Phßng Gi¸o dôc vµ ®µo t¹o CÈm Khª

Phßng Gi¸o dôc vµ ®µo t¹o CÈm Khª PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO §Ò thi chän häc sinh giái líp 9 cÊp huyÖn HUYỆN YÊN ĐỊNH n¨m häc 2012 2013 M«n thi VËt lý 9 Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài[.]

PHỊNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO HUYỆN N ĐỊNH §Ị thi chọn học sinh giỏi lớp cấp huyện năm học 2012- 2013 M«n thi: VËt lý Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài (4,0 điểm): Xe I xuất phát từ A đến B, nửa đoạn đường đầu với tốc độ không đổi v1, nửa đoạn đường sau với tốc độ không đổi v2 Xe II xuất phát từ B A, nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v1, nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v2 Biết v2 = 60 km/h Nếu xe II xuất phát muộn 30 phút so với xe I, xe II đến A xe I đến B lúc a) Tính tốc độ trung bình xe đoạn đường AB b) Nếu hai xe xuất phát lúc chúng gặp vị trí cách A khoảng bao nhiờu? Bi (3,0 im): Có hai bình cách nhiệt, bình chứa 10kg nớc nhiệt độ 600C Bình chứa 2kg nớc nhiệt độ 200C Ngời ta rót lợng nớc bình sang bình 2, có cân nhiệt lại rót lợng nớc nh cũ từ bình sang bình Khi nhiệt độ bình 580C a Tính khối lợng nớc đà rót nhiệt độ bình thứ hai b Tiếp tục làm nh nhiều lần, tìm nhiệt độ bình Bi (2,0 im): Hai gng phng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào tạo với góc 60 Một điểm S nằm khoảng hai gương a) Hãy vẽ hình nêu cách vẽ đường tia sáng phát từ S phản xạ qua G 1, G2 quay trở lại S b) Tính góc tạo tia tới xuất phát từ S tia phản xạ qua S Bài (4,0 điểm): Câu II: Một sợi dây dẫn đồng chất tiết diện uốn thành khung kín hình chữ nhật ABCD Nếu mắc nguồn điện có hiệu điện U khơng đổi vào hai điểm A B cường độ dịng điện chạy qua nguồn IAB = 0,72A Nếu mắc nguồn vào hai điểm A D cường độ dòng điện chạy qua nguồn IAD = 0,45A Bây giờ, mắc nguồn vào hai điểm A C a) Tính cường độ dịng điện IAC chạy qua nguồn b) Mắc thêm điện trở Rx nối hai điểm M N trung điểm cạnh AD BC hiệu điện R x U/5 Tính cường độ dịng điện chạy qua ngun ú Bi (5,0 im): Cho mạch điện có sơ đồ nh hình v, điện trë R1 = 3R, R2 = R3 = R4 = R Hiệu điện R1 hai đầu mạch điện U không đổi Khi biến trở RX có giá trị công suất tỏa nhiệt điện trở R1 P1 = 9W + a) Tìm công suất tỏa nhiệt điện trở R4 b) Tìm RX theo R để công suất tỏa nhiệt R X cực đại R A M D B N C R2 RX  R4 Bài : (2,0 im) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diÖn S = 40 cm2 cao h = 10 cm Có khối lợng m = 160 g a Thả khối gỗ vào nớc.