Đề thi hsg lý 2023 2024

Một quả cầu bằng sắt đặc có khối lượng riêng 7,8g/cm3 và thể tích 15 cm3 được thả vào trong chậu thủy ngân bên trên là nước.. Hình bên vẽ các đường biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo th

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2023 – 2024

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao

đề

(Đề thi có 04 trang) Ghi chú:

- Thí sinh lựa chọn đáp án phần trắc nghiệm khách quan chỉ có một lựa chọn đúng.

- Thí sinh làm bài thi (cả phần trắc nghiệm khách quan và phần tự luận) trên tờ giấy

thi (không làm bài trên đề thi);

I PHẦN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN (10 điểm)

Câu 1 Trường hợp nào sau đây chuyển động của vật được coi là chuyển động thẳng?

A Một học sinh đi xe đạp từ nhà đến trường

B Một xe máy chuyển động trên đường

C Một chiếc lá rơi từ 4 m xuống đất.

D Một viên bi sắt được thả rơi từ 4 m xuống đất.

Câu 2 Hai vật A và B chuyển động thẳng đều dọc theo đường thẳng Ox, chúng chuyển động

ngược chiều nhau với vận tốc có độ lớn lần lượt là 12 m/s và 18 m/s Vật C ở giữa A, B và luôn cách đều hai vật A và B Vật C chuyển động theo chiều của

A vật A với độ lớn vận tốc 3 m/s B vật A với độ lớn vận tốc 15 m/s.

C vật B với độ lớn vận tốc 3 m/s D vật B với độ lớn vận tốc 15 m/s.

Câu 3 Cho ba ống giống nhau và thông đáy chứa nước chưa đầy Đổ vào ống bên trái một

cột dầu cao h1 = 25cm và đổ vào ống bên phải một cột dầu cao h2 = 45cm Biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3 và khối lượng riêng của dầu là 800kg/m3 Mực nước ống ở giữa dâng lên so với độ cao ban đầu là

A 14 cm B 16 cm C 18 cm D 20 cm

Câu 4 Một quả cầu bằng sắt đặc có khối lượng riêng 7,8g/cm3 và thể tích 15 cm3 được thả vào trong chậu thủy ngân bên trên là nước Khi quả cầu cân bằng, một phần chìm trong nước, phần còn lại chìm trong thủy ngân Biết trọng lượng riêng của thủy ngân và nước lần lượt là

136000 N/m3 và 10000 N/m3 Thể tích chìm trong nước của quả cầu là

Câu 5 Hình bên vẽ các đường biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian của cùng một

lượng nước, đồng, nhôm, khi nhận được những nhiệt lượng như

nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau Hỏi đường nào

tương ứng với nước, với đồng, với nhôm?

A Đường I ứng với đồng, II với nhôm, III với nước.

B Đường I ứng với nhôm, II với đồng, III với nước.

C Đường I ứng với đồng, II với nước, III với nhôm.

D Đường I ứng với nước, II với nhôm, III với đồng.

Câu 6 Một lò sưởi giữ cho phòng ở nhiệt độ 230C khi nhiệt độ ngoài trời là 80C thì công suất của lò là 1,2 kW Nếu nhiệt độ ngoài trời hạ xuống tới –20C thì phải điều chỉnh tăng công suất của lò thêm một lượng P mới duy trì nhiệt độ phòng như trên Coi nhiệt lượng toả ra môi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài phòng, giá trị P là

I ( mA)

U (V)

R3 R2 R1

Câu 7 Thả một quả cầu bằng sắt được nung nóng đến 4600C vào 2kg nước ở 200C Cho nhiệt dung riêng của sắt và nước lần lượt là 460J/kg.K và 4200J/kg.K (Bỏ qua sựu mất mát nhiệt ở môi trường xung quanh) Sau một thời gian khi xảy ra sự cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của chúng là 600C Hỏi khối lượng của quả cầu bằng bao nhiêu?

Câu 8 Về mùa hạ những miền gần biển có không khí mát hơn trong đất liền; ngược lại về

mùa đông những miền gần biển lại có không khí ấm hơn trong đất liền là do

A trọng lượng riêng của nước nhỏ hơn của đất.

B nhiệt dung riêng của nước nhỏ hơn của đất.

