Phòng GD – ĐT Phù Mỹ. Trường: THCS Mỹ Thắng. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9. Môn: Vật lý. Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Bài 1: (4,0 điểm): Ông An định đi xe máy từ nhà đến cơ quan, nhưng xe không nổ được máy, nên đành đi bộ. Ở nhà con Ông sửa được xe, liền lấy xe đuổi theo để đèo Ông đi tiếp. Nhờ đó, thời gian tổng cộng để Ông đến cơ quan chỉ bằng nửa thời gian nếu ông phải đi bộ suốt quãng đường, nhưng cũng vẫn gấp ba lần thời gian nếu Ông đi xe máy ngay từ nhà. Hỏi Ông An đã đi bộ được mấy phần quãng đường thì con Ông đuổi kịp? Bài 2: (4,0 điểm): Một thanh đồng chất, tiết diện đều có chiều dài AB = l = 40cm, được dựng trong chậu như hình vẽ sao cho OA = 3 1 OB. Người ta đổ nước vào chậu cho đến khi thanh bắt đầu nổi (đầu B không còn tựa trên đáy chậu). Biết thanh được giữ chặt tại O và chỉ có thể quay quanh O. Tìm mực nước cần đổ vào chậu. Cho khối lượng riêng của thanh và nước lần lượt là D 1 = 1120 kg/m 3 ; D 2 = 1000 kg/m 3 . Bài 3: (4,0 điểm): a) Người ta rót vào khối nước đá khối lượng m 1 = 2kg một lượng nước m 2 = 1kg ở nhiệt độ t 2 = 10 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, lượng nước đá tăng thêm m ’ = 50g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá? Biết nhiệt dung riêng của nước đá c 1 = 2000 J/kg.K; của nước c 2 = 4200 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với đồ dùng thí nghịêm. b) Sau đó, người ta cho hơi nước sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thiết lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước là 50 0 C. Tìm lượng hơi nước đã dẫn vào? Cho nhiệt hóa hơi của nước L = 2,3.10 6 J/kg. Bài 4: (4,0 điểm): Một người cao 1,65m đứng đối diện với một gương phẳng hình chữ nhật được treo thẳng đứng. Mắt người đó cách đỉnh đầu 15cm. a) Mép dưới của gương cách mặt đất ít nhất bao nhiêu để người đó thấy ảnh của chân trong gương? b) Mép trên của gương cách mặt đất nhiều nhất bao nhiêu để người đó thấy ảnh của đỉnh đầu trong gương? c) Tìm chiều cao tối thiểu của gương để người đó nhìn thấy toàn thể ảnh của mình trong gương. d) Các kết quả trên có phụ thuộc vào khoảng cách từ người đó tới gương không? Vì sao? Bài 5: (4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. U AB = 12V; R ’ = 6 Ω . Đèn ghi 9V - 9W. Cho rằng điện trở của đèn không thay đổi theo nhiệt độ. a) Nhận xét về độ sáng của đèn và giải thích. b) Người ta mắc thêm 1 điện trở R x nối tiếp hoặc song song với điện trở R ’ . Nêu cách mắc và tính giá trị của R x để đèn sáng bình thường. B O A Ñ R ’ B A Phòng GD – ĐT Phù Mỹ. Trường: THCS Mỹ Thắng. ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CỦA ĐỀ THI HSG. Môn : Vật lý 9. Bài giải Điểm Bài 1 : Gọi vận tốc khi đi bộ là v 1 Vận tốc khi đi xe máy là v 2 Quãng đường từ nhà đến cơ quan là S Quãng đường Ông đi bộ là S 1 . Theo đề bài ta có : 12 1 1 1 . 2 1 v S v SS v S = − + (1) 22 1 1 1 3 v S v SS v S = − + (2) Từ (1) và (2) suy ra : v 2 = 6v 1 . Thay vào (1) ta được S 1 = 5 2 S. Vậy Ông đã đi bộ được 5 2 quãng đường. 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 Bài 2 : Gọi x = BI là mực nước đổ vào chậu để thanh bắt đầu nổi, S là tiết diện của thanh. Thanh chịu tác dụng của trọng lượng P đặt tại trung điểm M của AB và lực đẩy AcSiMet F đặt tại trung điểm N của BI. Theo điều kiện cân bằng ta có: P.MH = F.NK. Trong đó: P = 10D 1 Sl; F = 10D 2 Sx. D 1 l MH = D 2 x NK x = l NK MH D D 2 1 ONKOMH ∆∆ ~ . ON OM NK MH = Với OM = MA – OA = 20 – 10 = 10cm. ON = OB – NB = 30 - 2 x = 2 60 x− . Từ đó suy ra x = l xD D −60 20 . 