Đề và đáp án thi học sinh giỏi môn Vật lý 9- THCS TT Bình Dương 2010-2011.

PHÒNG GD ĐT PHÙ Mỹ ĐỀ , ĐỀ XUẤT THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN TRƯờNG THCS TT BÌNH DƯƠNG Năm Học: 2010 -2011 Môn : Vật Lý Lớp 9 Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Ngày thi: Bài 1:( 4 điểm) Một thuyền đi từ A đến B (cách nhau 6 km) mất thời gian 1 h rồi lại đi từ B trở về A mất 1 h 30phút Biết vận tốc của thuyền so với nước và vận tốc của nước so với bờ không đổi . Hỏi: a/ Nước chảy theo chiều nào? b/ Vận tốc thuyền so với nước và vận tốc nước so với bờ . c/ Muốn thời gian đi từ B trở về A cũng là 1h thì vận tốc của thuyền so với nước phải là bao nhiêu? Bài 2: (4điểm) Một bóng đèn hình cầu có đường kính 4cm được đặt trên trục của vật chắn sáng hình tròn, cách vật 20cm . Sau vật chắn sáng có một màn vuông góc với trục của hai vật, cách vật 40cm. a/ Tìm đường kính của vật, biết bóng đen có đường kính 16cm . b/ Tìm bề rộng vùng nửa tối . Bài 3: (5điểm) Người ta thả một miếng đồng có khối lượng m 1 = 200gam đã được đốt nóng đến nhiệt độ t 1 vào một nhiệt lượng kế chứa m 2 = 280gam nước ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C . Nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là t 3 = 80 0 C . Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của đồng và nước lần lượt là: c 1 = 400 (J/kg.K), D 1 = 8900 (kg/m 3 ) , c 2 = 4200 (J/kg.K), D 2 = 1000(kg/m 3 ) ; nhiệt hóa hơi của nước L = 2,3.10 6 (J/kg). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường . a/ Xác định nhiệt độ ban đầu t 1 của đồng . b/ Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m 3 cũng ở nhiệt dộ t 1 vào nhiệt lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m 3 . Xác định khối lượng đồng m 3 . Bài 4: (4điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ . Biết: U = 12V , R 1 = 15 Ω , R 2 = 10 Ω , R 3 = 12 Ω , R 4 là biến trở . Bỏ qua điện trở của ampekế và của dây nối . a/ Điều chỉnh cho R 4 = 6 Ω . Tính cường độ dòng điện qua ampekế. b/ Điều chỉnh R 4 sao cho dòng điện qua ampekế có chiều từ M đến N và có cường độ là 0,2A . Tính giá trị của R 4 tham gia vào mạch điện lúc đó . Bài 5: (3 điểm3) Một cơ hệ tạo ra từ hai thanh đồng chất, ba sợi dây nhẹ và một ròng rọc nằm ở trạng thái cân bằng (hình vẽ) . Bỏ qua ma sát với trục ròng rọc . Các sợi dây treo đều có phương thẳng đứng . Biết khối lượng của thanh trên là m 1 = 0,5kg , tìm khối lượng của thanh dưới // A B R 2 2 22 R 3 R 4 R 1 A M N U  L L ĐÁP ÁN VÀ HƯớNG DẫN CHấM Môn: Vật lý 9 Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện, năm