Đề thi học sinh giỏi lớp 9 THCS Năm học: 2009 - 2010 Môn thi: vật lí (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1:(4đ): *Một xe ô tô xuất phát từ điểm A muốn đến (Xe) B điểm C trong thời gian dự định là t giờ A = 30 0 (hình bên). Xe đi theo quãng đờng AB rồi BC, xe đi trên quãng đờng AB với vận tốc gấp đôi vận tốc trên quãng đờng BC. Biết khoảng cách từ A đến C là 60Km và góc = 30 0 . Tính vận tốc xe đi trên quãng đờng AB và AC (làm tròn đến chữ số thập phân thứ 2 nếu có) C Câu 2:(4đ): * Một thỏi nớc đá có khối lợng m = 200g ở 10 0 C a) Tính nhiệt lợng cần cung cấp để thỏi nớc đá biến thành hơi hoàn toàn ở 100 0 C Cho biết nhiệt dung riêng của nớc đá là 1800J/KgK, của nớc là 4200J/KgK và nhiệt tỏa hơi của nớc ở 100 0 C là L=2,3.10 6 J/Kg, nhiệt nóng chảy của nớc đá ở 0 0 C là =3,4.10 5 J/Kg b) Nếu bỏ thỏi nớc đá trên vào xô nớc ở 20 0 C, sau khi cân bằng nhiệt ngời ta thấy nớc đá còn sót lại là 50Kg. Tính lợng nớc đá lúc đầu, biết sô nhôm có khối lợng m 2 = 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là C 3 = 880J/Kg độ Câu 3 :(4đ): M 1 M 2 * Cho 2 gơng phẳng M 1 và M 2 đặt song song O. với nhau, mặt phản xạ quay vào nhau cách nhau một đoạn bằng d (hình vẽ) h trên đờng thẳng song song có 2 điểm S và O với khoảng cách từ các điểm đó đến gơng M 1 bằng a A S . B a d a) Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gơng M 1 tại I rồi phản xạ đến gơng M 2 tại J rồi phản đến O. b) Tính khoảng cách từ I đến A và từ J đến B Câu 4 :(2đ ): (1) a) Dựa vào đờng đi của các đặc biệt qua thấu kính hội tụ nh hình vẽ bên. Hãy kiểm tra xem đờng đi F O F của tia sáng nào sai? (3) (2) 1 b) Hãy dựa vào các dòng truyền của (1) một số tia sáng qua thấu kính phân kỳ ở hình bên dới. Hãy cho biết tia sáng nào vẽ sai. (2) F O F Cõu5: (2) : * Cựng mt lỳc, cú hai ngi cựng khi hnh t A i trờn quóng ng ABC (vi AB = 2BC). Ngi th nht i quóng ng AB vi vn tc 12km/h, quóng ng BC vi vn tc 4km/h. Ngi th hai i quóng ng AB vi vn tc 4km/h, quóng ng BC vi vn tc 12km/h. Ngi n n trc ngi kia 30 phỳt. Tớnh chiu di quóng ng ABC ? Câu 6:(4đ) * Cho mạch điện nh hình dới, có hai công tắc K 1 và K 2 , biết các điện trở R 1 = 12,5 ; R 2 = 4, R 3 = 6. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch U MN = 48,5(V) a) K 1 đóng, K 2 ngắt, tìm cờng độ dòng điện qua các điện trở b) K 1 ngắt, K 2 đóng, cờng độ dòng điện trong mạch lúc này là 1A. Tính R 4 c) K 1 và K 2 cùng đóng. Tính điện trở tơng đơng của cả mạch và cờng độ dòng điện của mạch chính. R 1 R 4 K 2 K 1 R 2 M N R 3 &***& 2 đáp án và biểu chấm C âu 1(4đ) - Quãng đờng AB dài là : AB = AC.cos30 0 = 2 3 60 AB = 30.1,73 = 51,9 (km) (1 ) - Quãng đờng BC dài là: BC = AC.sin30 0 = 30 2 1 .60 = (km) (1 ) - Gọi V 1 và V 2 là vận tốc của xe đi trên đoạn đờng AB và BC,ta có : V 1 = 2V 2 t 1 và t 2 là thời gian xe đua chạy trên đoạn đờng AB và BC, ta có: t 1 = 11 V 51,9 V AB = ; t 2 = 1 1 2 V 60 2 V 30 V BC == (1 ) - Theo đề bài ta có t 1 + t 2 = 1 suy ra: 51,9/V 1 + 60/V 1 = 1 => V 1 = 111,9 km/h => V 2 = V 1 /2 = 55,95 km/h (1 ) Câu 2(4đ) a) Gọi Q 1 là nhiệt lợng nớc đá thu vào để tăng từ t 1 = -10 0 C đến t 2 = 0 0 C là: Q 1 = m 1 c 1 (t 2 -t 1 ) = 0,2.1800(0 + 10) = 3600J = 3,6KJ ( 0,5 ) - Gọi Q 2 là nhiệt lợng nớc đá thu vào chảy hàon toàn ở 0 0 C là: Q 2 = . m 1 = 3,4 . 10 5 . 