Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 (Kèm hướng dẫn chấm)

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 
MÔN: VẬT LÝ- LỚP 9 
Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề).
Bài 1 (2đ)
Một cái cốc đựng hòn sỏi có khối lượng m = 48g và khối lượng riêng D = 2.103 Kg/m3 . Thả cốc này vào bình hình trụ chứa chất lỏng có khối lượng riêng D1=800Kg/m3 thì thấy độ cao chất lỏng trong bình là H= 20 cm. Lấy hòn sỏi ra khỏi cốc rồi thả nó vào bình chứa chất lỏng thì thấy độ cao của chất lỏng trong bình bây giờ là h. Cho biết diện tích đáy bình là S = 40cm2 và hòn sỏi không ngấm nước. Hãy xác định h 
Bài 2( 3đ):
Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1=120 g chứa 1 lượng nước có khối lượng m2=600g ở cùng nhiệt độ t1=200C. người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m= 180g đã được nung nóng tới 1000C. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ là t= 240C. tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp. Cho biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nhôm và của thiếc lần lượt là:C1=460J/kg.K ; C2=4200J/kg.K C3=900J/kg.K
C4=230J/kg.K
Bài 3 (3đ)
Có ba điện trở R1, R2, R3 (R1 ¹ 0, R2 ¹ 0, R3 ¹ 0) được ghép thành bộ (không ghép hình sao và tam giác, không ghép đoản mạch các điện trở, mỗi cách ghép đều chứa cả 3 điện trở)
Hỏi có tất cả bao nhiêu cách ghép R1, R2, R3 thành bộ. Vẽ các cách ghép đó (Xét cả trường hợp đổi chỗ các điện trở mà dẫn đến điện trở mạch có thể thay đổi)
Đặt vào hai đầu các cách ghép trên hiệu điện thế không đổi U = 24V rồi đo cường độ dòng điện mạch chính trong các cách ghép đó thì chỉ thu được 4 giá trị, trong đó giá trị lớn nhất là 9A. Hỏi cường độ dòng điện mạch chính của các cách ghép khác là bao nhiêu. Bỏ qua điện trở các dây nối.
Bài 4 ( 2,0 điểm )
Cho mạch điện như hình 2 . Biết R1 = R3 = 30W ; R2 = 10W ; 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 . 
1. Cho R4 = 10W . Tính điện trở tương đương
của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện 
mạch chính khi đó ? 
2. 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 ? 
______________Hết____________
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÝ
lớp 9 - năm học 2009-2010
Bài
Nội dung đáp án
Biểu điểm
1(2đ)
Gọi mực chất lỏng trong bình có độ cao khi chỉ chứa cốc là H0
Khi thả hòn sỏi vào trong cốc thì chất lỏng dâng lên thêm H
Ta có : H= H- H0 (1)
Ta lại có PTCB lực: P =FA
 10m = 10 D1.V1(V1 là thể tích chất lỏng dâng lên)
 m = D1. H.S
 H= (2)
Từ (1) và (2) H0 = H- 
Ta lại có thể tích của hòn sỏi: V= 
Mực nước trong bình lúc bỏ hòn sỏi ra và thả vào bình là: 
 h = H0 + = H- +
Thay số: h =19,1cm
0,25đ
0,5 đ
0,25đ
0,25đ
0.5 đ
0.25đ
2(3đ)
- Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước thu vào là:
 Q1=( m1C1 + m2C2).(t- t1)
- Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc tỏa ra là:
 Q2=( m3C3 + m4C4).(t2- t) 
Khi cân bằng nhiệt: Q1= Q2
 ( m1C1 + m2C2).(t- t1) =( m3C3 + m4C4).(t2- t) 
 m3C3 + m4C4 = 
 900 m3 + 230 m4 = 135,5 (1)
Ta lại có: m3 + m4 = 0,18 (2)
Từ (1) và (2) ta có: m3 =140g ; m4 = 40g 
Vậy khối lượng của nhôm là 140g; của thiếc là 40g 
0,25đ
0,25đ
0,5 đ
0,5 đ
0,5 đ
0,25đ
0,5 đ
0,25đ
3(3đ)
3.1(1.25đ)
Ta có tất cả 8 cách ghép thoả mãn
R1
R2
R3
R1
R2
R3
R1
R2
R3
R2
R1
R3
R3
R1
R2
R1
R2
R3
R1
R2
R3
R2
R1
R3
0,25đ
0,5đ
0,5đ
3.2(1.75đ)
Khi ghép các điện trở với nhau thì ta được 4 dạng mạch 
 Dạng b
 Dạng a
 Dạng c
* Khi đặt vào 8 mạch ở trên cùng một hiệu điện thế U mà chỉ thu được 4 giá trị của I mạch, do đó sẽ có một số mạch có Rtđ như nhau. Ta nhận thấy rằng dạng mạch a,b đã cho 2 giá trị ® 2 giá trị còn lại là của dạng mạch c và d. Như vậy 3 mạch dạng c phải có điện trở tương đương nhau và 3 mạch dạng d phải có điện trở tương đương. Điều này chỉ xảy ra khi 3 điện trở bằng nhau và bằng R
* Cường độ dòng mạch chính lớn nhất khi 3 điện trở mắc song song
 Ra = ® R = 8W 
 Dạng b: Rb = 24W ® Ib = 1A
 Dạng c : Rc = 12W ® Ic = 2A
 Dạng d : Rd = 16/3 W ® Id = 4,5A
0,5 đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
4 (2đ)
4.1(0,75đ)
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D 
Mạch điện được mắc như sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )
Vì R1 = R3 = 30 W nên R13 = 15W
Vì R2 = R4 = 10 W nên R24 = 5W
Vậy điện trở tương đương của mạch điện là :
RAB = R13 + R24 = 15 + 5 = 20 ( W )
 Cường độ dòng điện mạch chính là :
0,25đ
0,25đ
 0,25đ
4.2(1,25đ)
Gọi I là cường độ dòng điện chạy trong mạch chính 
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D 
Mạch điện được mắc như sau :
( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )
Do R1 = R3 nên 
I1 = I3 = 
I2 = 
Cường độ dòng điện qua ampe kế là :
=> IA = I1 – I2 = 
=> IA = = 0,2 ( A ) ( 1 )
Điện trở của mạch điện là :
RAB = 
Cường độ dòng điện mạch chính là :
I = ( 2 )
Thay ( 2 ) vào ( 1 ) rồi rút gọn ta được :
 14R4 = 60 => R4 = ( W ) » 4,3 ( W )
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