học 2010 2011 Bài 1 : (4điểm) a/ Do thời gian đi từ A đến B bé hơn đi từ B về A nên nước chảy từ A đến B (0.5đ) b/ Gọi v 1 là vận tốc của thuyền so với nước v 2 là vận tốc của nước so với bờ (0.5đ) Khi đi từ A đến B t 1 = 1 2 S v v+ => v 1 + v 2 = 1 S t = 6 1 = 6 (1) (0.5đ) Khi đi từ B về A t 2 = 1 2 S v v− => v 1 - v 2 = 2 S t = 6 1,5 = 4 (2) (0.5đ) Từ (1) và (2) ta suy ra v 1 = 5km/h và v 2 = 1 km/h (1đ) c/ Để thời gian từ B về A vẫn là 1 giờ, nghĩa là ta có 1 = 1 2 S v v− hay v 1 = S + v 2 = 6 +1 = 7 km / h (1đ) Bài 2: (4điểm) (hình vẽ đúng 0, 5đ) a/ Xét ∆ OIA ~ ∆ OI 2 A 2 ⇒ 2 OI OI = 22 AI IA = 22 AB BA = 16 4 = 4 1 (0, 25đ) ⇒ 4 OI = OI 2 = OI + II 2 = OI + 60 ⇒ 3.OI = 60 hay OI = 20 cm (0, 5đ) Xét ∆ OIA ~ ∆ OI 1 A 1 ⇒ 1 OI OI = 11 AI IA = 11 AB BA (0, 25đ) ⇒ A 1 B 1 = OI OI 1 . AB = OI IIOI 1 + .AB = 4. 20 2020 + = 8 cm (0, 5đ) b/ Xét ∆ KIB ~ ∆ KI 1 A 1 , ta có: 1 1 1 1 1 1 2 KI IB AB KI I A A B = = = ⇒ KI 1 = 2KI (1) (0, 5đ) Mặt khác: IK + KI 1 = I I 1 =20cm (2) Từ (1) và (2) ⇒ KI 1 = 3 40 cm (0, 5đ) Xét ∆ KI 1 A 1 ~ ∆ KI 2 C , ta có: CI AI KI KI 2 11 2 1 = ⇒ I 2 C = 11 1 2 . AI KI KI (0, 5đ) Hay I 2 C = 4. 3 40 40 3 40 11 1 211 + = + AI KI IIKI = 16 cm A 1 B A B 1 k B 2 A 2 0 I 1 I 2 I C D Từ đó bề rộng của vùng nửa tối: A 2 C = I 2 C I 2 A 2 = 16 8 = 8 cm. (0, 5đ) Bài 3: (5 điểm) a/ Tính nhiệt độ t 1 Nhiệt lượng của mN kg đồng tỏa ra để hạ nhiệt độ từ t 1 xuống 80 0 C là: Q 1 = c 1 m 1 (t 1 80) (0, 25đ) Nhiệt lượng của m 2 kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 0 C đến 80 0 C là: Q 2 = 60 c 2 m 2 (0, 25đ) Phương trình cân bằng nhiệt Q 1 = Q 2 ⇒ t 1 = 2 2 1 1 60m c m c + 80 = 962 0 C (0, 75đ) Vậy nhiệt độ ban đầu của miếng đồng là 962 0 C (0, 25đ) b/ Tính khối lượng m 3 Khi thả thêm m 3 kg đồng ở nhiệt độ t 1 vào nhiệt lượng kế, sau khi có cân bằng nhiệt mà mực nước vẫn không thay đổi . Điều này chứng tỏ: + Nhiệt độ cân bằng nhiệt là 100 0 C . (0, 5đ) + Có một lượng nước bị hóa hơi . Thể tích nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng m 3 chiếm chỗ: V 2 / = 3 1 m D . (0, 5đ) Khối lượng nước hóa hơi ở 100 0 C là: m 2 / = V 2 / . D 2 = m 3 2 1 D D (0, 5đ) Nhiệt lượng thu vào của m 1 kg đồng, m 2 kg nước để tăng nhiệtđộ từ 80 0 C đến 100 0 Cvà của m 2 / kg nứơc hóa hơi hoàn toàn ở 100 0 C là: Q 3 = 20 ( c 1 m 1 + c 2 m 2 ) + Lm 3 2 1 D D (0, 5đ) Nhiệt lượng tỏa ra của m 3 kg đồng để hạ nhiệt độ từ t 1 = 962 0 C xuống 100 0 C là: Q 4 = 862c 1 m 3 . (0, 25đ) Phương trình cân bằng nhiệt mới .: Q 3 = Q 4 ⇒ 20 ( c 1 m 1 + c 2 m 2 ) + Lm 3 2 1 D D = 862c 1 m 3 (0, 5đ) ⇒ m 