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

PHÒNG GD – ĐT PHÙ MỸ TRƯỜNG THCS TT PHÙ MỸ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9 – NĂM HỌC: 2010 – 2011 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Câu 1. (4,0 điểm) Hai ô tô xuất phát từ A chuyển động đều về B. Xe thứ hai khởi hành khi xe thứ nhất đã đi được 30km; khi xe thứ hai đi được 30km thì xe thứ nhất đã cách A 50 km. Biết thời gian hai xe cùng chạy qua quãng đường dài 1 km hơn kém nhau 30s. a) Tìm vận tốc của mỗi xe. b) Xe thứ hai đuổi kịp xe thứ nhất khi cách A bao nhiêu km? Câu 2. (4,0 điểm) Hai quả cầu giống nhau được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không dãn vắt qua ròng rọc cố định, một quả nhúng trong một bình nước (hình vẽ). Tìm vận tốc của các quả cầu. Biết rằng khi thả riêng một quả cầu vào nước thì quả cầu chuyển động đều với vận tốc v 2 =0,2m/s; lực cản tỉ lệ với vận tốc của quả cầu; khối lượng riêng của nước là D n = 1000kg/m 3 , của quả cầu là D = 1800kg/m 3 . Câu 3. (4,0 điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình 1 chứa m 1 = 2kg nước ở t 1 = 20 0 C, bình 2 chứa m 2 = 4kg nước ở nhiệt độ t 2 = 60 0 C . Người ta rót một lượng nước m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt, người ta lại rót một lượng nước như vậy từ bình 2 sang bình 1; nhiệt độ cân bằng ở bình 1 lúc này là t’ 1 = 21,95 0 C : Tính lượng nước m và nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt trong bình 2 ( t’ 2 ) Câu 4. (4,0 điểm) Ở hình bên có AB và CD là hai gương phẳng song song và quay mặt phản xạ vào nhau cách nhau 40 cm. Đặt điểm sáng S cách A một đoạn SA = 10 cm . SI // AB, cho SI = 40 cm a/ Trình bày cách vẽ một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên AB ở M, phản xạ trên CD tại N và đi qua I ? b/ Tính độ dài các đoạn AM và CN Câu 5. (4,0 điểm): Cho mạch điện MN như hình vẽ dưới đây, hiệu điện thế ở hai đầu mạch điện không đổi U MN = 7V; các điện trở R 1 = 3Ω và R 2 = 6Ω . AB là một dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện không đổi S = 0,1mm 2 , điện trở suất ρ = 4.10 -7 Ωm ; điện trở của ampe kế A và các dây nối không đáng kể : a/ Tính điện trở của dây dẫn AB ? b/ Dịch chuyển con chạy C sao cho AC = 1/2 BC. Tính cường độ dòng điện qua ampe kế ? c/ Xác định vị trí con chạy C để I a = 1/3A ? B I S D A C M N A C B A R 1 D U MN R 2 + - ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ĐÁP ÁN BĐ Câu 1. (4,0 điểm) Gọi vận tốc của các xe là v 1 và v 2 . Khi xe thứ hai đi được s 1 = 30km thì xe thứ nhất đi được s 2 = 50 – 30 = 20km. Vì cùng thời gian chuyển động nên: 1 1 2 2 20 2 (1) 30 3 v s v s = = = Vì v 1 <v 2 nên 1 2 1 1 30 1 (2) 3600 120v v − = = Từ (1) và (2) suy ra v 1 = 40km/h; v 2 = 60km/h 1đ 1đ 1đ 1đ Câu 2. (4,0 điểm) Gọi trọng lượng mỗi quả là P; lực đẩy acsimet tác dụng lên mỗi quả là F. Khi nối hai quả cầu thì quả cầu trong nước chuyển động từ dưới lên. P + F 1 = T + F ( F 1 là lực cản của nước, T là lực căng của dây) Vì hai quả cầu giống nhau nên P = T => F 1 = F = 10D n V.