Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Trường THCS Gia Hòa (Có đáp án)

PHÒNG GD & ĐT GIA VIỄN
TRƯỜNG THCS GIA HOÀ
(ĐỀ THI CHÍNH THỨC)
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 -THCS
NĂM HỌC 2020 - 2021
Môn: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
 Đề thi gồm 05 câu trong 01 trang
Câu 1 (5,0 điểm).
 	Lúc 6h một người đi bộ khởi hành từ A đến B với vận tốc 4km/h. Lúc 8h một người đi xe đạp cũng khởi hành từ A về B với vận tốc 12km/h.
a. Hai người gặp nhau lúc mấy giờ? Lúc gặp cách A bao nhiêu?
b. Lúc mấy giờ hai người cách nhau 2km?
Câu 2 (4,0 điểm) 
A
K
R4
R1
R2
R3
A
B
+
-
C
D
A
Hình 2
Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m1 = 2kg nước ở nhiệt độ t1 = 400C. Bình 2 chứa m2=1kg nước ở nhiệt độ t2 = 200C. Nếu đổ từ bình 1 sang bình 2 một lượng nước m(kg), để bình 2 nhiệt độ ổn định lại đổ một lượng nước như vậy từ bình 2 sang bình1. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là =380C. Tính khối lượng nước (m) đã đổ ở mỗi lần và nhiệt độ cân bằng ở bình 2.
Câu 3.(5,0 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ 2. Biết R1 = 8, 
R2 = R3 = 4, R4 = 6, UAB = 6V không đổi. Điện trở của 
ampe kế, khoá K và các dây nối không đáng kể.
1.Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB 
và số chỉ của ampe kế trong các trường hợp sau: 
a. Khoá K ngắt. 
b. Khoá K đóng.
2. Thay khoá K bằng điện trở R5. Tính R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không. 
Câu 4. (4,0 điểm)
Cho 2 bóng đèn Đ1 (12V - 9W) và Đ2 (6V - 3W).
Đ1
Đ2
Rb
U
o
o
+
-
a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao?
b. Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở 
 có con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V) 
 như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có 
 điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường?
c. Bây giờ tháo biến trở ra và thay vào đó 
 là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên 	
 đèn Đ1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ2.
 Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi)
Câu 5 ( 2,0 điểm)
Xác định khối lượng riêng của chiếc nút chai bằng bấc. Chỉ sử dụng các dụng cụ sau: Lực kế, bình chia độ chứa nước, nút chai, sợi chỉ, quả cân đồng 
 -----------Hết------------
PHÒNG GD & ĐT GIA VIỄN
TRƯỜNG THCS GIA HOÀ
HƯỚNG DẪN CHẤM 
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2020 - 2021
MÔN: VẬT LÝ
 ( Hướng dẫn này gồm 3 trang)
Câu
Đáp án
Điểm
1
(5,0điểm)
a. 2,0 điểm
+ Gọi t là khoảng thời gian từ khi người đi bộ đến khởi hành đến lúc hai người gặp nhau.	
+ Quãng đường người đi bộ đi được: S1 = v1t = 4t (km)
+ Quãng đường người đi xe đạp đi được: S2 = v2(t-2) = 12(t - 2) (km)
Hai người gặp nhau ta có: 4t = 12(t - 2) 
4t = 12t - 24 t = 3(h) và S1 = 4.3 =12 (km)
Vậy hai người gặp nhau lúc (3 + 6) = 9h sáng và cách A một khoảng 12km.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
b. 3,0 điểm
+ Gọi t’ là khoảng thời gian từ khi người đi bộ đến khởi hành đến khi hai người cách nhau 2km.
+ Quãng đường người đi bộ đi được: S1 = v1t’ = 4t’ (km)
+ Quãng đường người đi xe đạp đi được: S2 = v2(t’-2) = 12(t’ - 2) (km)
+ TH 1: S1 - S2 = 2km
 4t’ – 12(t’-2) = 2
 4t’ – 12t’ + 24 = 2 t’ = 2,75h
+ TH 2: S2 – S1 = 2km
 12(t’-2) - 4t’ = 2
 12t’ – 24 - 4t’ = 2 t’ = 3,25h
Vậy lúc 6h + 2h45ph = 8h45ph hoặc 6h + 3h15ph = 9h15ph thì hai người đó cách nhau 2km.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
2
(4,0điểm)
Gọi c là nhiệt dung riêng của nước, t’2 là nhiệt độ cân bằng ở bình 2.