0,2 = 68000 J = 68KJ (0,5 ) - Gọi Q 3 là nhiệt lợng nớc tăng nhiệt độ từ t 2 = 0 0 C đến t 3 = 100 0 C là Q 3 = m 1 c 2 (t 2 -t 2 ) = 0,2.4200(100-0) = 84000J = 84KJ (0,5 ) - Gọi Q 4 là nhiệt lợng nớc hóa hơi hoàn toàn ở 100 0 C là: Q 4 = L . m 1 = 2,3 . 10 6 . 0,2 = 460000 J = 460KJ ( 0,5 ) Gọi Q là nhiệt lợng cần cung cấp tổng cộng để nớc đá ở 10 0 C biến thành hơi hoàn toàn ở 100 0 C là: Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = 3,6 + 68 + 84 + 460 = 615,6KJ (0,5 ) b) Gọi m x là lợng nớc đá đã tan thành nớc, ta có: m x = 200 50 = 150 (g) do nớc đá tan không hết nghĩa là nhiệt độ cuối cùng của hệ thống là 0 0 C - Gọi Q là nhiệt lợng của khối nớc đá nhận để tăng nhiệt độ đến 0 0 C là Q = m 1 c 1 (t 2 t 1 ) = Q 1 = 3600J - Gọi Q là nhiệt lợng mà khối nớc đá nhận để tan hoàn toàn là : Q = m x . = 0,15 . 34 .10 5 = 5100J (0,5 ) - Toàn bộ nhiệt lợng này do nớc (có khối lợng M) và sô nhôm tỏa ra để giảm từ 20 0 C xuống 0 0 C là: Q = (MC 2 + m 2 c 3 ) (20 0) = (M . 4200 + 0,1 . 880) . 20 Theo pt cân bằng nhiệt ta có : Q = Q + Q Hay (M . 4200 + 0,1 . 880) . 20 = 2730 20 54600 = (1 ) => M = 629,0 4200 2730 = Kg = 629 (g) Câu 3(4 ); a)Chọn S 1 đối xứng với S qua M 1 , chọn O 1 đối xứng với O qua M 2 . 3 - Nối S 1 O 1 cắt M 1 tại I, cắt gơng M 2 tại J. - Nối O 1 O ta đợc các tia cần vẽ (hình bên) 0 M 1 M 2 O 1 J I S 1 S H a a d-a A B b) S 1 AI S 1 BJ => da a BS AS BJ AI 1 1 + == => AI = .BJ da a + (1) Ta có: S 1 AI S 1 HO 1 => 2d a HS AS HO AI 1 1 1 == => AI = 2d ah thay biểu thức nào vào (1) ta đợc 2d d).h(a BJ + = Câu 4(2đ) Hình a) Tia sáng (1) vẽ sai : (1 ) Hình b) : Tia sáng (2) vẽ sai :(1 ) C õu5: Hc sinh lm ỳng c 3 im. Thi gian ngi th nht i ht quóng ng AB l : t 11 = AB/12 = 2BC/12 = BC/6. Thi gian ngi th nht i ht quóng ng BC l : t 12 = BC/4. Thi gian ngi th nht i ht quóng ng ABC l : t 1 = t 11 + t 12 = BC/6 + BC/4 = 5BC/12. (1) Thi gian ngi th hai i ht quóng ng AB l : t 21 = AB/4 = 2BC/4 = BC/2. Thi gian ngi th hai i ht quóng ng BC l : t 22 = BC/12. Thi gian ngi th hai i ht quóng ng ABC l : t 2 = t 21 + t 22 = BC/2 + BC/12 = 7BC/12. (1 ) Ta thy t 1 < t 2 nờn ngi th nht n C trc ngi th hai 30 phỳt (= 0,5h ) tc l t 2 t 1 = 0,5 7BC/12 5BC/12 = 0,5 (0,5 ) 2BC/12 = 0,5 BC = 3 (km) AB = 2BC = 6 (km) Vy chiu di quóng ng ABC l AB + BC = 9 (km). (0,5 ) Câu 6(3đ) a) Khi K 1 đóng, K 2 ngắt, mạch điện có R 1 và R 2 mắc nối tiếp. Vậy dòng điện qua điện trở là : 2,94(A) 412,5 48,5 RR U I 21 MN = + = + = ( 0,5 ) b) Khi K 1 ngắt, K 2 đóng. Mạch điện gồm R 1 , R 4 và R 3 mắc nối tiếp với nhau 4 -> Điện trở tơng đơng R 1,4,3 = R 1 + R 4 + R 3 = 5,48 1 5,48 == I U MN Vậy điện trở tơng đơng R 1,4,3 = 48,5 => R 4 = R 143 R 1 R 3 = 48,5 12,5 6 = 30 ( 1 ) c) Khi K 1 và K 2 cùng đóng mạch điện gồm R 1 nt {R 2 //(R 3 nt R 4 )} Ta có : R 3,4 = R 3 + R 4 = 6 + 30 = 36 => 3,6 364 4.36 RR .RR R 3,42 3,42 2,3,4 = + = + = Điện trở tơng đơng của mạch là : R MN = R 1 + R 234 = 12,5 + 3,6 = 16,1 Cờng độ dòng điện trong mạch chính là : 3A~ 16,1 48,5 R U I MN MN == (1,5 ) 5 . Đề thi học sinh giỏi lớp 9 THCS Năm học: 20 09 - 2010 Môn thi: vật lí (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu. = 11 V 51 ,9 V AB = ; t 2 = 1 1 2 V 60 2 V 30 V BC == (1 ) - Theo đề bài ta có t 1 + t 2 = 1 suy ra: 51 ,9/ V 1 + 60/V 1 = 1 => V 1 = 111 ,9 km/h => V 2 = V 1 /2 = 55 ,95 km/h (1. ) C õu5: Hc sinh lm ỳng c 3 im. Thi gian ngi th nht i ht quóng ng AB l : t 11 = AB/12 = 2BC/12 = BC/6. Thi gian ngi th nht i ht quóng ng BC l : t 12 = BC/4. Thi gian ngi th nht i ht quóng