Đề thi học sinh giỏi cấp huyện Vật lí lớp 9 Năm học 20132014 Sở GD ĐT Nghĩa Đàn10043

PHỊNG GD & ĐT NGHĨA ĐÀN ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi gồm 01 trang KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP NĂM HỌC 2013-2014 MÔN VẬT LÝ Thời gian : 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu : ( điểm) Một xe máy xe đạp chuyển động đường tròn với vận tốc khơng đổi Xe máy vịng hết 10 phút, xe đạp vòng hết 50 phút Hỏi xe đạp vịng gặp xe máy lần Hãy tính trường hợp a xe khởi hành điểm đường tròn chiều b xe khởi hành điểm đường tròn ngược chiều Câu 2(3,0 điểm) Thả cầu kim loại nung nóng đến 1000C vào chất lỏng có nhiệt độ ban đầu 200C cân nhiệt, nhiệt độ chúng 400C Hỏi thả thêm cầu giống hệt (vẫn có nhiệt độ ban đầu 1000C) vào chất lỏng nhiệt độ cân nhiệt chúng bao nhiêu? Cho có cầu kim loại chất lỏng trao đổi nhiệt với Câu 3(5,0 điểm) Cho mạch điện hình 1: Biết R1 =  , bóng đèn Đ: 6V - 3W, R2 biến trở Hiệu điện UMN = 10 V (không đổi) a Cho R2 =  Tính cơng suất tiêu thụ đèn D M R1 N b Xác định R2 để đèn sáng bình thường c Xác định R2 để công suất tiêu thụ R2 cực đại Tìm giá trị Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện thắp sáng hình Đèn Đ1 loại 12V- 6W, đèn Đ2 loại 6V- 6W, đèn Đ3 có cơng suất định mức 3W, điện trở R1 = 8 Biết đèn sáng bình thường Hãy xác định: a Hiệu điện định mức đèn Đ3 giá trị điện trở R2? b Điện trở tương đương mạch điện hiệu suất mạch điện (Điện tiêu thụ đèn có ích) R2 Hình1 §1 §2 M §3 A R1 N B R2 Hình Câu: (4,0 điểm) Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách đoạn d = 12cm Nằm khoảng hai gương có điểm sáng O S cách gương M1 đoạn a = 4cm Biết SO = h = 6cm a, Hãy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gương M1 I, phản xạ tới gương M2 J phản xạ đến O b, Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B (AB đường thẳng qua S vng góc với mặt gương) Lưu ý: Học sinh bảng B làm câu 4b HẾT ThuVienDeThi.com PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN Câu HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ BẢNG A Năm học: 2013-2014 Nội dung Gọi vận tốc xe đạp v  vận tốc xe máy 5v Gọi t thời gian tính từ lúc khởi hành đến lúc xe gặp (0 < t  50) C chu vi đường tròn quãng đường xe đạp vòng: Với C = Sxđ = v.t = 50v a Khi xe chiều Quảng đường xe máy được: S1 = 5v.t Quảng đường xe đạp được: S2 = v.t Ta có: S1 = S2 + n.C n lần gặp thứ n, n N* 50n  5v.t = v.t + 50v.n  5t = t + 50n  4t = 50n  t = 50n n Vì < t  50  <  50  <  4  n = 1, 2, 3, Vậy xe gặp lần b Khi xe ngược chiều Ta có: S1 + S2 = m.C (m lần gặp thứ m, m N*)  5v.t + v.t = m.50v 50  5t + t = 50m  6t = 50m  t = m 50 Vì < t  50  < m  50 m 0<   m = 1, 2, 3, 4, 5, Vậy xe gặp lần Gọi m0, C0, m,C khối lượng nhiệt dung riêng khối kim loại chất lỏng t nhiệt độ cân nhiệt lần thứ Phương trình cân nhiệt thả cầu thứ nhất: m0 C 100  40   mC 40  20  Phương trình cân nhiệt thả cầu thứ 2: m0 C 100  t   (mC  m0 C )t  40  (2) Thay (1) vào (2) ta được: m0 C 100  t   4m0 C t  40  0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5    t  52 C a 0,5 0,5 0,5  3m0 C  mC (1) Điểm 0,25 0,25 Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2) U2 62 = = 12(  ) Rđ = P R2đ =  ; RMN =  0,5 0,5 0,5 ThuVienDeThi.com I2đ = I= U MN 10   1,25( A) RMN 0,25 Uđ =U2đ = 1,25.4= 5(V) Pđ = b 0,25 U đ2 25 (W)   Rđ 12 12 Vì đèn sáng bình thường nên U2 =Uđ =Uđm = 6V P Iđ = Iđm = = = 0,5 (A) U U1 = UMN –U2 = 10 -6 =4 (V) I1 = U1   1,5( A) R1 I2 = I1 –Iđ = 1,5 -1=0,5 (A) R2= U2   12() I 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Vậy Khi R2 =12  đèn sáng bình thường Gọi giá trị R2 lúc x RD x 163  x   RD  x 12  x U U 12  x  - I AB  AB  AB R AB 163  x  3U AB x - U x  I AB RDx  43  x  2 Ux 9U AB  - Px  x 9  16   x  x  - R AB  R1  c - Px  Pmax    x   -  x  3  - Pmax  a x  x 6 x 9.10  4.69 W  1612  0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 - Do bóng đèn sáng bình thường nên cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ1 đèn Đ2 là: P I1    (A) U1 12 P I    1(A) U2 - Do I2 > I1 nên dòng điện I3 chạy qua đèn Đ3 có chiều từ N đến M 1 có giá trị là: I3 = I2 - I1 = -  (A) 2 0,25 0,25 0,25 0,25 ThuVienDeThi.com - Hiệu điện định mức đèn Đ3 là: U3 = b P3   6(V) I3 0,25 0,25 - Hiệu điện hai đầu R1 là: UR1 = UAN = UAM + UMN = U1 - U3 = 12 - = 6(V) U - Cường độ dòng điện qua R1 là: IR1 = R1   (A) R1 1 - Cường độ dòng điện chạy qua R2 là: IR2 = IR1 - I3 =   (A) 4 - Hiệu điện hai đầu R2 là: UR2 = UNB = UNM + UMB = U3 + U2 = + = 12(V) U 12 - Giá trị điện trở R2 : R2 = R2   48() I R2 Hiệu điện hai đầu A, B mạch là: UAB = U1 + U2 = 12 + = 18(V) Cường độ dòng điện chạy mạch là: I = I1 + IR1 =   (A) 4 Điện trở tương đương mạch là: U 18 72 RAB = AB    14,4() I Công suất tiêu thụ toàn mạch điện là: P = UAB.I = 18 = 22,5(W) Cơng suất có ích mạch tổng công suất tiêu thụ bóng đèn: Pci = P1 + P2 + P3 = + + = 15(W) Hiệu suất mạch điện là: P 15 H = ci 100%  100%  66,67% P 22,5 M1 - Vẽ hình, đẹp M2 O O1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 1,0 J Nếu không vẽ chiều truyền phía sau khơng vẽ nét đứt ý trừ 0,25 đ I A S1 a S b H a d a B (d-a) - Lấy S1 đối xứng với S qua gương M1, O1 đối xứng với với O qua gương M2 - Nối S1O1 cắt gương M1 I, cắt gương M2 J - Nối SIJO ta tia sáng cần vẽ - AIS1 đồng dạng với S1O1 H nên ta có: ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 S A AI AI SA  hay  O1 H S1 H OS S1 H SA a  AI  OS  h   1cm  S1 H 2d 24 0,25 0,5 - AIS1 đồng dạng với S1 BJ nên ta có: S A SA AI   BJ S1 B S1  JB  AI 0,25 S1 B ad  12  AI   4cm  a SA ThuVienDeThi.com 0,5 PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN Câu HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ BẢNG B Năm học: 2013-2014 Nội dung Gọi vận tốc xe đạp v  vận tốc xe máy 5v Gọi t thời gian tính từ lúc khởi hành đến lúc xe gặp (0 < t  50); C chu vi đường tròn quãng đường xe đạp vòng: Với C = Sxđ = v.t = 50v a Khi xe chiều Quảng đường xe máy được: S1 = 5v.t Quảng đường xe đạp được: S2 = v.t Ta có: S1 = S2 + n.C n lần gặp thứ n, n N* 50n  5v.t = v t + 50v.n  5t = t + 50n  4t = 50n  t = 50n n Vì < t  50  <  50  <  4  n = 1, 2, 3, Vậy xe gặp lần b Khi xe ®i ng­ỵc chiỊu Ta cã: S1 + S2 = m.C (m lần gặp thứ m, m N*) 5v.t + v.t = m.50v 50  5t + t = 50m  6t = 50m  t = m 50 Vì < t  50  < m  50 m 0<   m = 1, 2, 3, 4, 5, Vậy xe gặp lần Gọi m0, C0, m,C khối lượng nhiệt dung riêng khối kim loại chất lỏng t nhiệt độ cân nhiệt lần thứ Phương trình cân nhiệt thả cầu thứ nhất: m0 C 100  40   mC 40  20  Phương trình cân nhiệt thả cầu thứ 2: m0 C 100  t   (mC  m0 C )t  40  (2) Thay (1) vào (2) ta được: m0 C 100  t   4m0 C t  40  0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5    t  52 C a 0,5 0,5 0,5  3m0 C  mC (1) Điểm 0,25 0,25 Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2) U2 62 = = 12(  ) Rđ = P R2đ =  ; RMN =  0,5 0,5 0,5 ThuVienDeThi.com I2đ = I= U MN 10   1,25( A) RMN 0,25 Uđ =U2đ = 1,25.4= 5(V) Pđ = b 0,25 U đ2 25 (W)   Rđ 12 12 Vì đèn sáng bình thường nên U2 =Uđ =Uđm = 6V P Iđ = Iđm = = = 0,5 (A) U U1 = UMN –U2 = 10 -6 =4 (V) I1 = U1   1,5( A) R1 I2 = I1 –Iđ = 1,5 -1=0,5 (A) R2= U2   12() I 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Vậy Khi R2 =12  đèn sáng bình thường Gọi giá trị R2 lúc x RD x 163  x   RD  x 12  x U U 12  x  - I AB  AB  AB R AB 163  x  3U AB x - U x  I AB RDx  43  x  2 Ux 9U AB  - Px  x 9  16   x  x  - R AB  R1  c - Px  Pmax    x   -  x  3  - Pmax  a x  x 6 x 9.10  4.69 W  1612  0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 - Do bóng đèn sáng bình thường nên cường độ dịng điện chạy qua đèn Đ1 đèn Đ2 là: P I1    (A) U1 12 P I    1(A) U2 - Do I2 > I1 nên dòng điện I3 chạy qua đèn Đ3 có chiều từ N đến M 1 có giá trị là: I3 = I2 - I1 = -  (A) 2 ThuVienDeThi.com 0,5 0,5 0,5 0,5 - Hiệu điện định mức đèn Đ3 là: U3 = P3   6(V) I3 0,5 - Hiệu điện hai đầu R1 là: UR1 = UAN = UAM + UMN = U1 - U3 = 12 - = 6(V) U - Cường độ dòng điện qua R1 là: IR1 = R1   (A) R1 1 - Cường độ dòng điện chạy qua R2 là: IR2 = IR1 - I3 =   (A) 4 - Hiệu điện hai đầu R2 là: UR2 = UNB = UNM + UMB = U3 + U2 = + = 12(V) U 12 - Giá trị điện trở R2 : R2 = R2   48() I R2 M1 - Vẽ hình, đẹp M2 O O1 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 1,0 J Nếu khơng vẽ chiều truyền phía sau khơng vẽ nét đứt ý trừ 0,25 đ I A S1 a S b H a d a B (d-a) - Lấy S1 đối xứng với S qua gương M1, O1 đối xứng với với O qua gương M2 - Nối S1O1 cắt gương M1 I, cắt gương M2 J - Nối SIJO ta tia sáng cần vẽ - AIS1 đồng dạng với S1O1 H nên ta có: 0,5 S A AI AI SA  hay  O1 H S1 H OS S1 H SA a  AI  OS  h   1cm  S1 H 2d 24 0,25 0,5 0,5 0,5 - AIS1 đồng dạng với S1 BJ nên ta có: S A SA AI   BJ S1 B S1  JB  AI 0,25 0,5 S1 B ad  12  AI   4cm  a SA O ThuVienDeThi.com M2 O1 ... AI 0,25 S1 B ad  12  AI   4cm  a SA ThuVienDeThi.com 0,5 PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN Câu HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ BẢNG B Năm học: 2013-2014 Nội dung Gọi vận tốc xe đạp v  vận...PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN Câu HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ BẢNG A Năm học: 2013-2014 Nội dung Gọi vận tốc xe đạp v  vận tốc xe máy 5v Gọi t... U x  I AB RDx  43  x  2 Ux 9U AB  - Px  x ? ?9  16   x  x  - R AB  R1  c - Px  Pmax    x   -  x  3  - Pmax  a x  x 6 x 9. 10  4. 69? ?? W  1612  0,25 0,25 0,25 0,25