Đề khảo sát chất lượng học sinh giỏi lớp 9 môn Vật lí - Năm học 2013-2014 - Phòng GD&ĐT huyện Nho Quan (Có đáp án)

UBND HUYỆN NHO QUAN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2013 - 2014
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề này gồm 06 câu, 01 trang)
Câu 1 (4 điểm)
	Lúc 6 giờ, một người đạp xe từ thành phố A về phía thành phố B ở cách thành phố A 114 km với vận tốc 18km/h. Lúc 7h, một xe máy đi từ thành phố B về phía thành phố A với vận tốc 30km/h.
a) Tính quãng đường mỗi xe đi được sau 1,5h ?
b) Kể từ lúc xuất phát hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và nơi gặp cách A bao nhiêu km?
c) Trên đường có một người đi bộ lúc nào cũng cách đều xe đạp và xe máy, biết rằng người đó cũng khởi hành từ lúc 7h. Tính vận tốc của người đó, người đó đi theo hướng nào, điểm khởi hành của người đó cách A bao nhiêu km?
Câu 2 (2 điểm)
	Có một cái bình, đáy hình tròn diện tích S1 = 1200 cm2 và một cái thớt gỗ mặt hình tròn diện tích S2 = 800 cm2, bề dày h = 6 cm. Phải rót nước vào bình tới độ cao ít nhất là bao nhiêu để khi thả nhẹ thớt vào bình thì thớt nổi được? Cho khối lượng riêng của nước và của gỗ lần lượt là D1 = 1000 kg/m3 và D2 = 600 kg/m3.
Câu 3 (3 điểm)
	a) Một chiếc ấm nhôm khối lượng m1 = 0,5kg chứa 2 lít nước. Tất cả đang ở nhiệt độ ban đầu t1 = 200C. Hỏi phải cung cấp bao nhiêu nhiệt lượng để ấm nước đạt đến nhiệt độ sôi là t2 = 1000C? Biết nhiệt dung riêng của nhôm c1 = 880J/kg.K; của nước c2 =4200J/kg.K.
A
Đ
B
R2
R1
(Hình 1)
	b) Người ta rót lượng nước có khối lượng m3 từ ấm vào bình đựng rượu có khối lượng m4 ở nhiệt độ 300C, thì thu được hỗn hợp có khối lượng 800 gam ở nhiệt độ 400C. Tính khối lượng lượng nước và rượu đã pha. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra ngoài môi trường. Nhiệt dung riêng của rượu bằng 2500 J/kg.K.
Câu 4 (5 điểm)
	Cho mạch điện như (hình vẽ 1):
Bóng đèn có ghi (6V – 6W), R2 = 3. 
Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 36V
Điều chỉnh biến trở R1 bằng bao nhiêu để đèn sáng bình thường. 
Khi đó hãy tính điện năng tiêu thụ trong 4h trên đèn và của cả mạch ?
	b) Xác định điện trở R1 để công suất tiêu thụ trên nó là lớn nhất? Tìm công suất đó?
A
+ A
B
M
N
R1
R2
o 
o _
R3
(Hình 2)
 R4
Câu 5 (5 điểm)	
Cho mạch điện như (hình vẽ 2): Biết R1=R2= 1, 
R3 = 3, R4 =4, Ampe kế có điện trở không 
đáng kể và khi đó ampe kế chỉ 1A. 
a) Tìm I1, I2, I3, I4 và UAB?
	b) Thay Ampe kế bằng Vôn kế có điện trở rất lớn.
Cực dương mắc vào đâu, tìm số chỉ vôn kế khi đó?
.
R
R
R
.
N
M
B
(Hình 3) 
 V1
 V2
Câu 6 (1 điểm)
A
Cho mạch điện như (hình vẽ 3), R3 = 4R1. Điện trở các vôn
 kế rất lớn, khi đó V1 chỉ 20V, V2 chỉ 24V. Tính UAB? 
----------------HẾT----------------
UBND HUYỆN NHO QUAN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2013 – 2014
MÔN: VẬT LÝ
 (Hướng dẫn này gồm trang)
Câu
Hướng dẫn
Điểm
a) (1 đ)
1
(4điểm)
Sau 1,5h quãng đường mỗi xe đi được là:
 Xe đạp: SA = v1t0 = 18.1,5 = 27 km
 Xe máy: SB = v2t0 = 30.1,5 = 45 km
0,5
0,5
b) (1,5 đ)
A
C
B
Lúc 7h xe đạp đi được từ A đến C
AC = v1. t = 18. 1 = 18 km.
0,25
Từ lúc 7h trở đi, quãng đường hai xe đi được là:
Xe đạp đi từ C: S1 = 18 + v1t1. (1)
Xe máy đi từ B: S2 = v2t2. (2)
0,25
0,25
Khi hai xe gặp nhau:
 t1 = t2= t và S1 + S2 = 114.
Hay : 18 + v1t1 + v2t2 =114
18 + 18t + 30t = 114 t = 2 (h) 
0,25
Thay vào (1) ta được : S1 = 18 + 18. 2 = 54 ( km )
0,25
Vậy 2 xe gặp nhau lúc : 7 + 2 = 9 h và nơi gặp cách A là 54 km
0,25
c) 1,0 điểm
Vì người đi bộ lúc nào cũng cách đều người đi xe đạp và xe máy nên:
* Lúc 7 h phải xuất phát tại trung điểm của CB tức cách A là : 
 AD = AC + CB/2 = 18 + = 66 (km)
0,5
 * Lúc 9 h ở vị trí hai xe gặp nhau tức cách A là 54 km
Vậy sau khi chuyển động được 2h người đi bộ đã đi được quãng đường là: S = 66 - 54 = 12 (km)
0,25
Vận tốc của người đi bộ là: v3 = = 6 (km/h) 
0,25
S2
h
h’
S1
Ban đầu người đi bộ cách A: 66km, sau khi đi được 2h thì cách A là 54 km nên người đó đi theo chiều từ B về A. Điểm khởi hành cách A là 66km	
0,5
2
(2điểm)
Gọi thể tích nước bị thớt chiếm chỗ là V’, 
của thớt là V2, của nước trong bình là V1.
