U PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN HUYỆN NGA SƠN NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn thi: Vật lý ( Thời gian làm bài 150 phút ) Ngày thi: 20 tháng 1 năm 2011 Câu 1:(4 ñiểm) Anh Quý dự ñịnh ñi từ ñịa ñiểm A ñến ñịa ñiểm B trong khoảng thời gian t. Anh tính rằng nếu ñi từ A ñến B bằng xe máy với vận tốc v 1 = 45 km/h thì sẽ ñến B sớm hơn dự ñịnh 18 phút. Nếu anh ñi bằng xe ñạp với vận tốc v 2 = 15 km/h thì sẽ ñến B trễ hơn dự ñịnh 27 phút. a) Tìm chiều dài quãng ñường AB và thời gian dự ñịnh. b) Anh Quý ñã ñi từ A ñến C (C trên AB) bằng xe máy với vận tốc v 1 = 45 km/h rồi tiếp tục ñi ñến B bằng xe ñạp với vận tốc v 2 = 15 km/h thì thời gian ñi vừa khớp với thời gian ñã dự ñịnh. Tìm chiều dài quãng ñường AC. Câu 2:(4 ñiểm) Một nhiệt lượng kế khối lượng m 1 = 120 g , chứa một lượng nước có khối lượng m 2 = 600 g ở cùng nhiệt ñộ t 1 = 20 0 C . Người ta thả vào nhiệt lượng kế một hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g ñã ñược nung nóng tới 100 0 C . Khi có cân bằng nhiệt nhiệt ñộ trong nhiệt lượng kế là t = 24 0 C . Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp . Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế (c 1 ), nước (c 2 ), nhôm (c 3 ) và thiếc (c 4 ) lần lượt là : c 1 = 460 J/kg . ñộ , c 2 = 4200 J/kg. ñộ , c 3 = 900 J/kg. ñộ , c 4 = 230 J/kg. ñộ Câu 3:(4 ñiểm) Hai bóng ñèn Đ 1 có ghi 6V – 4,5W và Đ 2 có ghi 3V – 1,5W. a) Lắp hai bóng ñèn nối tiếp vào mạch ñiện có hiệu ñiện thế U=9V thì chúng có sáng bình thường không? Tại sao? b) Mắc thêm vào mạch ñiện một biến trở R b có chỉ số 24 Ω - 0,5A theo sơ ñồ kèm theo. Để mạch ñiện sáng bình thường thì phải ñiều chỉnh biên trở về giá trị, vị trí nào? Câu 4:(4 ñiểm) Nếu ghép nối tiếp hai ñiện trở R 1 , R 2 và nối với hai cực của một nguồn ñiện có hiệu ñiện thế U = 6 V thì mạch này tiêu thụ một công suất P 1 = 6 W .Nếu các ñiện trở R 1 và R 2 mắc song song thì công suất tiêu thụ tăng lên là P 2 = 27 W . Hãy tính ñiện trở R 1 , R 2 Câu 5: (4 ñiểm) Hai gương phẳng G 1 , G 2 ñặt vuông góc với nhau, có mặt phản xạ quay vào nhau. Hai ñiểm A và B nằm trong cùng một mặt phẳng vuông góc với giao tuyến của hai gương. a, Một tia sáng ñi từ A tới gương G 1 tại I, phản xạ tới gương G 2 tại J, rồi phản xạ tới B. Vẽ ñường ñi của tia sáng ñó. Tìm ñiều kiện ñể phép vẽ thực hiện ñược? b, Chứng minh AI // JB. Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị 1: Chữ ký giám thị 2: R b Đ 2 K + _ Đ 1 Đ Ề CHÍNH THỨC PHÒNG GD&ĐT HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN NGA SƠN Môn Vật lý Năm học 2010-2011 Câu Yêu cầu cần ñạt Biểu ñiểm a) Ta có: S AB = v 1 (t - 18) = v 2 (t + 27) Suy ra: t = 1 2 1 2 18 27 v v v v + − thay số ta ñược t = 40,5 phút S AB = v 1 (t - 18) thay số tính ñược: S AB = 16,875 km. 1ñ 0,5ñ 0,5ñ 1 b) Gọi t 1 là thời gian ñi từ A ñến C khi ñó t - t 1 là thời gian ñi từ C ñến B. vậy v 1 t 1 + v 2 (t - t 1 ) = 16,875 suy ra: t 1 = 2 1 2 16,875 v t v v − − thay số ta có: t 1 = 13,5 phút. suy ra S AC = 10,125 km 1ñ 0,5ñ 0,5ñ 2 Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là : Nhôm : Q 3 = m 3 .C 3 .(t 2 - t ) Thiếc : Q 4 = m 4 .C 4 .( t 2 - t ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q 1 = m 1 .C 1 .(t - t 1 ) Nước : Q 2 = m 2 .C 2 .( t - t 1 ) Khi cân bằng nhiệt : Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 m 1 .C 1 .