Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Ngày thi 25-12-2017 - Năm học 2017-2018 - Phòng GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT TP. HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2017 - 2018
MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 05 câu, 01 trang)
Ngày thi: 25 tháng 12 năm 2017
Câu 1 (2,0 điểm)
 Lúc 6 giờ sáng một người đi xe gắn máy từ địa điểm A về địa điểm B cách nhau 300km, với vận tốc v1 = 50km/h. Lúc 7 giờ một xe ô tô đi từ B về phía A với vận tốc v2 = 75km/h (AB là đoạn đường thẳng). Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và vị trí gặp nhau cách A bao nhiêu km?
Câu 2 (2,0 điểm)
 Có một số quả cầu kim loại giống hệt nhau đều được đốt nóng tới nhiệt độ t = 1000C. Thả quả cầu thứ nhất vào một bình cách nhiệt chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200C, khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là t1 = 400C.
a) Hỏi sau khi thả tiếp quả cầu thứ 2 vào bình thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? 
b) Phải thả đến quả cầu thứ bao nhiêu vào bình (các quả cầu thả vào bình trước đó không lấy ra) để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt đạt 900C?
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh.
Câu 3 (2,0 điểm) 
 Một quạt điện có ghi 220V - 40W.
a) Cần mắc quạt trên vào hiệu điện thế bao nhiêu để nó chạy bình thường? Tính cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó.
b) Tính điện năng mà quạt trên sử dụng trong một giờ khi chạy bình thường.
R1
R2
c) Khi quạt chạy, điện năng được biến đổi thành dạng năng lượng nào? Cho rằng hiệu suất của quạt là 90%, tính điện trở trong của quạt.
C
Câu 4 (2,0 điểm)
 A
 +
 Cho mạch điện như hình vẽ.
 R1 = 6W, R2 = 3W, R3 = R4 = 2W,
 R5 là đèn ghi 3V-1,5W đang sáng
 bình thường, dòng điện qua đèn
có chiều từ D đến C. Tính UAB và RAB.
D
R3
R4
R5
 B
 _
Câu 5 (2,0 điểm) 
 Khi dọn phòng thí nghiệm của nhà trường, Hiếu tìm thấy mấy cái điện trở và một vôn kế cũ. Khi kiểm tra, Hiếu thấy vôn kế vẫn hoạt động bình thường, nhưng bạn chỉ có thể nhìn được kim của vôn kế chỉ mấy vạch mà không thấy được giá trị ứng với mỗi vạch chia là bao nhiêu. Trong số các điện trở thì có một cái có ghi giá trị Ro = 3,9kΩ, còn các điện trở khác đều bị mất hết nhãn. Hiếu đã dùng một nguồn điện không đổi phù hợp với vôn kế và một số dây nối có điện trở không đáng kể để đo giá trị của tất cả các điện trở còn lại. Hỏi Hiếu đã làm như thế nào?
-------------------HẾT-------------------
Họ tên học sinh:......Số báo danh: ..............
Giám thị 1: ......Giám thị 2...................
PHÒNG GD&ĐT TP. HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
HƯỚNG DẪN CHẤM 
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2017 – 2018
Môn: VẬT LÍ
(Hướng dẫn chấm gồm 03 trang)
Câu 1 (2,0 điểm)
Nội dung
Điểm
Gọi t là thời điểm hai xe gặp nhau
Quãng đường mà xe gắn máy đã đi là :
s1= v1.(t - 6) = 50.(t-6) 	
Quãng đường mà ô tô đã đi là :
s2= v2.(t - 7) = 75.(t-7)	 
Quãng đường tổng cộng mà hai xe đi đến gặp nhau.
sAB = s1 + s2	 
 sAB = 50. (t - 6) + 75. (t - 7) 
300 = 50t - 300 + 75t - 525
125t = 1125 
 t = 9 (h)
 	s1= 50. ( 9 - 6 ) = 150 (km)	 
Vậy hai xe gặp nhau lúc 9 h 
và hai xe gặp nhau tại vị trí cách A: 150km 
(HS có thể tính thời gian đi, sau đó cộng với thời điểm xuất phát để ra thời điểm gặp nhau, đúng vẫn cho đủ điểm)
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5
Câu 2 (2,0 điểm)
Nội dung
Điểm
a. (1,0đ)
Gọi nhiệt dung của mỗi quả cầu là q1, nhiệt dung của nước trong bình là q2. 
Khi thả quả cầu thứ nhất vào bình, ta có phương trình cân bằng nhiệt:
 q1(t – t1) = q2 (t1 – t0)
=> q1(100 – 40) = q2 (40 – 20)
=> q2 = 3q1
Do các quả cầu thả vào bình đều không lấy ra, nên khi thả vào bình quả cầu thứ n thì coi như cùng thả một lúc n quả cầu vào bình.