3 = 1 1 2 2 2 1 1 20( ) 862 c m c m D c L D + − = 0,29 (kg) = 290gam (0, 5đ) Vậy miếng đồng thả thêm vào có khối lượng 290gam (0, 25đ) Bài 4: (4điểm) a/Vì bỏ qua điện trở của ampekế nên ta chập M với N, mạch điện được vẽ lại như hình vẽ . Ta có: R 12 = 1 2 1 2 .R R R R+ = 150 25 = 6 Ω (0, 25đ) R 34 = 3 4 3 4 .R R R R+ = 72 18 = 4 Ω (0, 25đ) Điện trở toàn mạch R = R 12 + R 34 = 6 + 4 = 10 Ω (0, 25đ) Cường độ dòng điện trong mạch chính I = U R = 12 10 = 1,2 (A) (0, 25đ) B A R 2 2 22 R 3 R 4 R 1 M N U Cường độ dòng điện qua R 1 và R 3 I 1 = I 2 1 2 R R R+ = 12 25 = 0,48 (A) (0, 25đ) I 3 = I 4 3 4 R R R+ = 7,2 18 = 0,4 (A) (0, 25đ) Vì : I 1 > I 3 nên dòng điện qua ampekế chạy từ M đến N (0, 25đ) Vậy số chỉ của ampekế là: I A = I 1 - I 3 = 0, 48 0,4 = 0,08 (A) (0, 25đ) b/ Vì dòng điện có chiều từ M đến N nên: Ta có: I A = I 1 I 3 = 0,2 (A) (0, 25đ) Mà: I 1 = 12 1 U R I 3 = 34 3 U R = 12 3 12 U R − ⇒ 12 1 U R - 12 3 12 U R − = 0,2 (A) (0, 25đ) Thế các giá trị và giải ta được: U 12 = 8 (V) và U 34 = 4 (V) (0, 5đ) Ta có: I 4 = I 2 + I A = 12 2 U R + I A = 8 10 + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1(A) (0, 5đ) ⇒ R 4 = 34 4 U I = 4 1 = 4 Ω (0, 25đ) Vậy giá trị của R 4 tham gia vào mạch lúc này là 4 Ω (0, 25đ) Bài 5 (3điểm 3) Gọi TG là lực căng dây qua ròng rọc, T 2 là lực căng dây nối điểm C với O 1 (0.25điểm) Chọn O làm điểm tựa, từ điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: T 2 . OC = T 1 . OD . Vì CO = OD = 2 CD nên T 2 = T 1 (0.5điểm) Tương tự như trên T, chọn A làm điểm tựa ta có: ( P 1 + T 2 ) AO 1 = T 1 . AB ⇔ ( P 1 + T 2 ) AO 1 = T 2 . 2AO 1 (0.5điểm) ⇒ T 2 = P 1 = 10.m = 10. 0,5 = 5 (N) (0.5điểm) Chọn C làm điểm tựa ta có: P 2 .CO = T 1 .CD (0.5điểm) ⇔ P 2 .CO = T 2 . 2CO ⇔ P 2 = 2T 2 ⇒ P 2 = 2.5 = 10 N (0.5điểm) Vậy khối lượng thanh dưới (CD) là m = 10 2 P = 10 10 = 1 (kg) (0.25điểm) ( Mọi cách giải khác nếu đúng và lập luận chặt chẽ đều đạt điểm tối đa) //  L L T 1 T 1 T 2 O 1 O A B C D P 1 P 2 . PHÙ Mỹ ĐỀ , ĐỀ XUẤT THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN TRƯờNG THCS TT BÌNH DƯƠNG Năm Học: 2010 -2011 Môn : Vật Lý Lớp 9 Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Ngày thi: . 4cm được đặt trên trục của vật chắn sáng hình tròn, cách vật 20cm . Sau vật chắn sáng có một màn vuông góc với trục của hai vật, cách vật 40cm. a/ Tìm đường kính của vật, biết bóng đen có đường. treo đều có phương thẳng đứng . Biết khối lượng của thanh trên là m 1 = 0,5kg , tìm khối lượng của thanh dưới // A B R 2 2 22 R 3 R 4 R 1 A M N U  L L ĐÁP ÁN VÀ HƯớNG DẫN CHấM Môn: Vật lý