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nớc Cho khối lợng riêng nớc D0 = 1000 Kg/m3 b Bây khối gỗ đợc khoét lỗ hình trụ có tiết diện S = cm2, sâu h lấp đầy chì có khối lợng riêng D2 = 11300 kg/m3 thả vào níc ngêi ta thÊy mùc níc b»ng víi mỈt khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ (Thí sinh sử dụng máy tính cầm tay thơng thường) híng dÉn chÊm thi hSG m«n vËt lý - líp – Năm học: 2012 - 2013 Bài (4,0 điểm): Néi dung a) Kí hiệu AB = S Thời gian từ A đến B xe I là: S  v1 +v  S S t1 = + = 2.v1 2.v 2.v1.v Tốc độ trung bình quãng đường AB xe I là: S 2v v v A = = =30km/h t1 v1 +v Gọi thời gian từ B đến A xe II t2 Theo đề ta có t  v +v  t t S= v1 + v = 2 2 Tốc độ trung bình quãng đường BA xe II là: S v +v v B = = =40km/h t2 S S - =0,5  h   S=60km b) Theo ta có vA vB Khi hai xe xuất phát lúc quãng đường xe thời gian t là: SA = 20t t 1,5h (1) t  1,5h SA = 30+(t-1,5).60 (2) SB = 20t t 0,75h (3) SB = 15+(t-0,75).60 t 0,75h (4) Thang ®iĨm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Hai xe gặp SA + SB=S=60 xảy 0,75 t 1,5h Sử dụng (1) (4): 20t+15+(t-0,75)60 = 60 Giải phương trình ta có t=9/8 h vị trí hai xe gặp cách A là: S A=20.9/8 =22,5km 0,5 Bài (3,0 điểm): Néi dung a) Gäi khèi lỵng níc rãt m(kg); nhiệt độ bình t2 ta có: Nhiệt lợng thu vào bình là: Q1 = 4200.2(t2 20) Nhiệt lợng toả m kg níc rãt sang b×nh 2: Q2 = 4200.m(60 – t2) Do Q1 = Q2, ta có phơng trình: 4200.2(t2 20) = 4200.m(60 – t2) => 2t2 – 40 = m (60 t2) (1) bình nhiệt lợng toả để hạ nhiệt độ: Q3 = 4200(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m) NhiƯt lỵng thu vào m kg nớc từ bình rót sang lµ; Q4 = 4200.m(58 – t2) Do Q3 = Q4, ta có phơng trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) => 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) Từ (1) (2) ta lập hệ phơng trình: 2t  40 m(60  t )  2(10  m) m(58  t ) Gi¶i hệ phơng trình tìm t2 = 300 C; m = kg b) Nếu đổ lại nhiều lần nhiệt độ cuối bình gần nhiệt độ hỗn hợp đổ bình vào gọi nhiệt độ cuối t ta cã: Qto¶ = 10 4200(60 – t) Qthu = 2.4200(t – 20); Qto¶ = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 Thang ®iĨm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Néi dung Thang ®iĨm Néi dung Thang ®iĨm => t  53,30C Bài (2,0 điểm): a) 0,25 Cách vẽ: 0,125 + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 + Lấy S2 đối xứng với S qua G2 + Nối S1 S2 cắt G1 I cắt G2 J + Nối S, I, J, S đánh hướng ta tia sáng cần vẽ b) Ta phải tính góc ISR Kẻ pháp tuyến I J cắt K Trong tứ giác IKJO có góc vng I J có góc O = 60 Do góc cịn lại IKJ = 120 Suy ra: Trong  JKI có: I1 + J1 = 600 Mà cặp góc tới góc phản xạ Từ đó:  I1 + I2 + J1 + J2 = 1200 Xét  SJI có tổng góc : I + J Do vậy: I = I2 ; J = J = 1200  IS J = 600 ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ) 0,125 0,125 0,25 0,125 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài (4,0 điểm): Néi dung Câu II: Đặt a điện trở đoạn dây AB, b điện trở dây BC Thang ®iĨm 0,5 Thang ®iĨm Néi dung D A a b C B * Khi mắc hiệu điện