Phòng GD - ĐT Quảng Trạch Đề thi HSG lớp 9 năm học 2009 2010 Trờng THCS Quảng Thạch Môn: Vật lý Thời gian: 150phút Bài 1 (1điểm) : Một ngời cách một đờng thẳng một khoảng h = 600m. ở trên đờng có một ô tô đang chạy lại gần anh ta với vận tốc v = 10 m/s. Khi ngời ấy thấy ôtô còn cách mình 1km thì bắt đầu chạy ra đờng để đón ôtô theo hớng vuông góc với mặt đ- ờng. Hỏi ngời ấy phải chạy với vận tốc bao nhiêu để có thể gặp đợc ôtô? Bài 2 (2điểm) : Trên bàn có những dụng cụ sau: Lực kế, bình nớc. Làm thế nào chỉ bằng các dụng cụ trên mà em có thể xác định đợc khối lợng riêng của một vật bằng kim loại có hình dạng bất kỳ? Hãy trình bày cách làm đó? Bài 3 (3,5điểm) : a. Một ống nghiệm hình trụ, đựng nớc đá đến độ cao h 1 = 40cm. Một ống nghiệm khác có cùng tiết diện đựng nớc ở nhiệt độ t 1 = 4 0 C, độ cao h 2 = 10cm. Ngời ta rót hết nớc ở ống nghiệm thứ hai vào ống nghiệm thứ nhất. Khi có cân bằng nhiệt, mực nớc trong ống dâng nghiệm dâng cao thêm h 1 = 0,2cm so với lúc vừa rót xong. Tính nhiệt độ ban đầu của nớc đá. Biết nhiệt dung riêng của nớc c 1 = 4200J/kg.K; của nớc đá c 2 = 2000 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nớc đá = 3,4.10 5 J/kg; khối lợng riêng của nớc và nớc đá lần lợt là D 1 = 1000kg/m 3 ; D 2 = 900kg/m 3 . Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng. b. Sau đó ngời ta nhúng ống nghiệm đó vào một ống nghiệm khác có tiết diện gấp đôi đựng một chất lỏng có độ cao h 3 = 20cm ở nhiệt độ t 3 = 10 0 C. Khi đã cân bằng nhiệt mực nớc trong ống nghiệm nhỏ hạ xuống một đoạn h 2 = 2,4cm. Tính nhiệt dung riêng của chất lỏng. Cho biết khối lợng riêng của chất lỏng D 3 = 800 kg/m 3 . Bỏ qua nhiệt dung của các ống nghiệm. Bài 4 (3,5điểm) : Cho mạch điện nh hình vẽ . Biết U AB = 90V; R 1 = 40 ; R 2 = 90 ; R 4 = 20 ; R 3 là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khoá K và dây nối. a. Cho R 3 = 30 tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trờng hợp: + Khoá K mở + Khoá K đóng b. Tính R 3 để số chỉ của ampe kế khi khoá K đóng cũng nh khi khoá K ngắt là nh nhau Tài liệu tham khảo: + 200 bài tập vật lý chọn lọc Nhà xuất bản Hà Nội + 121 Bài tập Vật lý nâng cao 9 Nhà xuất bản Đồng Nai C K D _ + B A R 4 R 3 R 2 R 1 A DuyÖt cña L§ DuyÖt cña Tæ CM GV ra ®Ò NguyÔn Minh Léc NguyÔn Xu©n TÞch TrÇn ThÞ Thu Trµ Phòng GD - ĐT Quảng Trạch Đáp án và biểu điểm chấm HSG môn vật lý 9 Trờng THCS Quảng Thạch Năm học 2009 - 2010. Bài 1 (1điểm) : Hình vẽ 0,25đ A B 1km h = 600m C Chiều dài đoạn đờng AB là: AB = 2222 6001000 = CBAC = 800 (m) 0,25đ Thời gian ôtô đi đến B: 80 10 800 1 === v AB t (s) 0,25đ Để chạy đến điểm B đúng lúc ôtô vừa đến B ngời phải chạy với vận tốc : 5,7 80 600 2 ==== t h t BC v (m/s) 0,25đ Vậy để chắc chắn gặp đợc ôtô ngời ấy phải chạy với vận tốc tối thiểu bằng v 2 =7,5 m/s Bài 2 (2điểm) : Dùng lực kế đo trọng lợng P 1 , P 2 của vật đó trong không khí và trong nớc 0,25đ Khi đó lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật khi nhúng vật trong nớc bằng: F = P 1 - P 2 0,25đ Mà : F = V. d n trong đó: V là thể tích của khối kim loại d n là trọng lợng riêng của nớc P 1 - P 2 = V. d n 0,25đ Ta xác định thể đợc thể tích của khối kim loại: V = n d PP 21 0,25đ Mà d n = 10.D 0 => 0 2121 10D PP d PP n = 0,25đ Ta có: P 1 = V. d = V. 10D trong đó: d là trọng lợng riêng của khối kim loại 0,25đ D là khối lợng riêng của khối kim loại Vậy D = 0 21 1 0 21 11 . 