sở giáo dục và Đào tạo
hải dơng

kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh
lớp 9 Thcs năm học 2010 - 2011
Môn ThI : vật lý
Thời gian làm bài : 150 phút
Ngày thi : 27 tháng 3 năm 2011
( Đề thi gồm 01 trang )
Câu 1 (2,0 điểm)
Một vật rắn hình lập phơng không thấm nớc, có cạnh a = 6cm đ-
ợc thả chìm trong một bình nớc hình trụ tiết diện S = 108cm
2
(hình 1). Khi đó mực nớc trong bình cao h = 22cm.
a. Tính lực tối thiểu để kéo vật lên theo phơng thẳng đứng. Biết
khối lợng riêng của vật là D = 1200kg/m
3
, khối lợng riêng của n-
ớc là D
0
= 1000kg/m
3
.
b. Cần kéo vật đi quãng đờng nhỏ nhất là bao nhiêu để nhấc nó
hoàn toàn ra khỏi nớc trong bình ?
c. Tính công tối thiểu để kéo vật ra khỏi nớc trong bình .
Hình 1
Câu 2 (1,5 điểm)
Có hai bình cách nhiệt cùng đựng một chất lỏng nào đó. Một học sinh lần lợt múc từng
ca chất lỏng ở bình một trút vào bình hai và ghi lại nhiệt độ bình hai khi cân bằng nhiệt
sau mỗi lần trút, đợc kết quả là: 10

Cho mạch điện nh hình 3. Biết U
AB
= 80V, R
1
+ R
2
= 48 ; R
3
= 30 ; R
4
= 40; R
5
= 150.
Ampe kế chỉ 0,8A ; vôn kế chỉ 24V.
a. Tính điện trở R
A
của ampe kế và điện trở R
V
của vôn kế.
b. Chuyển R
1
mắc song song với R
2
, nối A với C
bằng dây dẫn. Tính R
1
và R
2
để cờng độ dòng điện
chạy trong mạch chính nhỏ nhất. Tính giá trị nhỏ

R
1
N
Đ
1
Đ
3
Đ
2
B
A
h
V
A
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
N
M
B
A
D
C

F = P - F
A
= 2,592 - 2,16 = 0,432(N)
b.
Khi vật ra khỏi mặt nớc thì chiều cao mực nớc trong bình giảm đi là:
h =
V 216
2(cm)
S 108
= =
Vậy khi vật vừa đợc kéo ra khỏi mặt nớc thì nó đã chuyển động đợc
quãng đờng là:
S = h - h = 22 - 2 = 20(cm)
c.
Khi vật còn ở trong nớc thì lực tối thiểu để kéo vật đi lên theo phơng
thẳng đứng không đổi, là F = 0,432N.
Công để kéo vật đi lên khi vật vẫn còn chìm hoàn toàn trong nớc là:
A
1
= F.( h - a ) = 0,432.( 0,22 - 0,06 ) = 0,06912(J)
Từ lúc vật bắt đầu nhô lên khỏi mặt nớc cho đến khi nó hoàn toàn ra
khỏi nớc thì lực tác dụng kéo vật lên tăng dần từ F = 0,432N đến P =
2,592N. Vậy lực kéo vật trung bình ở giai đoạn này là:
F
TB
=
F P 0,432 2,592
1,512(N)
2 2
+ +

và q
2
là nhiệt dung của bình chất lỏng 2 sau lần trút thứ nhất.
Khi trút ca chất lỏng thứ hai vào bình 2 ta có phơng trình cân bằng
nhiệt:
q
1
( t
1
- 15 ) = q
2
( 15 - 10 )
(t
1
là nhiệt độ của mỗi ca chất lỏng múc từ bình 1 trút vào bình 2 và
cũng chính là nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1)
=> q
1
( t
1
- 15 ) = 5q
2
0,25
0,25
P
F
A
Q
h
Câu 2

q
1
( t
1
- 18 ) = 3q
1
(
1
t 15
1
5

+
)
5( t
1
- 18 ) = 3( t
1
- 10 )
=> t
1
= 30
0
C
Vậy nhiệt độ của chất lỏng ở bình một là 30
0
C.
0,25
0,25
0,25