2 1 . Giải ra tìm được x = 28cm. 1,0 1,0 1,0 1,0 Bài 3 : a) Do lượng nước đá tăng thêm nhưng nhỏ hơn lượng nước rót vào nên nhiệt độ cuối cùng là t 3 = 0 0 C. Gọi nhiệt độ ban đầu của nước đá là t 1 . Nhiệt lượng nước đá nhận vào để tăng nhiệt độ từ t 1 đến t 3 = 0 0 C : Q 1 = m 1 c 1 (t 3 – t 1 ) = m 1 c 1 (0 – t 1 ) = - m 1 c 1 t 1. Nhiệt lượng nước tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t 2 = 10 0 C đến t 3 = 0 0 C. Q 2 = m 2 c 2 (t 2 – t 3 ) = m 2 c 2 t 2 . Nhiệt lượng một phần nước m ’ tỏa ra để đông đặc ở 0 0 C : Q 3 = m ’ λ . Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : Q 1 = Q 2 + Q 3 . Hay – m 1 c 1 t 1 = m 2 c 2 t 2 + m ’ λ t 1 = -14,75 0 C. b) Lượng nước đá ở 0 0 C bây giờ là : m 1 ’ = m 1 + m ’ = 2 + 0,05 = 2,05 (kg). Nhiệt lượng nước đá nhận vào để chảy hoàn toàn ở 0 0 C : Q 1 = m 1 ’ λ . Nhiệt lượng toàn bộ nước ở 0 0 C nhận vào để tăng nhiệt độ đến t 4 = 50 0 C Q 2 = (m 1 + m 2 ) c 2 (t 4 – t 3 ) = (m 1 + m 2 ) c 2 t 4 . Nhiệt lượng hơi nước sôi tỏa ra khi ngưng tụ hoàn toàn ở 100 0 C. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 B O A M N F K P H I Q 3 = mL. (m là khối lượng hơi nước sôi dẫn vào) Nhiệt lượng nước ở t 5 = 100 0 C tỏa ra để giảm đến t 4 = 50 0 C Q 4 = mc 2 (t 5 – t 4 ). Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 . Giải ra tìm được m = 0,528 kg = 528 g. 0,25 0,25 0,5 0,5 Bài 4 : a) Để mắt thấy được ảnh của chân thì mép dưới của gương cách mặt đất nhiều nhất là đoạn KL. CMC ' ∆ có KL là đường trung bình nên: KL = 2 15165 22 − = − = MDCDCM = 75 (cm) b) Để mắt nhìn thấy được ảnh của đỉnh đầu thì mép trên của gương cách mặt đất ít nhất là đoạn IL. Ta có: IL = IH + HL = IH + MC. MDM ' ∆ có IH là đường trung bình nên IH = 2 MD = 5,7 2 15 = (cm) Vậy : IL = 7,5 + 150 = 157,5 (cm) c) Chiều cao tối thiểu của gương để thấy được toàn bộ ảnh là đoạn IK. Ta có IK = IL – KL = 157,5 – 75 = 82,5 (cm) d) Các kết quả trên không phụ thuộc vào khoảng cách từ người đến gương do trong các kết quả trên không chứa khoảng cách đó. 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 Bài 5: a) Điện trở của đèn: )(9 9 9 2 2 Ω=== D D D P U R . Điện trở cả mạch: R AB = R D + R ’ = 9 + 6 = 15( Ω ) Cường độ dòng điện qua đèn: I D = I AB = 8,0 15 12 == AB AB R U (A) Cường độ dòng điện định mức của đèn: I Dđm = 1 9 9 D == U P D (A) I D < I Dđm vậy đèn sáng yếu hơn bình thường. b) Gọi R ’’ là điện trở tương đương của R ’ và R x . Để đèn sáng bình thường thì: U D = 9V và I D = 1A. Vậy U ’’ = U AB – U D = 12 – 9 = 3(V). I ’’ = I D = 1A R ’’ = )(3 1 3 '' '' Ω== I U . Ta có R ’’ < R ’ nên phải mắc R x song song với R ’ . * Tính R x : Ta có : ⇒=−=−=⇒+= 6 1 6 1 3 1111111 '''''' RRRRRR xx R x = 6 Ω 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 (Mọi cách giải khác đúng vẫn được điểm tối đa cho bài toán) GV được phân công kiểm tra. GV được phân công ra đề. Nguyễn Văn Mộng Nguyễn Văn Chút. I M C D L D ’ C ’ M ’ H K . Phòng GD – ĐT Phù Mỹ. Trường: THCS Mỹ Thắng. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9. Môn: Vật lý. Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Bài 1: (4,0 điểm): Ông An định đi. để đèn sáng bình thường. B O A Ñ R ’ B A Phòng GD – ĐT Phù Mỹ. Trường: THCS Mỹ Thắng. ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CỦA ĐỀ THI HSG. Môn : Vật lý 9. Bài giải Điểm Bài 1 : Gọi vận tốc khi đi bộ là v 1 Vận. Sau đó, người ta cho hơi nước sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thi t lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước là 50 0 C. Tìm lượng hơi nước đã dẫn vào? Cho nhiệt hóa hơi của nước L