Vậy khi thả quả cầu thứ n vào bình, ta có phương trình cân bằng nhiệt: 
nq1(t – tn) = q2(tn – t0) (*)
Khi thả tiếp quả cầu thứ hai vào bình, từ (*) ta có phương trình cân bằng nhiệt:
2q1(t – t2) = q2(t2 – t0)
=> 2(100 – t2) = 3(t2 – 20)
=> t2 = 520C.
Vậy khi thả tiếp quả cầu thứ hai vào bình thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 520C.
b. (1,0đ)
Thả quả cầu thứ n vào bình, khi nhiệt độ cân bằng của nước trong bình là tn = 900C, từ (*) ta có: 
n.q1 (100 – 90) = 3q1 (90 – 20)
=> n = 21
Vậy phải thả đến quả cầu thứ 21 vào bình thì nhiệt độ cân bằng của nước trong bình đạt 900C.
(HS có thể lập phương trình cân bằng nhiệt cho từng lần thả các quả cầu vào bình, nếu cho kết quả đúng vẫn cho đủ điểm).
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu 3 (2,0 điểm)
Nội dung
Điểm
a. (0,5đ)
Cần mắc quạt vào hiệu điện thế 220V để quạt chạy bình thường.
Cường độ dòng điện chạy qua quạt khi đó là :
b. (0,5đ)
 Điện năng mà quạt sử dụng trong 1 giờ khi chạy bình thường là:
A = Pđm.t = 40 . 3600 = 144 000 (J)
c. (1,0đ)
Khi quạt chạy điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.
Do hiệu suất quạt là 90% nên công suất hao phí do tỏa nhiệt của quạt là 
Php = 10%.Pđm = 4(W)
Điện trở trong của quạt : 121(Ω)
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
Câu 4 (2,0 điểm)
Nội dung
Điểm
I5
I4
I3
I2
I1
I
R5
R4
R3
R2
R1
C
B
 _
 A
 +
D
Ký hiệu cường độ dòng điện trên các đoạn mạch như hình vẽ.
Ta có :
U2 = UAB – U1 
U3 = U1 – U5 = U1 – 3
U4 = UAB – U3 = UAB – U1 + 3
Cường độ dòng điện qua đèn là: I5 = 
Tại nút C ta có: I1 + I5 = I2 
=> (1)
Tại nút D ta có: I3 = I5 + I4 
 (2) 
Thay (2) vào (1) ta được: 3U1 = 2.(2U1 - 7) – 3 => U1 = 17(V)
Thay số vào (2) ta được: UAB = 2.17 – 7 = 27(V)
Cường độ dòng điện chạy qua R1 và R3 là: 
I1 = ; I3 = 
Cường độ dòng điện mạch chính là: I = I1 + I3 = 
Điện trở tương đương của mạch điện là: RAB = 2,75 (Ω)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 5 (2,0 điểm)
Nội dung
Điểm
 Số chỉ của vôn kế tỷ lệ với số vạch chia nên nếu kim vôn kế lệch n vạch thì số chỉ của vôn kế là , với k là hằng số.
Uo
V
RV
n0
Hình 1
Vậy Hiếu đã làm như sau:
Bước 1: Mắc trực tiếp vôn kế có điện trở RV vào nguồn 
có hiệu điện thế (hình 1) kim vôn kế lệch vạch.
Ta có: 
Bước 2: Mắc vôn kế nối tiếp với rồi mắc vào hai cực
của nguồn (hình 2), kim vôn kế lệch vạch. Ta có:
Uo
V
U1
n1
R0
I1
Hình 2
Bước 3: Mắc vôn kế nối tiếp với rồi mắc vào hai cực 
của nguồn (hình 3), kim vôn kế lệch vạch. Ta có:
Uo
V
U2
n2
Rx
I2
Hình 3
Từ (1) và (2) ta được: 
 = => Rx = 
Lặp lại bước 3 với các điện trở còn lại, ta có thể tìm được giá trị điện trở của chúng.
Biện luận: Sai số của phép đo là do vôn kế, do đọc số chỉ của vôn kế, do điện trở dây nối. Vì vậy để kết quả thu được có sai số nhỏ ta nên tiến hành đo như trên vài lần rồi lấy giá trị trung bình.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
Chú ý: Trong các bài tập trên nếu học sinh có cách giải khác đáp án nhưng vẫn đảm bảo chính xác về kiến thức và cho đáp số đúng thì vẫn cho đủ điểm!