Trọng lượng riêng nước và gỗ lần lượt là: d1, d2
Khi thớt nổi trong nước thớt chịu hai lực cân bằng:
 FA = d1.V’
 P = d2.V2
 FA = P d1.V’ = d2.V2 
0,5
(với V’ = S2h’; V2 = S2.h)
 d1S2h’ = d2S2.h
 3,6cm
0,5
Sau khi thả thớt vào, nếu độ cao của nước trong vại là h’ thì thớt bắt đầu nổi được. Thể tích của nước ít nhất sẽ là:
V1 = h’(S1 - S2) = h1S1
0,5
Từ đó suy ra: h1 = 
0,5
(3điểm)
a) (1 điểm)
Ta có : m = D.V = 2.1 = 2kg.
0,25
Nhiệt lượng ấm thu vào để nước sôi là:
 Q1 = m1c1(t2-t1).
0,25
Nhiệt lượng nước nước thu vào để nước sôi là:
 Q2 = m2c2(t2-t1).
0,25
Vậy nhiệt lượng ấm nước thu vào để nước sôi là:
 Q = Q1 + Q2 = (m1c1+m2c2)(t2-t1) = 707,2 kJ.
0,25
b) (2 điểm)
Tổng khối lượng của hỗn hợp là:
 m3+m4 = 800g (1)
0,25
Nhiệt lượng m3 nước tỏa ra khi giảm từ t2 xuống t
Qtỏa = m3c2(t2 – t) = m34200.60 = 252000m3
0,5
Nhiệt lượng m4 nước thu vào khi tăng từ t3 lên t
Qthu = m4c3(t – t3) = m4.2500.10 = 25000.m4
0,5
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
 Qtỏa = Qthu
0,25
Hay 252000 m3 = 25000m4.
 10,08 m3 = m4 (2)
0,25
Từ (1) và (2) m3 = 72,2(g)
 m4 =727,8(g)
0,25
4
(5điểm)
a) (3,0 điểm)
Phân tích mạch: R1nt(RĐ//R2)
Khi đèn sáng bình thường thì: UĐ= Uđm= 6V
 PĐ= Pđm = 6W
0,25
Điện trở của đèn là: RĐ=
0,25
Vì RĐ//R2 nên U2 =UĐ =6V
0,5
 Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
I = I1 = IĐ+I2 =2+1 = 3(A)
0,25
Hiệu điện thế hai đầu R1: U1= UAB – UĐ = 36 – 6 = 30 (V)
Điện trở R1 khi đó có giá trị: R1=
Vậy để đèn sáng bình thường thì R1 = 10()	
0,5
Thời gian sử dụng t = 4h = 4.3600 = 14400(s)
Điện năng tiêu thụ của đèn là: 
AĐ = P.t = 6.14400 = 86400 (J)
Điện năng tiêu thụ của cả mạch là:
A = UIt = 36.3.14400 = 1555200(J)
0,25
0,5
0,5
b) (2 điểm)
Công suất tiêu thụ của R1:
P1 = (I1)2R1= = 
1
Để công suất tiêu thụ trên R1 là lớn nhất thì: 
hay R1 = R2Đ = 3+6 = 9()
0,5
Khi đó công suất cực đại bằng:
P1max = (W)
0,5
5
(5điểm)
+ A
 - B
R1
R2
o 
o _
R3
M
 R4
a) (2,5 điểm)
Vì RA = 0 nên mạch điện trở thành:
 (R1//R3)nt(R2//R4)
Cường độ dòng điện chạy qua R1 và R2:
0,5
Trở lại mạch ban đầu, từ nút M, ta có: IA = I2 - I1 =- 
0,5
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
 RAB = R13+R24 = 
0,25
Vậy: UAB = IRAB = 20. = 31 (V)
0,25
Khi đó dòng điện chạy qua các điện trở là:
I1=I= 15A; I3 =I – I1 = 5(A)
I2 = I =16(A); I4 = I – I2 = 4(A)
1
b) 2,5(điểm)
V
+ A
B
M
N
R1
R2
o 
o _
R3
 R4
Nếu thay Ampe kế bằng Vôn kế có điện trở rất lớn thì:
 Đoạn mạch trở thành: (R1ntR2)//(R3ntR4)
Khi đó dòng điện có chiều từ N đến M nên cực dương vôn kế mắc vào điểm N.
Khi đó R12 = R1+R2 = 2()
0,5
0,25
 I1 =I12 = 
 U1 = I1.R1 =15,5.1 = 15,5(V)	
0,5
Và: R34 = R3 + R4 = 3+4= 7()
0,25
 I3 = I34 = 
 U3 = I3.R3 =.3 =(V)
0,5
 Vậy Số chỉ của vôn kế là: 
UV = U1 – U3 = 15,5 - = 2,21 (V)
0,5
6
(1điểm)
Ta có: 
0,25
Mặt khác: UV1= U1 + U2 = 20V (1)
 UV2 = U3 + U2 = 24V (2)
0,25
Trừ (2) cho (1) theo từng vế, ta được:
 U3 – U1 = 4 U1 = ;
0,25
 UAB = UV2 + U1 = 24 + = 
0,25
Chú ý: - Học sinh làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
	 - Học sinh viết sai hoặc thiếu đơn vị từ 2 lần trong 1 bài trở lên thì trừ tối đa 0,25 điểm.