Tài liệu De DA HSG Ly 9 (10-11)

Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nớc của quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng?. Nếu dùng bếp dầu trên để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m3 đựng trong ấm trên trong cùng điều kiện thì t

phòng giáo dục và Đào tạo

yên định

Trờng thcs yên thịnh

đề thi hsg lớp 9 năm học 2010 - 2011

Môn ThI : vật lý Thời gian làm bài : 150 phút Bài 1 ( 5,5 điểm )

Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm3, đợc nối với nhau bằng một sợi dây mảnh, nhẹ, không co dãn, thả trong nớc ( Hình 1 )

Khối lợng riêng của quả cầu bên trên là

D1 = 300 kg/m3, còn khối lợng riêng của

quả cầu bên dới là D2 = 1200 kg/m3

Hãy tính :

a Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nớc của

quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng ?

b Lực căng của sợi dây ?

Cho khối lợng riêng của nớc là Dn = 1000kg/ m3 Hình 1

Bài 2 ( 4,0 điểm )

Dùng một bếp dầu để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m1 = 1 kg, đựng trong một

ấm bằng nhôm có khối lợng m2 = 500g thì sau thời gian t1 = 10 phút nớc sôi Nếu dùng bếp dầu trên để đun sôi một lợng nớc có khối lợng m3 đựng trong ấm trên trong cùng điều kiện thì thấy sau thời gian 19 phút nớc sôi Tính khối lợng nớc m3 ? Biết nhiệt dung riêng của nớc, nhôm lần lợt là c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K và nhiệt l-ợng do bếp dầu tỏa ra một cách đều đặn

Bài 3 ( 5,5 điểm )

Cho mạch điện nh hình 2 Biết R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 là một biến trở Hiệu

điện thế giữa hai điểm A và B là UAB = 18V không đổi

Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế

a Cho R4 = 10 Tính điện trở tơng đơng

của đoạn mạch AB và cờng độ dòng điện

mạch chính khi đó ?

b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng

bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện

chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? Hình 2

Bài 4 ( 5,0 điểm )

Cho mạch điện nh hình 3 Biết : R1 = 8 ; R2 = R3 = 4 ; R4 = 6 ; UAB = 6V không đổi Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối

không đáng kể

1 Hãy tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB

và số chỉ của ampe kế trong hai trờng hợp :

a Khóa K mở

b Khóa K đóng

2 Xét trờng hợp khi K đóng :

Thay khóa K bằng điện trở R5 Tính R5 để cờng

độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không ? Hình 3

-Hết -Biểu điểm và đáp án đề thi hsg lớp 9 môn vật lý

năm học : 2010 – 2011 2011

Bài 1

a ( 2,5đ ) Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực :

Trọng lực, lực đẩy acsimet, lực căng của sợi dây ( Hình vẽ )

Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có :

P1 + P2 = F1 + F2

10D1V+ 10D2V = 10DnV1+ 10DnV ( V1 là thể tích phần chìm của quả

cầu bên trên ở trong nớc )

0,5 0,5

A

R 1

A

R 4

R 1 R 2

D C

R 3

K

B A

P 1 T

T

F 2

F 1

P 2

5,5 đ

Bài 2

4,0 đ

 D1V+ D2V = DnV1+ DnV



n

n

D

D D D V

V ( 1 2 ) 1







2

200 2 1000

) 1000 1200 300

Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nớc của quả cầu bên trên là :

V2 = V – V1 = 200 - 100 = 100 ( cm3 )

b ( 2,0 đ ) Do quả cầu dới đứng cân bằng nên ta có :

P2 = T + F2

 T = P2 - F2

 T = 10D2V – 10DnV

 T = 10V( D2 – Dn )

 T = 10 200 10-6( 1200 – 1000 ) = 0,4 ( N )

Vậy lực căng của sợi dây là 0,4 N

Gọi Q1 và Q2 lần lợt là nhiệt lợng mà bếp cung cấp cho nớc và ấm

trong hai lần đun , t là độ tăng nhiệt độ của nớc Ta có :

Q 1= ( m1c1 + m2c2 )t

Q2 = ( m3c1 + m2c2 )t

Do bếp dầu tỏa nhiệt đều đặn nên thời gian đun càng lâu thì nhiệt

lợng tỏa ra càng lớn Do đó ta có :