1
nên dòng điện I
3
chạy qua đèn Đ
3
có chiều từ N đến M và có
giá trị là: I
3
= I
2
- I
1
= 1 -
1 1
(A)
2 2
=
Hiệu điện thế định mức của đèn Đ
3
là: U
3
=
3
3
P 3
6(V)
1
I
2
= =

R2
= I
R1
- I
3
=
3 1 1
(A)
4 2 4
=
Hiệu điện thế giữa hai đầu R
2
là:
U
R2
= U
NB
= U
NM
+ U
MB
= U
3
+ U
2
= 6 + 6 = 12(V)
Giá trị của điện trở R
2
là : R
2

=
AB
U 18 72
14,4( )
5
I 5
4
= = =
Công suất tiêu thụ của toàn mạch điện là:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
M
R
2
R
1
I
R2
I
3
N
I
1
I

ci
P 15
.100% .100% 66,67%
P 22,5
=

0,25
0,25
Câu 4
( 2,0đ )
a. ( 1,0đ )
Ký hiệu cờng độ dòng điện chạy
trong mạch nh hình vẽ.
Xét cờng độ dòng điện tại nút C
ta có:
I = I
4
+ I
A
=>
CD CD V
A
1 2 4
U U U U
I
R R R

= +
+
=>

3
= 32 - 24 = 8(V)
Điện trở của ampe kế là:
R
A
=
A
A
U 8
10( )
I 0,8
= =
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R
4
là:
U
4
= U
CD
- U
V
= 32 - 24 = 8(V)
Cờng độ dòng điện chạy qua R
4
là:
I
4
=
4
4

U 24
600( )
I 0,04
= =

b. ( 1,0đ )
Khi chuyển điện trở R
1
mắc nó song song với R
2
, còn A và C đợc nối
lại với nhau bằng dây dẫn, mạch điện gồm: R
CD
nt ( R
1
//R
2
)
Điện trở tơng đơng của mạch là: R
TĐ
= R
CD
+ R
12
Để cờng độ dòng điện chạy trong mạch chính nhỏ nhất thì điện trở tơng
đơng của mạch phải lớn nhất.
Do R
CD
không đổi nên để R
TĐ

M
B
A
D
C
Ta có: R
12
=
1 2 1 1
1 2
R .R R (48 R )
R R 48

=
+
(*)
Ta nhận thấy mẫu số của (*) không đổi, còn tử số là tích của hai số d-
ơng có tổng không đổi bằng 48.
Vậy R
12
có giá trị lớn nhất, tức là cờng độ dòng điện chạy trong mạch
chính nhỏ nhất khi:
R
1
= 48 - R
1
( Bất đẳng thức Cosi )
=> R
1
= 24()

AB
AB
U 80 10
(A)
R 56 7
= =
0,25
0,25
0,25
Câu 5
( 2,0đ )
Câu 5
( 2,0đ )
Lúc đầu trớc khi dịch chuyển vật ( hình vẽ )
Do AOB A
1
OB
1
nên ta có :
1 1 1 1
1 1
A B OA d ' 15
AB OA d d
= = =
( 1 )
Do OIF A
1
B
1
F nên ta có :

1 1 1
f d d '
= +
=
1
1 1
d 15
+
( 3 )
Khi dịch chuyển vật lại gần thấu kính một đoạn a thì khoảng cách từ
vật tới thấu kính lúc này là: d
2
= d
1
- a
Khoảng cách từ ảnh tới thấu kính lúc này là:
d
2
= d
1
+ b = 15 + 5 = 20(cm)
áp dụng các công thức (1) và (3) cho trờng hợp sau khi dịch chuyển vật
ta đợc:

2 2 2
2 1
A B d ' 20
AB d d a
= =


d
1
d'
1
f
Màn
F
F'
=>
1 1
2 3
d a d
=

( 6 )
Từ ( 3 ) và ( 5 ) ta đợc:

1
1 1
d 15
+
=
1
1 1
d a 20
+

( 7 )
Giải hệ phơng trình ( 6 ),( 7 ) ta đợc: a = 10(cm) ; d
1