Đề thi học sinh giỏi vật lý 9 năm học 2008 – 2009 ( thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)

phòng gd đt huyện hạ hòa đề thi học sinh giỏi vật lý 9 
 trường thcs xuân áng 	 năm học 2008 – 2009
 ( Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)
	Bài 1 ) Một ô tô có trọng lượng P= 12 000N,công suất của động cơ không đổi .Khi chạy trên đoạn đường nằm ngang, chiều dài S = 1km với vận tốc không đổi v = 54km/h thì ô tô tiêu thụ mất V = 0,1lít xăng. Hỏi khi ô tô ấy chuyển động đều trên một đoạn đường dốc lên phía trên (đoạn đường dốc được coi là một mặt phẳng nghiêng) thì nó chạy với vận tóc là bao nhiêu? Biết răng cứ đi hết chiều dài l = 200m thì chiều cao của dốc tăng thêm 1 đoạn h = 7m . Đọng cơ của ô tô có hiệu suất H = 28%. Khối lượng riêng của xăng là D = 800kg/m3. Năng suất toả nhiệt của xăng là q = 4,5.107J/kg. Giả thiết lực do cản của gió và lựa ma sát tác dụng lên ô tô trong lúc chuyển động là không đổi.
A
	Bài 2) Cho mạch điện như hình bên 
nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Vôn
 kế có điện trở hữu hạn, ampe kế có điện trở 	+	1	R
V
khác không. Khi khoá K đống vào chốt 1 thì U	 K
ampe kế chỉ 0,1A, Khi đóng K vào chốt 2 thì 	-	 2
ampe kế chỉ 0,4A, vôn kế chỉ 120V. 
Tính điện trở R và điện trở của vôn kế.
	Bài 3) Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì. Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 50C . Sau đó lại đổ thêm một ca nước nóng như ca nước nóng nói trên nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 30C nữa. Nếu đổ thêm vào nhiệt lượng kê cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên nữa thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa. Giả thiết bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.
	Bài 4) Cho mạch điện như hình bên.	R1	+	 -
 Hiệu điện thế U không đổi và U = 24V. U
 Các điện trở : R1 = 12 ; R 3 = 18 ; 
Rx là một biến trở ; điện trở các dây nối
 nhỏ không đáng kể. K là khoá điện.	 C
1). Khi khoá K mở, dịch chuyển P Q
con chạy C của biến trở để điện trở của	 R2	 Rx
 biến trở tham gia vào mạch điện là 16
 thì công suất toả nhiệt trên biến trở cực 
đại. hãy tính điện trở R2?
	2) Khoá K đóng, hãy xác định 
giá trị điện điện trở của biến trở tham 	K	R3
gia vào mạch điện để công suất toả nhiệt
 của của đoạn mạch PQ (gồm R2 , R3 và Rx) có giá trị bằng 12w.
-----------------********** Hết *********--------------
Họ và tên thí sinh........................................................... SBD.........................
( Cán bộ coi thi không cần giải thích gì thêm)
Bài giải:
	Bài 1) 
	- Khi ô tô chuyển động đều trên đường nằm ngang thì lực kéo Fk cân bằng với lực cản Fc nên ta có: Fk = Fc
 Công của động cơ trên đoạn đường nằm ngang S do nhiệt lượng của xăng chuyển thành :
	Ak = Fk.S = H.Q = H.q.m ( m = D.V là khối lượng của xăng )
	Do đó ta có : Fc = Fk = 
	- Khi ô tô chuyển động lên dốc : 
Công suất của động cơ khi chuyển động trên đường nằm ngang :
 N = Fk.v ( v = 54km/h = 15m/s)
Công suất của động cơ khi chuyển động lên dốc : 
Vì : N = nên (*)
Thay số vào (*) ta được: 
Bài 2) Gọi điện trở của ampe kế là RA, điện trở của vôn kế là Rv:
-Khi K đóng ở chốt 1 thì điện trở toàn mạch là:
Cường độ dòng điện mạch chính lúc này là :
Cường độ dòng điện đi qua ampe kế( số chỉ của ampe kế ) trong trường hợp này là:
 (1)
Khi khoá K đóng ở chốt 2 thì điện trở toàn mạch là:
Số chỉ của ampe kế khi đó là: (2)
Số chỉ của vôn kế lúc này là:	(3)
Tính RV : Lấy (3) chia cho (1) ta được RV =1200
Tính R : Lấy (2) chia cho (1) ta được: Mà RV =1200 => R = 400.
Bài 3) 
Gọi Cn là nhiệt dung riêng, mn là khối lượng của nhiệt lượng kế: 
Gọi C là nhiệt dung riêng, m là khối lượng của một ca nước nóng . Vì trong quá trình tính toán không sử dụng đến Cn và mn để cho tiện lợita gọi tích (Cn . mn) = q ; t là nhiệt độ của nước nóng, t0 là nhiệt độ là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế.
Khi đổ một ca nước nóng vào nhiệt lượng kế:
 (1)
Khi đổ thêm một ca nước nóng nữa :
 (2)
Khi đổ thêm 5 ca nước nóng nữa :
 	 (3)
Thay (1) vào (2) ta được : => 
Thay (2) vào (3) ta được: 	 (4)
Thay vào (4) ta được: 
Do đó ta có : 
Bài 4) 
+) Khi K mở:
Cường độ dòng điện qua biến trở Rx là: 
Công suất toả nhiệt trên biến trở là: 
Nhận xét: Biểu thức ở mẫu số Px có giá trị nhỏ nhất là , Điều này sảy ra khi: (Đề bài cho Rx = 16 thì Px cực đại).
 +) Khi K đóng:
Gọi điện trở đoạn mạch PQ như đề bài đã cho là RPQ:
Công suất của đoạn mạch PQ là: PPQ = I2.RPQ = thay số ta có :
 Giải phương trình này ta được RPQ = 12
Với đoạn mạch PQ đã cho ta có điện trở tương đương của đoạn mạch PQ là: