Đề thi HSG Vật lý 9 năm 2008 - 2009(nên xem)

UBND Huyện Phòng GD&Đt Đề thi học sinh giỏi năm học 2008 - 2009 Môn : Vật lí 9 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1( 3 điểm): Một vận động viên đi bộ và một vận động viên đua xe đạp hằng ngày cùng tập trên một đoạn đờng dài 1,8km vòng quanh một công viên. Nếu họ đi cùng chiều thì sau 2 giờ ngời đi xe vợt ngời đi bộ 35 lần, nếu họ đi ngợc chiều thì sau 2 giờ hai ngời gặp nhau 55 lần. Hãy tính vận tốc của mỗi ngời. Câu 2 ( 4 điểm): Hai bản kim loại đồng chất, tiết diện đều, có cùng chiều dài l =20cm và tiết diện nhng có trọng lợng riêng khác nhau d 1 = 1,25d 2 . Hai bản đợc hàn dính lại ở một đầu và đợc treo bằng sợi dây. Để thanh nằm ngang ngời ta thực hiện hai biện pháp sau: a/ Cắt một phần của bản thứ nhất và đem đặt lên chính giữa của phần còn lại mà thanh vẫn cân bằng. Tìm chiều dài phần bị cắt. b/ Cắt bỏ một phần của bản thứ nhất mà thanh vẫn cân bằng. Tìm phần bị cắt. Câu 3 ( 4 điểm): Một bếp điện công suất P =1KW, đun lợng nớc có nhiệt độ ban đầu là 20 0 C. Sau 5 phút thì nhiệt độ nớc lên đến 45 0 C. Ngay sau đó bị mất điện trong 3 phút. Vì vậy nhiệt độ nớc giảm xuống, khi nhiệt độ nớc còn 40 0 C bếp lại tiếp tục đun cho đến khi nớc sôi. Hãy xác định: a. Khối lợng nớc đun. b. Thời gian cần thiết từ khi bắt đầu đun cho tới khi nớc sôi. Biết nhiệt lợng nớc toả ra môi trờng tỷ lệ thuận với thời gian; cho Cn = 4200J/kg.độ Câu 4( 4 điểm): Cho mạch điện nh hình vẽ trong đó hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch không đổi là U = 7V, các điện trở R 1 = 3 , R 2 = 6 . MN là một dây dẫn điện chiều dài l = 1,5 m,tiết diện không đổi S = 0,1 mm2, điện trở suất = 4.10-7 .m, điện trở các dây nối và của ampe kế không đáng kể. a/ Tính điện trở R của dây MN b/ Dịch chuyển con chạy C tới vị trí sao cho chiều dài MC = 2 1 CN. Tính cờng độ dòng điện qua ampe kế. c/ Xác định vị trí của C để dòng điện qua ampe kế từ D đến C có cờng độ 3 1 A C âu 5 ( 5 điểm) : Cho mạch điện nh hình vẽ, U MN = 5V. Công suất tiêu thụ trên các đèn: P 1 = P 4 = 4W, P 2 = P 3 = 3W, P 5 = 1W. Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính điện trở các bóng đèn. Đề này gồm 1 trang, cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. l l O R 1 R 2 D U + - C A N M N Đ 1 Đ 2 Đ 5 Đ 4 Đ 3 M UBND Huyện Phòng GD&Đt Hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi năm học 2008 - 2009 Môn : Vật lí 9 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1( 3 điểm): - Tính đợc thời gian một lần gặp nhau: + Khi đi cùng chiều: t = 35 2 giờ (0,75 điểm) + Khi đi ngợc chiều: t = 55 2 giờ (0,75 điểm) - Lập luận đa ra đợc hệ phơng trình: =+ = 8,1'tv'tv 8,1tvtv 21 21 (1 điểm) - Thay số tính đợc v 1 = 40,5km/h, v 2 = 9km/h (0,5 điểm) Câu 2 ( 4 điểm): a/ Gọi x là phần bị cắt. Do nó đợc đặt lên chính giữa phần còn lại và thanh cân bằng, ta có: P 1 . 2 xl = P 2 . 2 l ( 0,75 điểm ) Gọi S là tiết diện của mỗi bản, ta có: d 1 .S. l. 2 xl = d 2 .S . l. 2 l ( 0,75 điểm ) x = (1- 1 2 d d ). l x = 4 cm ( 0,5 điểm ) b/ Gọi y là phần bị cắt bỏ đi, trọng lợng bản còn lại là: P 1 = d 1 .S ( l - y ) = P 1 . l yl ( 0,5 điểm ) Do thanh cân bằng nên ta có: d 1 .S.( l . -y). 2 )( yl = d 2 .S. l . 2 l ( 0,5 điểm ) Hay ta có: y 2 - 2 l y + (1 - 1 2 d d ). l 2 = 0 ( 0,5 điểm ) y 2 40 y + 80 = 0 ( y 20 ) 2 320 = 0 Giải ra ta nhận kết quả y = 2,11 cm ( 0,5 điểm ) Câu 3 ( 4 điểm): Cho biết: P = 1kW = 1000W; C n = 4200J/kg.độ; t 0 = 20 0 C; t 1 = 45 0 C; t 2 = 40 0 C; t 3 = 100 0 C T 1 = 5 phút; T 2 = 3 phút. Tính: m = ?, T = Giọi: Nhiệt lợng nớc toả ra môi trờng trong vòng 1 phút là q; Thời gian đun nớc từ 40 0 C đến 100 0 C là T 3 Theo bài ra ta có: P. T 1 = C.m( t 1 - t 0 ) + q. T 1 (0,25 điểm) q. T 2 = C.m( t 1 - t 2 ) (0,25 điểm) x l O l-x l O l - y P. T 3 = C.m( t 3 t 2 ) + q. T 3 (0,25 điểm) Thay số vào ta đợc: 5P = 25 C.m + 5 q P q = 5 Cm (1) 3q = 5Cm 3q = 5 Cm (2) (0,25 điểm) P. T 3 = 60 Cm + q. T 3 T 3 . ( P q ) = 60 Cm (3) Từ (1) v (2): P q = 3q q = 4 P = 250 J. (0,25 điểm) Từ (2) ta tìm đợc m = C q 5 3 = 2,14 kg. (0,25 điểm) Từ (1) và (3) ta có: T 3 Cm Cm qP qP 5 60)( = T 3 = 12 phút (0,25 điểm) Vậy tổng thời gian cần thiết để đun sôi lợng nớc nói trên là: T = T 1 + T 2 + T 3 5 + 3 + 12 = 20 phút (0,25 điểm) Câu 4 ( 4 điểm): a/ Điện trở của dây MN: R MN = 7 6 1 1,5 4.10 . 6( ) 0,1.10S = = ( 0,25 điểm) b/ Khi 1 2 MC CN= tức 1 3 MC MN= ( 0,25 điểm) Thì 3 1 1 .6 2( ) 3 3 MC MN R R R= = = = ( 0,25 điểm) =>R CN = R 4 = 6 - 2 = 4 ( 0,25 điểm ) Do 3 1 2 4 R R R R = ( vì 3 2 6 4 = ) nên mạch cầu cân bằng ( 0,25 điểm ) => Cờng độ dòng điện qua là : I A = 0. ( 0,25 điểm ) c/Xét tại nút D: I 1 đi tới nút D ; I 2 và I A = 1 3 A đi ra khỏi nút D nên : 1 2 2 1 1 1 3 3 I I I I= + = ( 0,25 điểm ) Phơng trình hiệu điện thế nút: U PD +U DQ = U PQ = 7V ( 0,25 điểm ) 1 1 1 1 3 6.( ) 7 1( ) 3 I I I A + = => = ( 0,25 điểm ) U PD = U 1 = 3.I 1 =3 (V) ( 0,25 điểm ) U DQ = U 2 = 7- 3 = 4 (V) ( 0,25 điểm ) Vì R A 0 nên mạch điện có thể vẽ lại nh h.c: Ta có: 13 24 PD DQ R U U R = (mắc nối tiếp) 1 3 2 4 1 3 2 4 . 3 . (1) 4 . R R R R R R R R + = + ( 0,25 điểm ) Thay R 3 = x; R 4 = 6-x vào (1) ta đợc: 2 3 3. (6 ) 6 . 4 3 (6 ).6 3 15. 54 0 18 x x x x x x x x + = + = + = = A + - QP U R 1 R 2 D C A 6 x x 1 I 2 I 1 3 A M N R 3 R 4 + - Q R 1 000 000 R 2 C 6 x x P U D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 R 3 R 4 h.c ( nhận ) ( loại vì R 3 0 (0,25 điểm) R 1 R 2 D + - N C A R 3 R 4 M (0,5 điểm) Do R 3 = x= 3 = 1 2 MN R nên con chạy ở chính giữa dây MN ( 0,25 điểm ) C âu 5 ( 5 điểm) : Giả sử chiều dòng điện nh hình vẽ - Công suất của cả mạch: P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 = 15 ( W ) ( 0,5 điểm ) - Cờng độ dòng điện trong mạch chính là: I = I 1 + I 3 = U P U P U P =+ 3 3 1 1 ( 0,25 điểm) 3 1534 31 =+ UU U 1 = 33 4 3 3 U U (1) ( 0,25 điểm) Mặt khác: I 5 = I 4 I 3 ( 0,25 điểm) U 5 =U 3 U 1 Nên 3 3 3 4 13 5 U P UU P UU P = 3313 3 5 41 UUUU = U 1 = 157 208 3 3 3 2 U UU (2) ( 0,5 điểm) Từ (1) và (2) ta có: 015143 3 3 2 = UU Giải ra ta đợc U 3 = 3V; U 3 = V 3 5 ( 0,5 điểm) + Nếu U 3 =3V U 1 =2V I 1 = A U P 2 1 1 = ; R 1 = = 1 1 1 I U ( 0,25 điểm) I 2 = A UU P U P 1 1 2 2 2 = = ; R 2 = 2 2 2 I P = 3 ( 0,25 điểm) I 3 =I - I 1 = 1A; R 3 = 3 3 I U = 3 ( 0,25 điểm) I 4 = A UU P U P 2 3 4 4 4 = = ; R 4 = = 1 4 2 4 I P ( 0,25 điểm) I 5 = )(1 23 1 13 5 5 5 A UU P U P = = = ; R 5 = 5 2 5 I P =1 ( 0,25 điểm) Vậy chiều dòng điện nh quy ớc là đúng. ( 0,25 điểm) + Nếu U 3 = V 3 5 Tơng tự ta đợc I 1 =1,2A; R 1 = 2,8 ( 0,25 điểm) I 2 =1,8A; R 2 = 0,92 ( 0,25 điểm) I 3 =1,8A; R 3 = 0,92 ( 0,25 điểm) I 4 =1,2A; R 4 = 2,8 ( 0,25 điểm) I 5 =- 0,6A; R 5 = 2,8 (Chiều I 5 ngợc chiều quy ớc) ( 0,25 điểm) *** Nếu học sinh làm cách khác mà kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 > > > > M N . UBND Huyện Phòng GD&Đt Đề thi học sinh giỏi năm học 2008 - 20 09 Môn : Vật lí 9 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1( 3 điểm): Một vận động viên đi bộ. đèn. Đề này gồm 1 trang, cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. l l O R 1 R 2 D U + - C A N M N Đ 1 Đ 2 Đ 5 Đ 4 Đ 3 M UBND Huyện Phòng GD&Đt Hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi năm học 2008. GD&Đt Hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi năm học 2008 - 20 09 Môn : Vật lí 9 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1( 3 điểm): - Tính đợc thời gian một lần gặp nhau: + Khi đi