Khi đổ lượng nước m từ bình 1 sang bình 2 
Nhiệt lượng nước m(kg) tỏa ra: Q1 = m.c.(t1 – t’2)= m.c. (40- t’2) (J)
Nhiệt lượng mà bình 2 hấp thụ: Q2 = m2.c.(t’2 – t2) = c. (t’2- 20) (J)
Khi có cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 m.c(40 – t’2) = c(t’2 – 20) 
Hay (1)
Khi đổ lượng nước m(kg) từ bình 2 (đang ở nhiệt độ t’2 ) sang bình 1.
Nhiệt lượng do nước còn lại ở bình 1 tỏa ra: 
Q’1 = (m1 - m).c.(t1 - t’1) = (2-m).c.(40-38) = 2.c.(2-m) (J)
Nhiệt lượng do m(kg) nước hấp thụ 
Q’2 = m.c.(t’1 - t’2) = m.c.(38-t’2) (J)
Khi cân bằng nhiệt, ta có:
 Q’1 = Q’2 2.c.(2-m) = m.c.(38-t’2) (2)
Hay m.(40- t’2) = 4 (2)
Từ (1) và (2) ta có : t’2 – 20 = 4
Suy ra : t’2 = 240C.
Thay vào (2) ta được m = 0,25kg
Vây lượng nước m đã đổ là 0,25kg và nhiệt độ cân bằng ở bình 2 là 240C.
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
3
(5,0điểm)
1. 4 điểm
 a. Khi K mở: [(R1 nt R2)//R4] nt R3.
 =12Ω.
 = 4Ω.
RAB = R124 + R3 = 8Ω.
-Số chỉ của ampe kế: 
A
R4
R2
R3
R1
B
(+)
(-)
A
b. Khi K đóng, đoạn mạch được vẽ lại như sau: 
 = 2Ω
=> RAB = 4Ω
Vì R234 // R1 nên U234 = U1 = UAB
 = 0,75A 
U23 = U2 = U3 = I234.R23 = 1,5V
Ia = I3 = = 0,375A
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
 2. 1 điểm
 (-)
A
B
R1
R5
R2
R3
R4
(+)
C
D
Khi thay khoá K bằng R5 thì đoạn mạch được vẽ lại như sau:
-Khi dòng điện qua R2 = 0 nên mạch điện trên là mạch cầu cân bằng. 
Ta có:
0,5
0,25
0,25
4
(4điểm)
a. 1,5 điểm
Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn:
 => Iđm1 = = = 0,75(A) 
 Iđm2 = = = 0,5(A) 
Ta thấyIđm1 Iđm2 -> không thể mắc nối tiếp để 2 đèn sáng bình thường. 
0,5
0,5
0,5
b. 1 điểm 
Để 2 đèn sáng bình thường thì:
 U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A 
và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A 
 Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V
 Cường độ dòng điện qua biến trở:
 I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). 
 Giá trị điện trở của biến trở lúc đó bằng: Rb = = = 24 () 
0,25
0,25
0,25
0,25
c. 1,5 điểm 
 Theo đề ra ta có: P1 = 3P2 ó I12.R1 = 3I22.R2 
 ó = = 3. = 3. = => = 
ó 2I1 = 3I2 (1) 
 Mà I1 = I2 + IR nên (1) ó 2(I2 + IR) = 3I2 ó 2I2 + 2IR = 3I2 
=> I2 = 2IR (2) 
 Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR ó I2.R2 = IR.R
 Thay (2) vào ta được 2.IR.R2 = IR.R 
=> R = 2R2 = 2. = 2. = 24 () 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu5
(2điểm)
Bước 1: Dùng lực kế để xác định được trọng lượng của nút chai là P
Bước 2: Dùng chỉ buộc quả cân đồng rồi nhúng chìm quả cân chia độ ta xác định được thể tích của quả cân là 
Bước 3: Dùng chỉ gắn quả cân và nút chai rồi thả chìm vào bình chia độ ta xác định được thể tích của chúng là 
Bước 4: Tính toán:
Thể tích của nút chai là: 
Khối lượng riêng của nút chai A là: =
0,5
0,5
0,5
0,5