C đặc tính hấp thụ và tỏa nhiệt của nước và đất khác nhau: Mặt đất nóng lên chậm và nguội

đi chậm hơn nước

D đặc tính hấp thụ và tỏa nhiệt của nước và đất khác nhau: Mặt đất nóng lên nhanh và nguội

đi nhanh hơn nước

Câu 9 Hiệu điện thế ở hai đầu mạch điện tăng gấp 2 lần hiệu điện thế ban đầu, điện trở giảm

còn bằng

3

4 điện trở ban đầu, như vậy công suất tiêu hao của mạch điện mới bằng bao nhiêu lần công suất tiêu hao ban đầu?

A

4

3

16

3

16

Câu 10 Hai dây dẫn bằng nhôm có cùng tiết diện, một dây dài 3 m có điện trở R1 và dây kia

dài 9 m có điện trở R2 Tỉ số điện trở tương ứng

1 2

R

R của hai dây dẫn là

A

1

2

=

1 2

R = 3

1 2

=

1 2

R = 9

Câu 11 Cho đồ thị, biết   1, ,2 3 lần lượt là góc tạo bởi đồ thị

biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện đi qua các điện trở

R1, R2 và R3 vào hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở tương ứng

Biết 1 2 3 Hỏi thông tin nào đúng khi so sánh giá trị các

điện trở?

A R1> R2> R3 B R3> R2> R1

C R2> R1> R3 D R1 = R2 = R3.

Câu 12 Nếu mắc nối tiếp hai vôn kế V1, V2 với điện trở R vào nguồn điện thì V1 chỉ 8V, V2

chỉ 15V Tháo bớt vôn kế V2 thì V1 chỉ 12V Hiệu điện thế của nguồn là

A 54 V B 45 V C 36 V D 27 V.

Câu 13 Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 24V để thắp sáng bình thường một

bộ bóng đèn cùng loại (6V – 3W) Dây nối trong bộ bóng có điện trở không đáng kể Dây nối

từ bộ bóng đến nguồn điện có điện trở r   6 Số cách mắc tối đa để bóng đèn sáng bình

thường là

A 3 cách B 4 cách C 5 cách D 6 cách Câu 14 Một trường học có 14 phòng học, trung bình mỗi phòng học sử dụng các thiết bị điện

6 giờ một ngày với công suất 800W Tính tiền điện mà trường học đã sử dụng trong 1 tháng (30 ngày) Biết giá tiền điện là 1786đ/KW.h

A 257184 đồng B 8572800 đồng C 1200019 đồng D 3600576 đồng.

A R Rx B

Câu 15 Một bếp điện được sử dụng với hiệu điện thế 220 V thì dòng điện chạy qua bếp có

cường độ 3 A Dùng bếp này thì đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban đầu 200C trong thời gian 20 phút Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng của nước là c= 4 200 J/kg.K

A 84,8 % B 75 % C 91,2 % D 82,7 %

R 1 , R , R , , R

mắc song song Điện trở tương đương của đoạn mạch với n = 2023 là:

A.

2047276 Ω B 2047275 Ω C.

1 Ω

2047276 D.

1 Ω.

2047275

Câu 17.Cho mạch điện mắc vào mạng điện có hiệu điện thế không đổi

U như hình vẽ Khi điện trở của biến trở R được giữ ở một giá trị cố

định R1 thì dòng điện qua mạch là I1 = 1 A và công suất toả nhiệt trên R1

là 16 W Khi điện trở của biến trở R được giữ ở một giá trị cố định R2

thì dòng điện qua mạch là I2 = 4 A và công suất toả nhiệt trên biến trở

R2 cũng bằng 16 W Công suất toả nhiệt cực đại có thể toả ra trên biến

trở R là

Câu 18 Cho đoạn mạch như hình bên Biết UAB=6V, R=6Ω, Rx là biến trở Điều chỉnh biến trở Rx để công suất tỏa nhiệt trên Rx là 1,44W thì Rx nhận giá trị nào sau đây? (Biết R < Rx)

Câu 19 Cho một đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt song song với đường sức từ, chiều của

dòng điện ngược chiều với chiều của đường sức từ thì lực từ

A luôn bằng không khi tăng cường độ dòng điện.

B tăng khi tăng cường độ dòng điện.

C giảm khi tăng cường độ dòng điện

D đổi chiều khi ta đổi chiều dòng điện.

Câu 20 Trong vòng dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng khi

A vòng dây đứng yên so với nam châm.

B vòng dây chuyển động lại gần nam châm.

C nam châm chuyển động ra xa vòng dây.

D nam châm chuyển động lại gần vòng dây.

II PHẦN TỰ LUẬN (10 điểm)

Câu 1 (2,0 điểm).