(1) Khi thả riêng một quả cầu trong nước, quả cầu chuyển động từ trên xuống: P = F + F 2 (F 2 là lực cản của nước) => F 2 = P – F = 10(D –D n )V (2) Do lực cản tỉ lệ với vận tốc nên 1 1 2 2 10 10( ) n n n n D V D v F v F D D D D = = = − − 2 1 n n v D v D D ⇒ = − = 0,25m/s 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1đ 1đ Câu 3. (3,0 điểm) + Phương trình cân bằng nhiệt ở bình 2: m.(t’ 2 - t 1 ) = m 2 .( t 2 - t’ 2 ) (1) + Phương trình cân bằng nhiệt ở bình 1 : m.( t’ 2 - t’ 1 ) = ( m 1 - m )( t’ 1 - t 1 ) (2) ⇔ m t’ 2 - m t’ 1 = m 1 t’ 1 - m t’ 1 - m 1 t 1 + mt ⇔ ' 1 1 1 ' 2 1 t t m m t t − = − (3) + Từ (1) & (2) ⇒ 2 11122 2 )'(. ' m ttmtm t −− = = 0 4.60 2(21,95 20) 59 4 C − − = (4). Thay (4) vào (3) ⇒ m = 21,95 20 2 0,1( ) 59 20 m kg − = = − 0,5đ 0,5đ 1đ 1đ Câu 4. (4,0 điểm) a) Trình bày cách vẽ một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên AB ở M, phản xạ trên CD tại N và đi qua I: Lấy điểm S’ đối xứng với S qua A; lấy điểm I’ đối xứng với I qua D. Nối S’I’ cắt gương AB tại M và cắt gương CD tại N. Tia sáng SMNI là tia sáng cần vẽ b) Tính độ dài các đoạn AM và CN Ta có ∆ CNS’ : ∆ EI’S’ ' ' ' CN EI CS ES ⇒ = Hv:1đ 1đ 0,5đ B I S D A C N I’ M S’ E ' ' ' 40.10 5 40 10 30 EI AM AS cm ES ⇒ = = = + + Ta có ∆ AMS’ : ∆ EI’S’ ' ' ' AM EI AS ES ⇒ = ' ' ' 40.(10 40) 25 40 10 30 EI CN CS cm ES + ⇒ = = = + + 0,5đ 0,5đ 0,5đ Câu 5. (5,0 điểm) a/ Đổi 0,1mm 2 = 1. 10 -7 m 2 . Áp dụng công thức tính điện trở 7 7 4.10 .1,5 . 6 1.10 l R S ρ − − = = = Ω 6Ω b/ Khi 2 BC AC = ⇒ R AC = 3 1 .R AB ⇒ R AC = 2Ω và R CB = R AB - R AC = 4Ω Xét mạch cầu MN ta có 2 3 21 == CBAC R R R R nên mạch cầu là cân bằng. Vậy I A = 0 c/ Đặt R AC = x ( ĐK : 0 ≤ x ≤ 6Ω ) ta có R CB = ( 6 - x ) * Điện trở mạch ngoài gồm ( R 1 // R AC ) nối tiếp ( R 2 // R CB ) là )6(6 )6.(6 3 .3 x x x x R −+ − + + = = 3 6(6 ) 3 12 x x x x − + + − = 2 54 9 108 (3 )(12 ) x x x x − + + − * Cường độ dòng điện trong mạch chính : == R U I 2 7(3 )(12 ) 54 9 108 x x x x + − − + * Áp dụng công thức tính HĐT của mạch // có : U AD = R AD . I = I x x . 3 .3 + = 2 21 (12 ) 54 9 108 x x x x − − + Và U DB = R DB . I = I x x . 12 )6.(6 − − = 2 6.7(3 )(6 ) 54 9 108 x x x x + − − + * Ta có cường độ dòng điện qua R 1 ; R 2 lần lượt là : I 1 = 1 R U AD = 2 7 (12 ) (54 9 108) x x x x − − + và I 2 = 2 R U DB = 2 7(6 )(3 ) 54 9 108 x x x x − + − + Vì cực dương của ampe kế gắn vào D nên : I 1 = I a + I 2 ⇒ I a = I 1 - I 2 (1) Thay I a = 1/3A vào (1) ⇒ 1 3 = 2 7 (12 ) (54 9 108) x x x x − − + - 2 7(6 )(3 ) 54 9 108 x x x x − + − + Qui đồng, rút gọn ta được phương trình 2 15 54 0x x+ − = Giải phương trình bậc 2 này được x = 3Ω ( loại giá trị -18) * Để định vị trí điểm C ta lập tỉ số 1,5.3 0,75 6 AC AB R AC AC m AB R = ⇒ = = 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ . PHÒNG GD – ĐT PHÙ MỸ TRƯỜNG THCS TT PHÙ MỸ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9 – NĂM HỌC: 2010 – 2011 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Câu 1. (4,0 điểm) Hai ô. ? B I S D A C M N A C B A R 1 D U MN R 2 + - ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ĐÁP ÁN BĐ Câu 1. (4,0 điểm) Gọi vận tốc của các xe là v 1 và v 2 . Khi xe thứ hai đi được s 1 = 30km thì xe. m và nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt trong bình 2 ( t’ 2 ) Câu 4. (4,0 điểm) Ở hình bên có AB và CD là hai gương phẳng song song và quay mặt phản xạ vào nhau cách nhau 40 cm. Đặt điểm sáng