Đề thi học sinh giỏi Vật lí lớp 9 Năm học 20102011 Trường THCS Lê Quý Đôn13905

TRƯờNG THCS LÊ QUý ĐÔN Đề khảo sát học sinh giỏi lớp 9THCS lần Năm học: 2010 - 2011 Môn: Vật lí Thời gian làm : 150 phút , không kể thời gian phát đề (Đề có trang, câu) Câu (2,0 điểm) Ba người xe đạp xuất phát từ A B đoạn đường thẳng AB Người thứ với vËn tèc lµ v1 = 8km/h Ng­êi thø hai xuÊt phát sau người thứ 15 phút với vËn tèc v2 = 12km/h Ng­êi thø ba xuÊt ph¸t sau ng­êi thø hai 30 Sau gỈp ng­êi thứ nhất, người thứ ba thêm 30 phút cách người thứ người thứ hai Tìm vận tốc người thứ ba Giả thiết chuyển động ba người chuyển động thẳng Câu (2,0 điểm) A Cho mạch điện hình bên Các ampe kế giống + điện trë cđa chóng kh¸c Ampe kÕ A2 chØ 1,9A; ampe kÕ A3 chØ 0,4A H·y B t×m sè chØ cđa ampe kÕ A1 vµ ampe kÕ A4 R2 R1 R1 R1 R1 E P M A1 A2 A3 F R2 Q R2 N A R2 C©u (2,0 điểm) Một bình hình trụ có bán kính đáy R1 = 20cm chøa n­íc ë nhiƯt ®é t1 = 200C đặt mặt bàn nằm ngang Người ta thả cầu đặc nhôm có bán kính R2 = 10cm nhiệt độ t2 = 400C vào bình cân mực nước bình ngập cầu Bỏ qua trao đổi nhiệt nước, cầu với bình môi trường; cho biết khối lượng riêng nước D1 = 1000kg/m3 nhôm D2 = 2700kg/m3; nhiệt dung riêng nước c1 = 4200J/kg.K nhôm c2 = 880J/kg.K a) Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt b) Đổ thêm dầu nhiệt độ t3 = 150C vào bình cho vừa đủ ngập cầu Biết khối lượng riêng dầu D3 = 800kg/m3, nhiệt dung riêng dầu c3 = 2800J/kg.K; bỏ qua trao đổi nhiệt nước, cầu dầu với bình môi trường HÃy xác định: nhiệt độ hệ cân nhiệt, áp lực cầu lên đáy bình Cho biết công thức tính thể tích hình cầu Vcầu = R cau (Vcầu thể tích, Rcầu bán kính hình cầu, lấy 3,14) ; thể tích hình trụ Vtrụ = R tru h (Vtrụ thể tích, Rtrụ bán kính đáy, h chiều cao hình trụ, lấy 3,14) ThuVienDeThi.com + - Câu (2,5 điểm) Cho mạch điện U hình vẽ bên Hiệu điện U không đổi B A U = 18V; điện trở r = 2; bóng đèn M Đ có hiệu điện định mức 6V; biến A trở có điện trở toàn phần R; bỏ qua điện trở dây nối, ampe kế Đ chạy biến trở Điều chỉnh chạy biến trở để số ampe kế nhỏ 1A đèn Đ sáng bình thường HÃy xác định công suất định mức đèn Đ Câu (1,5 điểm) Cho hai gương phẳng G1 G2 vuông góc với Đặt điểm sáng S điểm sáng M trước hai g­¬ng cho SM song song víi g­¬ng G2 (hình vẽ bên) D r N C G1 S O M G2 a) HÃy vẽ đường tia sáng từ S tới gương G1 phản xạ tới gương G2 qua M Giải thích cách vẽ b) Nếu S hai gương có vị trí cố định điểm M phải có vị trí để vẽ tia sáng câu a -HÕt -Họ tên thí sinh Sè b¸o danh ThuVienDeThi.com TRƯờNG THCS LÊ QUý ĐÔN Đáp án chấm yêu cầu nội dung Câu Khi người thứ ba xuất phát người thứ đà ®i ®­ỵc : l1 = v1t01 = = 6km ; người thứ hai : l2 = v2t02 = 12.0,5 = biĨu ®iĨm 2,0 ®iĨm 0.25 ®iĨm 