(t – t 1 ) + m 2 .C 2 .( t – t 1 ) = m 3 .C 3 .(t 2 - t) + m 4 .C 4 .( t 2 - t) m 3 .C 3 + m 4 .C 4 = tt ttCmCm − −+ 2 12211 ))(( = 24 100 )2024)(4200.6,0460.12,0( − − + = 135,5 Theo bài ra: m 3 + m 4 = 180 (g) = 0,18 (kg) (1) Ta lại có: m 3 .900 + m 4 .230 = 135,5 (2) Từ (1) và (2) Giải ra ta có m 3 = 140 g ; m 4 = 40 g Vậy khối lượng của nhôm là 140 gam khối lượng của thiếc là 40 gam 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 3 Gọi công suất ñịnh mức và hiệu ñiện thế ñịnh mức của các ñèn Đ 1 và Đ 2 lần lượt là P 1 , P 2 , U 1 , U 2 , khi ñó: Cường ñộ dòng ñiện ñịnh mức qua ñèn Đ 1 và Đ 2 lần lượt là: I 1 = )(75,0 6 5,4 1 1 A U P == và I 2 = )(5,0 3 5,1 2 2 A U P == Do mỗi ñèn có một cường ñộ dòng ñiện ñịnh mức khác nhau nên các ñèn này khi mắc chung vào trong một mạch ñiện sẽ không sáng bình thường. Nếu Đ 1 sáng bình thường thì Đ 2 có thể bị hỏng, nếu Đ 2 sáng bình thường thì Đ 1 sang dưới mức bình thường. 0,75 ñ 0,5 ñ 0,75 ñ 0,5 ñ Chú ý: - Ngoài ñáp án trên, nếu học sinh làm theo cách khác mà vẫn ñúng bản chất vật lý và ñáp số thì vẫn cho ñiểm tối ña. - Giám khảo có thể chia thành các ý nhỏ hơn nữa ñể chấm ñiểm. b) Khi ñèn Đ 1 và Đ 2 sáng bình thường thì dòng ñiện qua biến trở R b là: I b =I 1 -I 2 = 0,25 A. Vậy ñiện trở của biến trở là: R b = Ω== 12 25,0 3 2 b I U Với giá trị này vị trí con trỏ R b sẽ nằm ở giữa thân của biến trở 0,5 ñ 0,5 ñ 0,5 ñ 4 Khi các ñiện trở ñược ghép nối tiếp ta có : R 1 + R 2 = 6 6 36 1 2 == P U Từ ñây ta có : R 2 = 6 - R 1 (1) Khi các ñiện trở mắc song song thì : 27 36 . 2 2 21 21 == + P U RR RR R 1 . R 2 = 8 (2) Thay (1) vào (2) Ta ñược phương trình: R 1 2 - 6R 1 + 8 = 0 (3) Giải phương trình (3) ta ñược R 1 = 4 Ω R 2 = 2 Ω hoặc R 1 = 2 Ω R 2 = 4 Ω 0,75ñ 0,5ñ 0,75ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 0,5ñ 5 a) + Cách vẽ: - Dựng ảnh A ’ ñối xứng của A qua G 1 - Dựng ảnh B ’ ñối xứng của B qua G 2 - Nối A ’ với B ’ cắt G 1 ở I, cắt G 2 ở J; Nối AI, IJ, IB là các tia cần dựng. + Chứng minh: Phải chứng minh IJ là tia phản xạ của AI qua G 1 ; JB là tia phản xạ của IE qua G 2 . Hay các góc: ∠ AIG 1 = ∠OIJ và ∠ OJI = ∠ BJG 2 Thật vậy: Do A ’ ñối xứng của A qua G 1 nên ∠ AIG 1 = ∠G 1 IA ’ . Do A ’ , I, J, B ’ thẳng hàng => ∠G 1 IA ’ = ∠OIJ => ∠ AIG 1 = ∠OIJ. Tương tự ta cũng chứng minh ñược ∠ OJI = ∠ BJG 2 . Suy ra các tia AI, IJ, IB là các tia cần dựng. + Điều kiện: Bài toán chỉ thực hiện ñược khi ñường thẳng A ’ B ’ cắt 2 gương ở hai ñiểm I, J. b) + Chứng minh A ’ là ảnh của A qua G 1 => ∠AIG 1 = ∠G 1 IA ’ JB là tia phản xạ của IJ qua pháp tuyến Jx nên Jx // G 1 => ∠ A ’ IG 1 = ∠ IJx Do ∠ IJx = ∠xJB . Suy ra 2.∠ A ’ IG 1 = 2. ∠ IJx Hay ∠AIA ’ = ∠IJB => AI//JB Nêu ñược cách vẽ 0,5ñ Vẽ hình ñúng: 1,0 ñ Chứng minh: 0,5ñ 0,5 1,5ñ G 1 O J I G 2 B A B ’ A ’ x . U PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN HUYỆN NGA SƠN NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn thi: Vật lý ( Thời gian làm bài 150 phút ) Ngày thi: 20 tháng 1 năm 2011 Câu. nhôm và thi c toả ra là : Nhôm : Q 3 = m 3 .C 3 .(t 2 - t ) Thi c : Q 4 = m 4 .C 4 .( t 2 - t ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q 1 = m 1 .C 1 .(t - t 1 ). sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị 1: Chữ ký giám thị 2: R b Đ 2 K + _ Đ 1 Đ Ề CHÍNH THỨC PHÒNG GD&ĐT HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN NGA SƠN Môn Vật