Q1= kt1 ; Q2= kt2

( k là hệ số tỉ lệ ; t1 và t2 là thời gian đun tơng ứng )

Suy ra :

kt1 = ( m1c1 + m2c2 )t ( 1 )

kt2 = ( m3 c1 + m2c2 )t ( 2 )

Chia từng vế của ( 2 ) cho ( 1 ) ta đợc :

2 2 1 1

2 2 1 3 1

2

c m c m

c m c m t

t







=>

1 1

1 2 2 2 2 2 1 1 3

) (

t c

t c m t c m c m

thay số vào ( 3 ) ta tìm đợc m3  2 ( kg )

Vậy khối lợng nớc m3 đựng trong ấm là 2 kg

0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5

0,5 1,0

0,5 1,0 0,5 0,5

Bài 3

5,5 đ

a ( 2,0đ)

Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D

Mạch điện đợc mắc nh sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )

Vì R1 = R3 = 30  nên R13 = 15

Vì R2 = R4 = 10  nên R24 = 5

Vậy điện trở tơng đơng của mạch điện là :

RAB = R13 + R24 = 15 + 5 = 20 (  )

Cờng độ dòng điện mạch chính là :

) ( 9 , 0 20

18

A R

U I

AB

AB  



b (2,5đ)

Gọi I là cờng độ dòng điện chạy trong mạch chính

Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D

Mạch điện đợc mắc nh sau :

( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )

Do R1 = R3 nên

I1 = I3 =

2

I

1,0 0,5

0,5

0,5 A

R 1

I 2

I 1

I A I

I 3

I 1

I 4

B A

I2 = I

R R

R

4 2

4



Cờng độ dòng điện qua ampe kế là :

=> IA = I1 – I2 = I

R R

R I

4 2

4

=> IA =

) 10 ( 2

) 10 ( ) (

2

) (

4

4 4

2

4 2

R

R I

R R

R R I











= 0,2 ( A ) ( 1 )

Điện trở của mạch điện là :

RAB =

4

4 4

2

4 2 1

10

10 15

.

R R

R

R R R











Cờng độ dòng điện mạch chính là :

4

4

4 150 25

) 10 ( 18 10

10 15

18

R R R

R R

U











( 2 )

Thay ( 2 ) vào ( 1 ) rồi rút gọn ta đợc :

14R4 = 60 => R4 =

7

30

(  )  4,3 (  )

0,5 0,5

0,5

0,5

Bài 4

5,0đ

1.

a 2,0 đ

Khi K mở mạch điện nh hình vẽ sau :

Điện trở tơng đơng của mạch điện là :

6 4 8

6 ) 4 8 ( )

(

3 4 2 1

4 2

















R R R R

R R R

(  )

Số chỉ của ampe kế là :

IA = 0 , 75 ( )

8

6

A R

U

AB

AB  

b 2,5 đ

Khi K đóng điện nh hình vẽ sau :

Do R2 = R3 = 4 , nên RDC = 2 (  )

RADC =R4 + RDC = 6 + 2 = 8 (  ) = R1

Vậy điện trở tơng đơng của mạch điện là :

RAB =

2

1

R

= 4 2

8

 (  )

UDC = 6 1 , 5 ( )

2 6

2

4

V U

R R

R

AB DC







Số chỉ của ampe kế là :

1,0

0,5 0,5

1,0

1,0

0,5

A

R 4

D

R 3

C

A

R 2 D

R 4

C

R 1

R 3

IA = 0 , 375 ( )

4

5 , 1

3

A R

U DC





2 1,5 đ

Khi thay khóa K bằng điện trở R5

sơ đồ mạch điện nh hình vẽ sau :

Dễ dàng thấy khi dòng điện

qua R2 bằng không thì mạch điện

là mạch cầu cân bằng nên ta có :

) ( 33 , 5 3

16 8

4

6

5 5

5

1 3 4















R R

R

R R

R

1,0 0,5

* Chú ý :Trong các bài tập trên nếu học sinh có cách giải khác đáp án nhng vẫn đảm

bảo chính xác về kiến thức và cho đáp số đúng thì vẫn cho đủ điểm !

-Hết -A

R 4

D C

R 3

R 5 B A