6km Gäi t1 lµ thêi gian ng­êi thø ba ®i ®Õn gỈp ng­êi thø nhÊt : v3t1 = l1 + v1t1  t1 = 0,25 ®iĨm l1 = (1) v3  v3  v1 Sau thêi gian t2 = (t1 + 0,5) (h) quÃng đường người thứ : s1 = l1 + v1t2 = + (t1 + 0,5) Qu·ng đường người thứ hai là: s2 = l2 + v2t2 = + 12 (t1 + 0,5) Qu·ng ®­êng ng­êi thø ba ®i ®­ỵc : s3 = v3t2 = v3 (t1 + 0,5) Theo đầu bài: s2 s3 = s3 – s1 , tøc lµ: s1 +s2 = 2s3  + (t1 + 0,5) + + 12 (t1 + 0,5) = 2v3 (t1 + 0,5)  12 = (2v3 – 20)(t1 + 0,5) (2) Thay t1 từ (1) vào (2) ta phương trình: v 32 - 18v3 + 56 = (*) Gi¶i phương trình bậc hai (*) ta hai giá trị cđa v3 : v3 = 4km/h vµ v3 = 14km/h Ta lÊy nghiƯm v3 = 14km/h (lo¹i nghiƯm v3 = 4km/h, giá trị v3 < v1, v2) Câu Gọi x điện trở ampe kế, đặt R1 + R2 = nx, ta cã : UMN = I3.x = I4(R1 + R2 + x) = I4 (n + 1) x  I4 = I3 n 1 C­êng độ dòng điện qua điện trở R1 nối P vµ M lµ : IPM = I3 + I4 = I3 + I3 n2 = I3 n 1 n 1 (1) Ta cã UPQ = I2.x = IPM (R1 + R2 ) + I3.x = 0,25 ®iĨm 0,25 ®iĨm 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm 2,0 ®iÓm 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm n2 I3.n.x + I3.x , tõ ®ã ta n 1 cã: I2 = 0,25 ®iĨm 0,25 ®iĨm n  3n  I3 (2) n 1 Thay I3 = 0,4A; I2 = 1,9A vào (2) ta có phương trình: n2 -1,75n 3,75 = giải phương trình ta được: n = n= - 1,25 (loại) Do ta số ampe kế A4 : I4 = I3 = 0,1A n Tìm sè chØ ampe kÕ A1 : ThuVienDeThi.com 0,50 ®iĨm n2 I3 = 0,5A nªn IEP = 2,4A n 1 Ta cã: UEF = I1.x = IEP (R1 + R2) + I2.x = IEP.n.x + I2x  I1 = n.IEP + IEP = I2 + IPM; theo (1) IPM = 0,50 điểm I2 = = 9,1A Câu a) Tìm nhiệt độ nước cân nhiệt: Khối lượng nước bình là: m1 = V1D1 = (  R 12 R2 - 0,25 ®iĨm  R23 )D1, 2,0 ®iĨm 0,25 ®iĨm thay số ta tính được: m1 10, 47kg Khối lượng cầu: m2 = D2.V2 = R23 D2, thay số ta m2 11,30kg Từ điều kiện toán đà cho, ta có phương trình c©n b»ng nhiƯt: c1m1 (t – t1) = c2m2 (t2 – t), ®ã ta cã nhiƯt ®é cđa n­íc c©n b»ng nhiƯt: c mt c m t t = 1 2 , thay sè ta tính t 23, 0C c1m1 c2 m2 0,25 ®iĨm 0,25 ®iĨm b) TÝnh nhiƯt ®é hệ cân nhiệt, áp lực cầu lên đáy bình : Tính khối lượng dầu m3 : thể tích dầu nước nên khối lượng dầu : m3 = m1 D3 , thay sè m3  8,38kg D1 Khi cân nhiệt, nhiệt độ hệ tx, ta có phương trình : c1m1 (t tx) + c2m2 (t – tx) = c3m3 (tx – t3)  tx = c1m1t1  c2 m2t2  c3 m3t3 , thay số ta tính tx 21,050C c1m1 c2 m2 c3 m3 0,25 điểm 0,50 điểm áp lực cầu lên đáy bình : F = Pcầu – FA(cÇu) = 10m1 -  R 32 (D1 + D3), thay số ta : F 75N Câu Cường độ dòng điện qua mạch (qua điện trở r) I: I= U (1) đây: x điện trở đoạn MC cña biÕn trë, r  R  x  Rtd (R - x) điện trở đoạn CN biến trở, Rtd điện trở tương đương đèn x Rtd = 0,50 điểm 2,5 điểm 0,50 ®iĨm RD x (2) RD  x Thay (2) vµo (1) biến đổi (1) ta được: 0,25 điểm ThuVienDeThi.com