Một ca nô dự định đi xuôi dòng từ A đến B rồi quay lại về A Biết vận tốc của ca nô là 15km/h, vận tốc của dòng nước 3km/h, AB dài 36km

a) Tính thời gian chuyển động của ca nô theo dự định

b) Tuy nhiên trên đường quay về A, sau khi đi được quãng đường 7,2km thì máy hỏng và sau 24 phút thì sửa song Hỏi về A đúng dự định thì sau đó ca nô phải đi với vận tốc bao nhiêu?

Câu 2 (2,0 điểm).

Cho hai bình nhiệt lượng kế: bình (I) chứa m1 = 4 kg nước ở nhiệt độ

o 1

t  68 C, bình (II) chứa m2 = 5 kg nước ở nhiệt độ

o 2

t  20 C. Người ta rót một khối lượng nước m từ bình (I) sang bình (II), sau khi cân bằng nhiệt lại rót một lượng nước khối lượng m từ bình (II) trở lại bình (I) Gọi ∆t là độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai bình sau đó Bỏ qua trao đổi nhiệt giữa nước với các bình và môi trường

a) Tìm m để ∆t = 30 C.o

b) Khối lượng m phải thỏa mãn điều kiện gì để ∆t <15 C ?o

Câu 3 (2,0 điểm)

Một thanh AB hình trụ đồng chất, tiết diện đều S = 100 cm2, dài l

=1m Thanh AB được treo thẳng đứng, đầu trên móc vào một lực kế,

phần dưới được nhúng vào trong hai lớp chất lỏng chứa trong một bể

rộng như hình 3 Khi thanh cân bằng có

1

2 l thanh ngập trong dầu, 1

4 l thanh ngập trong nước và số chỉ lực kế là 20N Biết trọng lượng

riêng của nước, dầu và chất làm thanh AB lần lượt là dN = 10000N/

m3 , dD = 8000N/m3 và d

a) Hãy xác định trọng lượng riêng d của chất làm thanh AB

b) Sau đó người ta tháo bỏ lực kế đi và thả để tự thanh dịch chuyển chậm đi xuống vị trí cân bằng mới cũng trong trạng thái thẳng đứng trong hai chất lỏng nói trên Hỏi chiều dài mỗi phần của thanh trong mỗi chất lỏng ?

Câu 4 (4,0 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ Rx là một biến trở;

điện trở R1 = 20 Đặt vào hai điểm A, B một hiệu

điện thế luôn luôn không đổi U = 80V Điện trở các

dây nối không đáng kể

1) Điều chỉnh biến trở sao cho Rx = 20

a) Mắc vào hai điểm M, N một bóng đèn dây tóc ghi 110V - 55W Xác định điện trở tương đương của mạch và công suất tiêu thụ của bóng đèn

b) Thay bóng đèn bằng am pe kế mắc vào hai điểm M, N thì số chỉ am pe kế là

10 A

3 . Tìm công suất tiêu thụ trên biến trở

2) Mắc vào hai điểm M, N một điện trở R2 = 20 Tìm giá trị của Rx để công suất tiêu thụ trên biến trở lớn nhất và tìm giá trị công suất lớn nhất đó

HẾT

Họ và tên thí sinh: Số báo danh:

Giám thí coi thi không giải thích gì thêm.

HƯỚNG DẪN CHẤM

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN LỚP 9

THCS NĂM HỌC 2023 – 2024 MÔN: VẬT LÍ

Hướng dẫn chấm có 05 trang

I PHẦN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN (10,0 điểm)

(Mỗi câu đúng cho 0,5 điểm)

Đáp

Đáp

II PHẦN TỰ LUẬN (10,0 điểm)

Câu 1 (2,0 điểm).

Một ca nô dự định đi xuôi dòng từ A đến B rồi quay lại về A Biết vận tốc của ca nô là 15km/h, vận tốc của dòng nước 3km/h, AB dài 36km

a) Tính thời gian chuyển động của ca nô theo dự định

b) Tuy nhiên trên đường quay về A, sau khi đi được quãng đường 7,2km thì máy hỏng

và sau 24 phút thì sửa song Hỏi về A đúng dự định thì sau đó ca nô phải đi với vận tốc bao nhiêu?

