Đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9 số 9

Hãy: a Dùng kiến thức vật lý về công suất để giải thích tại sao trong điều kiện bình thường ô tô đi từ A đến B mất nhiều thời gian hơn khi đi theo chiều ngược lại.. a Nêu cách vẽ đường đ

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HUYỆN YÊN ĐỊNH

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN

NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn thi: Vật Lý

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 20-02-2014

(Đề thi này gồm 05 câu trong 01 trang)

Câu 1 (4.0 điểm)

Hàng ngày một ô tô chở gạo đi từ địa điểm A đến địa điểm B Khi đi ô tô chở đầy gạo, sau khi dỡ h Õt hàng xuống tại B ô tô lại quay về A để nhận hàng Trong mỗi hành trình ô tô chuyển động đều với vận tốc tối đa

có thể đạt được và thời gian lượt đi nhiều hơn thời gian lượt về là 10 phút Trong một lần đi từ B về A, ô tô cứ chạy 10 phút lại nghỉ 10 phút, chặng cuối ô tô đi trong thời gian 5 phút và về đến A muộn hơn bình thường là

20 phút Hãy:

a) Dùng kiến thức vật lý về công suất để giải thích tại sao trong điều kiện bình thường ô tô đi từ A đến B mất nhiều thời gian hơn khi đi theo chiều ngược lại

b) Cho biết tỷ số giữa hai giá trị vận tốc của ô tô khi chở gạo và khi không chở gạo

c) Chứng tỏ rằng quãng đường AB không thể có độ dài tới 100km

Câu 2 (4.0 điểm)

Ống thủy tinh hình chữ U có các nhánh hình trụ, dài, thành mỏng, chia vạch đặt thẳng đứng, chứa nước

c) Nếu h3 = 10 cm, Δh=1cm thì khối lượng riêng D3 của chất lỏng có giá trị nào?

Câu 3 (3.0 điểm)

Hãy trả lời các câu hỏi sau:

1) Vì sao máy biến thế chỉ sử dụng dòng điện xoay chiều mà không sử dụng dòng điện nguồn pin hay acqui?

2) Tăng điện áp (hiệu điện thế) từ 220V lên 22kV trước khi truyền tải điện đi xa thì có lợi gì?

3) Cực từ Bắc và cực từ Nam của Trái đất nằm ở sát vị trí địa lí nào? Lấy căn cứ nào để chứng tỏ các khẳng định trên là đúng?

Câu 4 (4.0 điểm)

Hai gương phẳng AB và CD cùng chiều dài L (cm), đặt thẳng đứng, song song, hai mặt sáng quay vào nhau, cách nhau d = L/3 Điểm sáng S nằm trên đường AC vuông góc 2 gương, cách đều các mép A và C

a) Nêu cách vẽ đường đi của tia sáng xuất phát từ S gặp gương AB tại I, phản xạ gặp gương CD tại K và

b) Giữ nguyên vị trí hai gương và S, giả sử độ dài hai gương rất lớn Xét tia sáng SM xuất phát từ S tới

phẳng tới đi qua A, để tia phản xạ tại gương AB chắc chắn không gặp gương CD thì gương CD phải quay quanh trục vuông góc mặt phẳng tới đi qua C một góc có giá trị bao nhiêu?

Câu 5 (5.0 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ (Hình.1)

Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi

Biết R1 = 3Ω, R2 = R4 = R5 = 2Ω, R3 = 1Ω

Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể

1/ Khi khoá K mở Tính:

a) Điện trở tương đương của cả mạch

2/ Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này

Hết

Họ tên thí sinh: Số báo danh:

Giám thị không giải thích gì thêm

Þ Þ

(Hình 1) A

K

B

R5

R

3

R1

R2

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

-A-Lưu ý: Có thể chia nhỏ hơn điểm đã phân phối cho các ý Điểm mỗi câu và điểm toàn bài làm tròn đến

0,25 theo quy tắc làm tròn số

Học sinh có thể có cách giải khác nhau, nhưng phương pháp giải và kết quả đúng thì vẫn cho điểm theo phân phối điểm tương ứng trong hướng dẫn chấm

B- lời giải và cách cho điểm:

a) Gọi chiều dài quãng đường AB là S, vận tốc lượt đi và lượt về lần lượt là v1 vàv2 ;công suất của

động cơ là N Từ công thức tính công suất N =

t

A

suy ra N = F

t

S

= F

t

t v.

Cùng chiều dài quãng đường, thời gian đi tỷ lệ nghịch với vận tốc, vì vậy lượt đi mất nhiều thời

gian hơn lượt về

Sẽ không cho điểm phần a) nếu như không căn cứ từ công thức tính công suất động cơ.