10. 10 10 D PP P D PP P V P = = 0,5đ Bài 3 (3,5điểm) : a.Mực nớc dâng thêm chứng tỏ có một phần nớc bị đông đặc( do khối lợng riêng của phần đó giảm nên thể tích tăng). Gọi S là tiết diện ống nghiệm, x là chiều cao cột nớc bị đông đặc. Sau khi đông đặc nó có chiều cao x + h 1 nhng khối lợng không thay đổi, nghĩa là: S.x.D 1 = S (x + h 1 ). D 2 0,25đ => x = cmh DD D 8,12,0. 9001000 900 . 1 21 2 = = 0,25đ Do nớc chỉ đông đặc một phần nên nhiệt độ cuối cùng của hệ là 0 0 C. 0,25đ Nhiệt lợng của nớc toả ra để giảm nhiệt độ từ 4 0 C đến 0 0 C: Q 1 = c 1 .S.D 1 .h 2 .(t 1 - 0) 0,25đ Nhiệt lợng của phần nớc có độ cao x toả ra để đông đặc ở 0 0 C: Q 2 = . S . D 1 .x 0,25đ Nhiệt lợng của nớc đá thu vào để tăng nhiệt độ từ t 2 đến 0 0 C: Q 3 = c 2 . S . h 1 . D 2 ( 0 t 2 ) 0,25đ Theo phơng trình cân bằng nhiệt ta có: Q 1 + Q 2 = Q 3 hay c 1 .S.D 1 .h 2 .(t 1 - 0) + . S . D 1 .x = c 2 . S . h 1 . D 2 ( 0 t 2 ) 0,25đ t 2 = 212 1121 )( Dhc Dxthc + 0,25đ t 2 = - 10,83 0 C 0,25đ b.Mực nớc hạ xuống do một phần nớc đá trong ống nghiệm nhỏ đã nóng chảy. Gọi y là chiều cao cột nớc đã bị nóng chảy. Sau khi nóng chảy phần đó có chiều cao y - h 2 . Ta có: S . y . D 2 = S(y - h 2 )D 1 0,25đ => y = cmh DD D 244,2. 9001000 1000 . 2 21 1 = = 0,25đ Nhiệt độ cuối cùng của hệ thống vẫn là 0 0 C. Phần nhiệt lợng do chất lỏng toả ra bằng phần nhiệt lợng của nớc đá thu vào để nóng chảy. Ta có: S . y . D 2 . = c 3 . 2S . h 3 . D 3 (t 3 0) 0,25đ => c 3 = 333 2 2 . thD yD 0,25đ => c 3 = 2295 J/kg.K 0,25đ Bài 4 (3,5điểm) : a. Khi K mở đoạn mạch đợc vẽ lại là: _ + R 4 R 3 R 2 R 1 I 4 I AB A D B A R AB = R AD + R 3 = 14 2 3 14 2 .R R R R R + + = 66Ω 0,25® R AB = R AD + R 3 = 14 2 3 14 2 .R R R R R + + = 66Ω 0,25® I AB = AB AB U R = 1,36A U AD = I AB . R AD = 48,96V 0,25® Sè chØ cña Ampe kÕ : I a = I 4 = 14 AD U R = 0,816A 0,25® + Khi K ®ãng ®o¹n m¹ch ®îc vÏ l¹i : R 234 = R 2 + R 34 = R 2 + 3 4 3 4 R R R R+ = 102 Ω TÝnh ®óng : R AB = 1 234 1 234 R R R R+ = 28,7Ω 0,25® I 234 = 234 AB U R = 0,88A 0,25® U 34 = I 234 .R 34 = 10,56 V => I a = 34 4 U R = 0,528A 0,25® b. + K më : R AB = 14 2 3 14 2 .R R R R R + + = 36 +R 3 0,25® I a = I 1 = I 4 = 14 3 54 36 AD U R R = + (1) 0,25® + K®ãng : A R 3 R 2 B R 1 A R 4 D I AB I 234 I a + _ R 34 = 3 4 3 3 4 3 . 20 20 R R R R R R = + + R 234 = R 2 + R 34 = 3 3 3 90(20 ) 20 20 R R R + + + 0,25đ I 2 = I 34 = ( ) 3 3 9 20 180 11 R R + + 0,25đ U 34 = I 34 . R 34 = 3 3 180 180 11 R R+ I a = I 4 = 3 3 9 180 11 R R+ (2) 0,25đ Từ (1) v (2) => R 3 2 - 30R 3 1080 = 0 0,25đ Giải phơng trình ta có : R 3 = 51,1 ( chọn ) R 3 = - 21,1( Loại vì R 3 < 0) 0,25đ Duyệt của LĐ Duyệt của Tổ CM GV ra đề Nguyễn Minh Lộc Nguyễn Xuân Tịch Trần Thị Thu Trà . Phòng GD - ĐT Quảng Trạch Đề thi HSG lớp 9 năm học 20 09 2010 Trờng THCS Quảng Thạch Môn: Vật lý Thời gian: 150phút Bài. = 3 3 3 90 (20 ) 20 20 R R R + + + 0,25đ I 2 = I 34 = ( ) 3 3 9 20 180 11 R R + + 0,25đ U 34 = I 34 . R 34 = 3 3 180 180 11 R R+ I a = I 4 = 3 3 9 180 11