U vào hai điểm A-B, điện trở tương đương mạch: R AB  U a  a  2b   Cường độ dòng điện qua toàn mạch: I AB  R AB 2a  2b * Khi mắc hiệu điện U vào hai điểm A-D, điện trở tương đương mạch: R AD  U b  2a  b   Cường độ dịng điện qua tồn mạch: I AD  R AD 2a  2b I b  2a  b  0, 72 0,5 Theo đề thì: I AB  a a  2b  0, 45 5   AD 0,5 Giải ta b = 2a * Ta có: R AB  a  a  2b  5a  I  U  6U  U 5IAB 5.0, 72 0, A    AB R AB 5a a 6 2a  2b 1,0 a) Khi mắc hiệu điện vào A C: R AC  a  b 3a  I  U  2U  2.0,6 0, 4A  AC R AC 3a 2 0,5 b) Khi mắc hiệu điện U vào A C mắc thêm Rx Mạch điện trở thành mạch đối xứng a M 2a A U1 Rx U2 2a N U2 C a Dựa vào tính đối xứng mạch điện suy phân bố hiệu điện mạch hình vẽ Ta có: Xét Chiều từ M đến N  U1  U x U U  U x 2U 3U  U1    U2   5  U1  U U Cường độ dịng điện mạch chính: I U1 U 2U 3U 7U 7.0,6      0, 42  A  a 2a 5a 10a 10a 10 (Nếu HS xét chiều từ N đến M I = 0,48 (A)) Bài (5,0 điểm): 0,5 0,5 Thang ®iĨm Néi dung I1 IX I A + P4 I 24 R  I   R   I         P1 I12 R  I1   3R   I1  T×m  RX I3 a) R2 M I2 R1 R3 N I4 B R4 0,25 I4 Ta cã: I = I1 + I3 = I2 + I4 I1 0,25 U3 U  U U  I4R U  I4R    R3 R3 R3 R U U  U1 U  I1R U  I1 3R I2     R2 R2 R2 R mµ: I  0,25 0,25 U  I4R U  I1.3R I I   4I1 2I  2 R R I1 P 4    P4  P1 12W P1 3 Do ®ã: I1  I Ta nhËn thÊy tû sè kh«ng phơ thc vµo RX I1 b) Ta cã: * U AB U AM  U MN  U NB  3I1R  I x R x  2I1R  U * U MB  U MN  U NB  I1R  I x R x  I R U (1)  5I1R  I x R x U  I R I x R x  I R (2)   I1  I x  R I x R x  2I1R   I1R I x  R  R x  Khử I1 khỏi hệ phơng trình để tìm IX, chẳng hạn nhân hai vế (2) với céng víi (1): I x R x  U  5I x  R  R x  0,25  Ix   U 5R  R x 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 Khi ®ã ta viÕt đợc biểu thức công suất tỏa nhiệt RX là: Px I 2x R x  U 2R x U2   5R  R x   R  5  Rx    Rx 0,25 áp dụng bất đẳng thức Côsi: R  R x 2 Rx 5R R x 2 20R Rx 0,5 DÊu "=" x¶y ra, tức PX đạt giá trị lớn Pmax U , khi: 80R R 4 R x Rx  Rx  R 0,5 Néi dung Thang ®iÓm Néi dung Thang ®iÓm Bài 6: (2,0 điểm) x h S h h P P FA FA a Khi khối gỗ cân nớc trọng lợng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt nớc, ta có P = FA  10.m =10.D0.S.(h-x)  x h - m 6cm D0 S b Khối gỗ sau khoét lỗ có khối lợng m1 = m - m = D1.(S.h - S h) m Víi D1 lµ khối lợng riêng gỗ: D1 S h Khối lợng m2 chì lấp vào là: m2 D2 S h Khối lợng tổng cộng khối gỗ chì lúc M = m1 + m2 = m + (D2 - m ).S.h Sh V× khèi gỗ ngập hoàn toàn nớc nên 10.M=10.D0.S.h ==> h = 0,25 D0 S h  m 5,5cm m ( D2  )S S h 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 ... = Q4, ta có phơng trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) => 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) Tõ (1) vµ (2) ta lập hệ phơng trình: 2t 40 m(60 t )  2(10  m) m(58  t ) Giải hệ phơng trình tìm