Đề thi HSG vật lý 9. TT

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Môn: Vật lý
Họ và tên giáo viên: Lê Thanh Tùng
Trường THCS Hà Lan

Câu 1: (3 điểm) Một máy đóng cọc có quả nặng trọng lượng 1000N rơi từ độ
cao 4m đến đập vào cọc móng, sau đó được đóng sâu vào đất 25cm. Cho biết khi va
chạm cọc móng, búa máy đã truyền 70% công của nó cho cọc. Hãy tính lực cản của
đất đối với cọc.
Câu 2: (4,5 điểm) Hà và Thu cùng khởi hành từ Thành phố Huế đến Đà Nẵng
trên quãng đường dài 120km. Hà đi xe máy với vận tốc 45km/h. Thu đi ôtô và khởi
hành sau Hà 20 phút với vận tốc 60km/h.
a. Hỏi Thu phải đi mất bao nhiêu thời gian để đuổi kịp Hà ?
b. Khi gặp nhau, Thu và Hà cách Đà Nẵng bao nhiêu km ?
c. Sau khi gặp nhau, Hà cùng lên ôtô với Thu và họ đi thêm 25 phút nữa thì tới Đà
Nẵng. Hỏi khi đó vận tốc của ôtô bằng bao nhiêu ?
Bài 3: (5 điểm) Một bình bằng đồng có khối lượng m = 500g, chứa m
1
= 400g
nước đá ở nhiệt độ t
1
.Đổ vào bình lượng nước m
2
= 600g ở nhiệt độ t
2
= 80
0
C.Khi có
cân bằng nhiệt thì nhiệt độ chung là t = 5
0
C.
a. Bỏ qua sự mất nhiệt tính t
1
?
b. Bây giờ đun sôi nước trong bình bằng dây đun có điện trở R như sau : Ở hiệu
điện thế U
1
= 120V hết thời gian t
1
= 10ph, ở hiệu điện thế U
2
= 100V hết thời gian t
2
= 15ph, ở hiệu điện thế U
3
= 80V hết thời gian t
3
.Biết nhiệt lượng hao phí tỉ lệ với
thời gian đun.
Tính t
3
?
Cho nhiệt dung riêng của đồng là 400J/kg.K, của nước đá là 2100j/kg.K, của nước là
4200j/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 340000j/kg.
Câu 4: (5 điểm) Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 40

. Dây điện trở
của biến trở là một dây hợp kim nic rôm có tiết diện 0,5mm
2
và được quấn đều xung
quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2cm.
a. Tính số vòng dây của biến trở này ?
b. Biết cường độ dòng điện lớn nhất mà dây này có thể chịu được là 1,5A. Hỏi có
thể đặt hai đầu dây cố định của biến trở một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để
biến trở không bị hỏng ?
Câu 5: (2,5 điểm) Một bếp điện được sử dụng ở hiệu điện thế 220V thì dòng điện
chạy qua bếp có cường độ 3A. Dùng bếp này đun sôi được 2 lít nước từ nhiệt độ ban
đầu 20
0
C trong thời gian 20 phút. Tính hiệu suất của bếp điện, biết nhiệt dung riêng
của nước c = 4200J/kg.K.
ĐÁP ÁN
Câu 1: (3 điểm)
Công mà máy đóng cọc thực hiện :
A = P.h = 1000.4 = 4000(J) (1 điểm)
Công mà máy đóng cọc truyền cho cọc là :
A
1
=
)J(3000
100
75
4000
100
75
A
==
(1 điểm)
Công này để thắng công cản của đất và làm cọc lún sâu 25cm là :
A
1
= F.S
)N(12000
25,0
3000
S
A
F
1
===⇒
(1 điểm)
Câu 2: (4,5 điểm)
a. Gọi S
1
là quãng đường từ Huế đến chổ gặp nhau (km)
t
1
là thời gian Hà đi từ Huế đến chổ gặp nhau (giờ)
Ta có: S
1
= v
1
t
1
= v
2
(
tt
∆−
1
)

2
1
t(60t45
11
−=⇔
)


45t
1
= 60t – 30


t
1
= 2(h)


t
2
= 1,5(h) (2 điểm)
Vậy sau 1,5h Thu đuổi kịp Hà.
b. Quãng đường sau khi gặp nhau đến Đà Nẵng là :
S
2
= S – S
1
= S – v
1
t
1
= 120 – (45.2) = 30(km) (1.25 điểm)
c. Sau khi gặp nhau, vận tốc của xe ôtô là:
v =
t
S
=
12
5
30
= 30.
5
12
= 72 (km/h) (1.25 điểm)
Bài 3: (5 điểm)
a) t
1
= - 41,92
0
C (2,5 điểm)
b) Theo đề bài ta có : Q
hp
= k.t
+U
2
1
.t
1
/R = Q
thu
+ k.t
1
(1)
+U
2
2
.t
2
/R = Q
thu
+ k.t
2
(2)
+U
2
3
.t
3
/R = Q
thu
+ k.t
3
(3)
Từ (1) và (2) ta có : k.R = (U
2
1
.t
1
- U
2
2
.t
2
)/ (t
1
- t
2
) (4)
Từ (2) và (3) ta có : k.R = (U
2
2
.t
2
- U
2
3
.t
3
)/ (t
2
- t
3
) (5)
c) Từ (4) và (5) ta có : t= = 25,4ph (2,5 điểm)
Câu 4: (5 điểm)
a. Từ R =
ρ
S
l

Chiều dài của dây điện trở của biến trở là :
l =
ρ
RS
=
6
6
10.1,1
10.5,0.40


= 18,18 (m)
Chều dài của 1 vòng dây bằng chu vi của lõi sứ :
l’ =
π
.d = 3,14 . 2.10
-2
= 6,28.10
-2
(m)
Số vòng dây quấn trên lõi sứ là :
n =
'
l
l
=
2
10.28,6
18,18

(vòng) (3 điểm)
b. Hiệu điện thế lớn nhất là :
U = I.R = 1,5.40 = 60(V) (2,5 điểm)
Câu 5: (2,5 điểm)
Công của dòng điện sản ra trong thời gian 20 phút :
A = U.I.t = 220.3.20.60 = 792000(J) (1 điểm)
Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước :
Q = m.c(t
2
– t
1
) = 2.4200(100 – 20) = 672000 (J) (1 điểm)
Hiệu suất của bếp :
H =
%85,84%100.
792000
672000
%100.
A
Q
==
(0.5 điểm)