I= U ( x  RD ) (3)  x  ( R  r ) x  ( R  r ) RD I I Ix I = D= x D= x  RD RD x Tõ sơ đồ mạch điện ta có: UMC = xIx = RDID  I ( x  RD ) I I= x (4) RD x  RD I ( x  RD ) U ( x  RD ) Tõ (3) vµ (4) ta cã: x =  RD  x  ( R  r ) x  ( R  r ) RD URD Ix = =  x  ( R  r ) x  ( R  r ) RD URD URD = = (5) 2  (r  R)   Rr (R  r)  Rr    x 2 x P  x  ( R  r ) RD     ta đặt : P = (R + r)RĐ + 0,25 điểm 0,50 điểm (r  R) NhËn xÐt : MÉu sè (5) ≤ P, dÊu (=) x¶y x = nghĩa mẫu số (5) đạt giá trị lớn x = rR , ®iỊu ®ã cã rR (6)  ®ã sè chØ 0,25 ®iĨm ampe kÕ nhỏ (1A) Theo đầu bài, lúc đèn Đ sáng bình thường Ux = UĐ = 6V, ®ã ®iƯn trë x ®ã b»ng: Ux = = Ix Điện trở toàn phần biến trở: thay x vào (6) ta được: R = 2x - r = 10 Từ kiện trên, ta cã: UCB = U - UMC = 18 - = 12V, cường độ dòng điện mạch chÝnh lµ: I = U CB 12 = = 2A 10 rRx Vì đèn Đ mắc song song với x nên cường độ dòng điện qua đèn là: IĐ = I - Ix = - = 1A Vậy công suất định mức đèn Đ là: PĐ = IĐ.UĐ = 6.1 = 6W Câu S1 G1 S M I O K S2 G2 M’ ThuVienDeThi.com x 0,25 ®iĨm 0,25 ®iĨm 0,25 ®iĨm 1,5 điểm Phần a : Vẽ S1 ảnh S qua G1; S1 điểm đối xứng S qua mặt phẳng gương G1 Vẽ S2 ảnh S1 tạo G2 ; S2 điểm đối xứng S1 qua mặt gương G2 Vì G1 vuông góc với G2 nên S2 điểm xuyên tâm cđa S qua O NhËn xÐt: Gi¶ sư ta vÏ tia sáng theo yêu cầu toán SIKM xuất phát từ S, phản xạ G1 I đến K, tia phản xạ IK I G1 coi xuất phát từ ảnh S1 Tia phản xạ KM K G2 coi xuất phát từ ảnh S2 Từ nhận xét ta suy cách vẽ đường truyền tia sáng sau: - Lấy S1 đối xứng với S qua mặt G1; - Lấy M đối xứng với M qua mặt gương G2; - Lấy S2 đối xứng với S1 qua mặt gương G2; - Nối MS2 cắt G2 K; - Nối S1 với K cắt G1 I; - Nối SIKM ta đường tia sáng cần tìm Phần b: Để vẽ tia sáng câu a S2M phải cắt G2 K Muốn M phải nằm đoạn Sx không nằm đoạn thẳng SN 0,50 điểm 0,25 điểm 0,50 điểm 0,25 điểm Chú ý: + phần câu học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa phần câu Điểm phần câu theo phân phối điểm hướng dẫn này; + Điểm toàn để lẻ tới 0,25 không làm tròn; + Nếu học sinh sai đơn vị trừ điểm toàn sau: sai lỗi trở xuống trừ toàn 0,25 điểm; sai lỗi trừ toàn 0,50 điểm -HÕt ThuVienDeThi.com ... trí để vẽ tia sáng câu a -HÕt -Họ tên thí sinh Sè b¸o danh ThuVienDeThi.com TRƯờNG THCS LÊ QUý ĐÔN Đáp án chấm yêu cầu nội dung Câu Khi người thứ ba xuất phát... ®iĨm Chó ý: + phần câu học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa phần câu Điểm phần câu theo phân phối điểm hướng dẫn này; + Điểm toàn để lẻ tới 0,25 không làm tròn; + Nếu học sinh sai đơn vị trừ... 0,4A; I2 = 1,9A vào (2) ta có phương trình: n2 -1,75n 3,75 = giải phương trình ta được: n = n= - 1,25 (loại) Do ta số ampe kế A4 : I4 = I3 = 0,1A n 1 T×m sè chØ ampe kÕ A1 : ThuVienDeThi.com 0,50