M

a) Tóm tắt: v=15km/h, v0=3km/h, AB = 36km

Thời gian chuyển động của ca nô theo dự định là:

AB BA

v v v v v v 15 3 15 3

0,75 b) Thời gian ca nô dự định đi từ B về A là:

BA 0

v v 15 3

Thời gian ca nô quay về A với quãng đường 7,2 km là:

1

0

7, 2 7, 2

v v 15 3

Khi sửa máy thì ca nô trôi theo dòng nước đoạn đường:

0 2

24

s v t 3 1, 2km

60

0,25

Gọi v’ là vận tốc ca nô cần phải đi để về đúng dự định

+ Thời gian ca nô đi với vận tốc v’ về A là:

0,25

3

0

(AB 7, 2) 1, 2 (36 7, 2) 1, 2 30

t

+ Để ca nô về A đúng dự định thì:

BA 1 2 3

24 30

60 v ' 3

 Vậy để về A đúng dự định thì ca nô phải đi với vận tốc 18km/h

0,5

Câu 2 (2,0 điểm).

Cho hai bình nhiệt lượng kế: bình (I) chứa m1 = 4 kg nước ở nhiệt độ

o 1

t  68 C, bình (II) chứa m2 = 5 kg nước ở nhiệt độ

o 2

t  20 C. Người ta rót một khối lượng nước m từ bình (I) sang bình (II), sau khi cân bằng nhiệt lại rót một lượng nước khối lượng m từ bình (II) trở lại bình (I) Gọi ∆t là độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai bình sau đó Bỏ qua trao đổi nhiệt giữa nước với các bình và môi trường

a) Tìm m để ∆t = 30 C.o

b) Khối lượng m phải thỏa mãn điều kiện gì để ∆t <15 C ?o

a (1,25 điểm)

Vì lượng nước m được rót từ bình (I) nên ta có điều kiện: 0 < m 4 (kg)

Khi rót m kg nước từ bình (I) sang bình (II), nhiệt độ cân bằng ở bình (II) là t’

2 Gọi nhiệt dung riêng của nước là c (J/kg.K) Ta có phương trình cân bằng nhiệt là:

mc(t1 – t’

2) = 5c (t’

2 – t2)  m(68 - t’

2) =5(t’

2 - 20) (1)

0,25

Khi rót m kg nước từ bình (II) sang bình (I), nhiệt độ cân bằng ở bình (I) là t’

1.

Ta có phương trình cân bằng nhiệt là:

mc(t’

1 – t’

2) = (4 - m)c (t1 – t’

1) m(t’

1 – t’

2) = (4 - m)(68 – t’

1) (2)

0,25

Từ (1) => t’

2 =

68m 100

m 5



 (3) Thay (3) vào (2) ta được t’

1= 68 – 17m +

m(17m 25)

m 5





0,25

Độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai bình lúc này là

∆t = t’

1- t’

2= 68 – 17m +

m(17m 25)

m 5



68m 100

m 5



 =

60(4 m)

m 5





0,25

Để ∆t = 300C, thì

60(4 m)

m 5



 = 30 => m = 1 (kg) (thỏa mãn điều kiện) Vậy m = 1 (kg)

0,25

b (0,75 điểm)

Để có ∆t <150C thì

60(4 m)

m 5



 < 15

0,25

Ta có :

60(4 m)

m 5



 <15; Giải ra ta được m > 2,2 (kg)

Do khối lượng nước tối đa trong bình (I) là 4 kg nên 2,2(kg) < m 4 (kg).

Vậy để có ∆t <150C thì khối lượng nước rót mỗi lần phải thỏa mãn điều kiện 2,2

(kg) < m 4 (kg)

0,5

Câu 3(2,0 điểm).

Một thanh AB hình trụ đồng chất, tiết diện đều S =

100 cm2, dài l =1m Thanh AB được treo thẳng đứng,

đầu trên móc vào một lực kế, phần dưới được nhúng

vào trong hai lớp chất lỏng chứa trong một bể rộng như

hình 3 Khi thanh cân bằng có

1

2 l thanh ngập trong

dầu,

1

4 l thanh ngập trong nước và số chỉ lực kế là 20N.

Biết trọng lượng riêng của nước, dầu và chất làm thanh

AB lần lượt là dN = 10000N/m3, dD = 8000N/m3 và d

a) Hãy xác định trọng lượng riêng d của chất làm thanh AB

b) Sau đó người ta tháo bỏ lực kế đi và thả để tự thanh dịch chuyển chậm đi xuống vị trí cân bằng mới cũng trong trạng thái thẳng đứng trong hai chất lỏng nói trên Hỏi chiều dài mỗi phần của thanh trong mỗi chất lỏng ?

