UBND HUYỆN NHO QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO MÃ KÍ HIỆU L-02-HSG9-11-PGDNQ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2011 - 2012 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề này gồm 05 câu, 01 trang) Câu 1(4,0 điểm): Người ta thả một miếng đồng có khối lượng m 1 = 0,2 kg đã được đốt nóng đến nhiệt độ t 1 vào một nhiệt lượng kế chứa m 2 = 0,28 kg 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 hoá hơi của nước (nhiệt lượng cần cung cho 1kg nước hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi) là L = 2,3.10 6 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường. 1. Xác định nhiệt độ ban đầu t 1 của đồng. 2. Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m 3 cũng ở nhiệt độ 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 . Câu 2 (3,0 điểm): Một ôtô chuyển động từ A tới B, trên nửa đoạn đường đầu ôtô đi với vận tốc 60km/h. Phần còn lại ôtô chuyển động trong nửa thời gian đầu với vận tốc 15km/h và 45km/h trong nửa thời gian sau. Tính vận tốc trung bình của ôtô trên cả quãng đường. Câu 3 (5,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V luôn không đổi, R 1 = 12Ω, R 2 = 9Ω, R 3 là biến trở, R 4 = 6 Ω. Điện trở của ampe kế và các dây dẫn không đáng kể. 1. Cho R 3 = 6Ω. tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R 1 , R 3 và số chỉ của ampe kế. 2. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V. 3. Nếu di chuyển con chạy để R 3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào ? Câu 4 : ( 5,0 điểm) Một vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ L 1 , thấu kính có tiêu cự f 1 = f . Vật AB cách thấu kính một khoảng 2f . a) Vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính L 1 , tìm khonảg cách từ ảnh tới thấu kính? b) Sau thấu kính L 1 người ta đặt một thấu kính phân kỳ L 2 có tiêu cự f 2 = 2 f . Thấu kính L 2 cách thấu kính L 1 một khoảng O 1 O 2 = 2 f , trục chính của hai thấu kính trùng nhau (như hình vẽ ). Vẽ ảnh của vật AB qua hai thấu kính trên và dùng hình học (không dùng công thức thấu kính) tìm khoảng cách từ ảnh cuối cùng A 2 B 2 đến thấu kính phân kỳ. c) Vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính thì tia ló có phương đi qua B (trong các câu a, b, c chỉ yêu cầu vẽ đúng, không yêu cầu giải thích cách vẽ). Câu 5 (3,0 điểm): Một vật bằng thuỷ tinh, được treo dưới một đĩa cân, và được cân bằng nhờ một số quả cân ở đĩa bên kia. Nhúng vật vào nước, để lấy lại thăng bằng cho cân, phải đặt lên đĩa treo vật một khối A B L 1 O 1 L 2 O 2 F 1 F 2 R 2 R 4 R 1 R 3 U A -+ lượng 32,6g. Nhúng vật vào trong một chất lỏng, để lấy lại thăng bằng cho cân, chỉ cần đặt lên đĩa treo một vật có khối lượng 28,3 g. Xác định khối lượng riêng của chất lỏng? UBND HUYỆN NHO QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO MÃ KÍ HIỆU L-02-HSG9-11-PGDNQ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2011 - 2012 MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) Câu Đáp án Điểm Câu 1 (4,0đ) 1. (1,5 điểm) Tính nhiệt độ t 1 : - Nhiệt lượng của m 1 kg đồng toả ra để hạ nhiệt độ từ t 1 xuống 80 0 C là : Q 1 = m 1. c 1 .(t 1 – t) = m 1. c 1 .(t 1 – 80) - Nhiệt lượng của m 2 kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 0 C đến 80 0 C là : Q 2 = m 2. c 2 .(t – t 2 ) = 60m 2. c 2 - Phương trình cân bằng nhiệt : Q 1 = Q 2 ⇒ t 1 = 2 2 1 1 60 80 m c m c + = 962 ( 0 C). 2. ( 2,5 điểm) Tính 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. + Có một lượng nước bị hóa hơi. Thể tích nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng m 3 chiếm chỗ: 3 2 1 ' m V D = . - Khối lượng nước hóa hơi ở 100 0 C là : , ' 2 2 2 2 3 1 . . D m V D m D = = . - Nhiệt lượng thu vào của m 1 kg đồng, m 2 kg nước để tăng nhiệt độ từ 80 0 C đến 100 0 C và của m’ 2 kg nước hoá hơi hoàn toàn ở 100 0 C là : 2 3 1 1 2 2 3 1 D Q = 20(c m + c m ) + Lm D . - Nhiệt lượng toả ra của m 3 kg đồng để hạ nhiệt độ từ t 1 = 962 0 C xuống 100 0 C là: Q 4 = 862 c 1 m 3 - Phương trình cân bằng nhiệt mới : Q 3 = Q 4 = 2 1 1 2 2 3 1 3 1 D =>20(c m + c m ) + Lm 862c m D = 1 1 2 2 3 2 1 1 20(c m + c m ) m = 0,29kg D 862c - L D 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ Câu 2 (3,0đ) Gọi S là quãng đường. Thời gian đi nửa quãng đường đầu t 1 = 1 2v S . Thời gian đi nửa quãng đường sau là t 2 . Quãng đường đi được tương ứng với khoảng thời gian 2 2 t là 0,25đ 0,25đ S 2 = v 2 . 