
Bài 5:
2 điểm
Cho mạch điện như hình bên. Hiệu thế U không đổi và U=21V.Điện trở R1=3; điện trở của bóng đèn Đ là Rđ=4,5; biến trở MN là loại dây cuốn có điện trở toàn phần R= 4,5; ampe kế, khoá k và các dây nối có điện trở nhỏ có thể bỏ qua trong tính toán.
a/ Khi khoá k đóng con chạy của biến trở ở vị trí N thì ampe kế chỉ 4A. Tính giá trị điện trở R2
b/ Xác định điện trở của biến trở đoạn từ M đến C để khi con chạy ở C thì đèn tối nhất khi khoá k mở 
A
Đ
R1
R2
M
K
N
C
U
Đáp án:
a/ Khi k đóng ,con chạy ở vị trí N thì mạch điện trở thành: 
0,5 đ
(R2// Rđ) nt R1. Lúc đó ampe kế đo cường độ dòng diện mạch chính và ta có:
I== == 4
R2= 4,5
b/ Gọi điện trở của phần biến trở MC là x thì điện trở phần CN là : 4,5- x
0,25 đ
Khi khoá k mở mạch điện trở thành:R1ntRxnt{R2// [(R-x)nt Rđ]}
Điện trở toàn mạch lúc này: Rtm= +R1+Rx
 = +Rx +3 =
0,25 đ
 Cường độ dòng điện trong mạch chính: 
 0,25 đ
I’ = U/Rtm = 
Điện trở tưong đương của đoạn mạch R2// [(R-x)nt Rđ] : Rtđ= 
0,25 đ
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch này là: U2R-x,Đ= I’. Rtđ 
 =. 
Cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ:
0,25 đ
Iđ== =.: (9 – x)
 == = (*)
Từ (*) ta thấy Iđ khi mẫu lớn nhất, có nghĩa Rx=3. 
0,25 đ
Vậy đèn tối nhất khi Rx=3.