M

a (1,0 điểm)

- Vì dD  dN  lớp nước ở dưới lớp dầu Khi thanh cân bằng có

1

2 thanh ngập trong dầu suy ra bề dày lớp dầu là 0,5 m

+ Thể tích của thanh: V S 100.10 1 0,01(m )1 3

0,25

+ Thể tích của thanh ngập trong nước và trong dầu:

N

D

1

4 1

2













0,25

+ Số chỉ lực kế: F P (F   A N  F )A D  F dV (d V d V )   N N D D

3

F d V d V 20 10000.2,5.10 8000.5.10

0,5

b (1,0 điểm)

Vì dN   d dD và bề dày lớp dầu bằng nửa chiều dài của thanh nên thanh

không ngập chìm hoàn toàn trong hai chất lỏng

+ Chiều dài thanh ngập trong dầu đúng bằng bề dày lớp dầu nên D  0,5(m)

0,25

+ Goị N là chiều dài của phần thanh ngập trong nước khi thanh cân bằng ta

có :

-

N

d V d V

d

0,25

0,25

Thay số ta có :

3

8500.0,01 8000.5.10

4,5.10 (m ) 10000

N

V







+ Chiều dài phần thân ngập trong nước :

3 4

4,5.10

0, 45( ) 100.10

N N

V

m S







Vậy chiều dài thanh ngập trong nước là 0,45m trong dầu là 0,5m

0,25

Câu 4 (4,0 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ Rx là một biến trở;

điện trở R1 = 20 Đặt vào hai điểm A, B một hiệu

điện thế luôn luôn không đổi U = 80V Điện trở các

dây nối không đáng kể

1) Điều chỉnh biến trở sao cho Rx = 20

a) Mắc vào hai điểm M, N một bóng đèn dây tóc ghi 110V - 55W Xác định điện trở tương đương của mạch và công suất tiêu thụ của bóng đèn

b) Thay bóng đèn bằng am pe kế mắc vào hai điểm M, N thì số chỉ am pe kế là 10

A

3 Tìm công suất tiêu thụ trên biến trở.

2) Mắc vào hai điểm M, N một điện trở R2 = 20 Tìm giá trị của Rx để công suất tiêu thụ trên biến trở lớn nhất và tìm giá trị công suất lớn nhất đó

1) (2,0 điểm)

R1 =20; UAB = 80V; Rx = 20

a) (1,0 điểm)

Mắc bóng đèn vào 2 điểm M, N thì đoạn mạch có dạng: Rx nt (Rđ // R1)

Tính được: Rđ =

đm

2

đm

U

P = 220 ()

0,25

Điện trở tương đương của đoạn mạch chính là:

RAB = Rx +

đ 1

R R

R + R = 20 +

220.20

220 + 20 =

115 ( )

3  Cường độ dòng điện là: X AB

240

I = I = = 2,087 (A)

115

U

0,25

Hiệu điện thế hai đầu Rx là: X X X

240 960

U = I R = 20 = 41,7 (V)

115 23  Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là: U = U - U =80- 41,7 = 38,3(V)đ X 0,25

Vậy công suất tiêu thụ của bóng đèn là:

đ

2 đ đ

U

P = 6,7 (W )

b) (1,0 điểm)

Thay bóng đèn bằng am pe kế

Giả sử điện trở RA = 0 thì số chỉ của am pe kế là:

IA = Ix = X

U

R =

80

20= 4(A) >

10 (A)

3 Vô lí

Vậy am pe kế có điện trở RA khác không

0,25

Điện trở tương đương của đoạn mạch:

RAB = Rx +

A 1

R R

R + R =

A A

40.(R +10)

R + 20 Cường độ dòng điện mạch chính:

A

2.(R +20) U

I =

R  R +10

Ta có: U = I.Rx + IA.RA

A

A A

2.(R +20) 10

    R = 0A (loại) hoặc RA = 2 (thỏa mãn)

 Cường độ dòng điện mạch chính:

A

2.(R +20)

R  R +10 3

 Công suất tiêu thụ trên biến trở: P = I R = X 2 X

2420

268,9(W)

9 

0,25

0,5

2) ( 2,0 điểm)

Mắc vào hai điểm M, N một điện trở R2 = 20:

Đoạn mạch có dạng: Rx nt (R2 // R1)

12

0,5

* Công suất tiêu thụ trên biến trở là:

2

2

X

X

10

R

0,5

Để Px max thì

2 X

X

10

R

 Theo Bất đẳng thức Cô si, ta có:

X

X

10

R

Dấu “ =” xảy ra khi

X

10

R

0,5

Vậy Px max khi Rx = 10Ω

Khi đó

6400

(2 10)

0,5

Ghi chú: Tổ giám khảo thống nhất có thể chia nhỏ điểm đến 0,25 để chấm cho chính xác.

Học sinh làm theo các cách khác, đúng vẫn cho điểm tối đa.

HẾT