2 2 t S 3 = v 3. 2 2 t Mặt khác S 2 + S 3 = 2 S <=> v 2 2 2 t + v 3 2 2 t = 2 S <=> (v 2 + v 3 )t 2 = S => t 2 = 32 vv S + Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là: V tb = 21 tt S + = 321 2 vv S v S S + + = 321 321 2 )(2 vvv vvv ++ + = 451560.2 )4515(60.2 ++ + = 40km/h 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ Câu 3 (5,0đ) 1. ( 1,5đ) Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế : 3 4 34 3 4 . 6.6 3 6 6 R R R R R = = = Ω + + R 234 = R 2 + R 34 = 9 + 3 = 12 Ω 2 234 24 2 12 U I A R = = = U 34 = I 2 .R 34 = 2.3 = 6V 3 3 3 6 1 6 U I A R = = = 1 1 24 2 12 U I A R = = = I a = I 1 + I 3 = 2 + 1 = 3A 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 2. (2,5điểm) Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R 3 = x U 1 = U - U V = 24 - 16 = 8V 1 1 1 8 2 12 3 U I R = = = A 1 2 1 2 2 13 2 1 1 3 2 1 9 9 12 9 21 I R I R I R I I R R R I I x x = ⇒ = + + + ⇒ = = + + + suy ra 1 21 21 2 9 9 3 x x I I + + = × = × = I 4 Ta có U V = U 3 + U 4 = I 3 .R 3 + I 4 .R 4 = I 1 .R 3 + I 4 .R 4 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ R 2 R 4 R 1 R 3 U I 3 I 4 I 2 I 1 I R 2 R 4 R 1 R 3 U V 2 21 2 2 4(21 ) 10 84 6 16 3 9 3 3 9 9 x x x x x + + + = × + × × = + = = ⇒ 10x + 84 = 144 suy ra x = 6 Ω . Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R 3 = 6 Ω 0,25đ 0,25đ 0,25đ 3. (1 điểm) Khi R 3 tăng thì điện trở của mạch tăng ⇒ 4 td U I I R = = : giảm ⇒ U 4 = I.R 4 :giảm ⇒ U 2 = U – U 4 : tăng ⇒ 2 2 2 U I R = : tăng ⇒ I 1 = I – I 2 :giảm ⇒ U 1 = I 1 .R 1 : giảm ⇒ U V = U – U 1 : tăng. Vậy số chỉ của vôn kế tăng khi R 3 tăng. 0,25đ 0,5đ 0,25đ Câu 4 (5,0đ) 1. (1,5 điểm) - Vẽ hình đúng : - Tính đúng khoảng cách O 1 B 1 = OB = 2f 0,5đ 0,5đ 2. (2,5 điểm) -Vẽ được 1 tia đúng qua hai thấu kính : -Vẽ được ảnh cuối cùng A 2 B 2 ảo (đường không liền nét) : -Vẽ tương đối đúng tỉ lệ : -Tính đúng khoảng cách O 2 B 2 = 3 4 f : 0.5đ 0,5đ 0,5đ 1,0đ 3. ( 1 ,0 điểm) Vẽ đúng đường truyền của tia sáng AIKM qua 2 thấu kính : - Vẽ đúng phần đường liền nét, đường đứt nét : - Vẽ thiếu mũi tên chỉ chiều truyền tia sáng không trừ điểm. 0,5đ 0,5đ Câu 5 (3,0đ) Cân thăng bằng, tức là trọng lượng các quả cân 32,6g đã triệt tiêu lực đẩy Acsimet do nước tác dụng vào vật. Vậy, lực đẩy Acsimet do nước tác dụng vào vật là F A = 10 x 0,0326 = 0,326 (N) Và lực đẩy Acsimet do chất lỏng tác dụng vào vật là F’ A = 10 x 0,0283 = 0,283 (N) Lực đẩy Acsimet tỉ lệ với trọng lượng riêng, cũng tức là tỉ lệ với khối lượng riêng của các chất lỏng do đó khối lượng riêng của các chất lỏng là: 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ B A O 1 B 1 A 1 L 1 F 1 B A O 1 B 1 A 1 L 1 A 2 B 2 O 2 L 2 I K M ' A n A F D D F = × 3 0,283 1000 868,09( / ) 0,326 kg m = × = 3 /868 mKgD ≈ 0,5đ 0,5đ * Chú ý: - Nếu thí sinh làm theo cách khác và tìm được kết quả đúng thì vẫn cho điểm tối đa - Nếu thí sinh viết được công thức đúng, thay số và tính ra kết quả sai, thì cho nửa số điểm ý đó . QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO MÃ KÍ HIỆU L-02-HSG9-11-PGDNQ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2011 - 2012 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề này gồm 05 câu, 01 trang) Câu 1(4,0 điểm):. NHO QUAN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO MÃ KÍ HIỆU L-02-HSG9-11-PGDNQ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2011 - 2012 MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) Câu Đáp án Điểm Câu 1 (4,0đ) 1 vào vật. Vậy, lực đẩy Acsimet do nước tác dụng vào vật là F A = 10 x 0,0326 = 0,326 (N) Và lực đẩy Acsimet do chất lỏng tác dụng vào vật là F’ A = 10 x 0,0283 = 0,283 (N) Lực đẩy Acsimet tỉ lệ