0.25

b) Gọi thời gian ô tô thực hiện lượt đi và lượt về lần lượt là t1 và t2

Từ đề bài t1= S/v1, t2= S/v2

⇒

2

1 v

S v

nghỉ 10 phút nên ô tô đi với vận tốc trung bình là v2/2 và với thời gian nhiều hơn t1 là 20-5=15 (phút)

2

) 5 (

2 2

v

S v

v S

+

=

−

(2).

0.5 0.5

Từ (2) ⇒ S= 25.v2; Thay vào (1) ⇒ S= 35.v1

Tỷ số

7

5

2

1 =

v

v

Giá trị vận tốc ô tô lượt đi bằng

7

5

c) Giả sử S > 100km ⇒ 25v2 >100 và v2 > 4km/ph = 240km/h

a)Xét áp suất gây bởi cột dầu lên điểm M trên mặt phân cách dầu -nước và áp suất gây bởi cột

nước lên điểm N trong nước bên nhánh A ngang bằng điểm M

Gọi D1, h1 và D2, h2 lầnlượt là khối lượng riêng, chiều cao (so đường NM)của cột nước và dầu

Theo ĐL Paxcan: PM = PN ⇒ D1.h1 = D2.h2 (1)

Vì dầu có KL riêng nhỏ hơn nước, nên h2 > h1 và vì h2 - h1 =

5

2

h ⇒ h1 =

5

4h2

(2)

0.5 0.5

Từ (2) và (1) ⇒ D2 =

5

4D1

hơn mặt thoáng dầu và trường hợp mặt thoáng chất lỏng thấp hơn mặt thoáng dầu

Cả 2 trường hợp mặt phân cách chất lỏng-nước cao hơn mặt phân cách dầu-nước

Chọn điểm M trên mặt phân cách dầu -nước và điểm N bên nhánh A ngang bằng điểm M; khối

lượng riêng và chiều cao cột chất lỏng là D3 và h3 Áp suất gây cột dầu lên điểm M và áp suất gây bởi

cột chất lỏng và cột nước lên N bằng nhau:

0.5

0.5

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HUYỆN YÊN ĐỊNH

HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN

NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn thi: Vật Lý

D2.h2 = D3.h3 + D1.h1 ⇒ D3 =

3

1 1 2

2

h

h D h

h1=10+0,5-5 =5,5 (cm), h3 = 5cm; D1 =1000kg/m3, D2 =800kg/m3

⇒ Tính ra D3 = 500 kg/m3

h1=10-0,5-5 = 4,5 (cm), h3 = 5cm; D1 =1000kg/m3, D2 =800kg/m3

⇒ Tính ra D3 = 700 kg/m3

0.5

c) Tương tự như phần (b) với chú ý là 2 điểm M, N phải nằm cùng trong một môi trường (mặt

phân cách của nước với môi trường khác cũng coi là môi trường nước).

+Trường hợp 1 có phương trình: D2.h2 = D3.h3 + D1.h1 Thay số có D3=700 kg/m3

+Trường hợp 2 có phương trình: D3.h3 = D2.h2 + D1.h1 Thay số có D3=900 kg/m3

0.5 0.5

đường sức xuyên qua tiết diện của cuộn dây dẫn” thì trong cuộn dây dẫn xuất hiện dòng điện cảm

ứng

0.5

sức do nó tạo ra không đổi vì vậy không thể có dòng điện cảm ứng ở cuộn dây thứ cấp (máy biến thế

không hoạt động)

0.5

•Nếu tăng điện áp từ U1 = 220V lên U2 = 22kV, nghĩa là tăng lên 100 lần Theo công thức trên,

• Chứng minh bằng cách sau: khi để kim la bàn ở trạng thái tự do thì cực từ của kim la bàn phải

6

L

Chứng minh bài toán phụ: gương quay 1 góc α tại trục quay bất kỳ nằm trong mặt phẳng gương,

Khi gương AB quay góc α , tia phản xạ tại gương AB quay 1 góc 2α tới gặp gương CD với góc

Vì α nhỏ, kích thước gương lớn nên loại trừ trường hợp khi gặp gương AB tia sáng phản xạ

vượt ra ngoài giới hạn CD

Để tia phản xạ chắc chắn không gặp gương CD thì phải quay sao cho CD ít nhất song song với

tia phản xạ này Kết luận gương phải quay 1 góc có giá trị ít nhất bằng β =600-2α

0.5

1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5

Điện trở R13:

R13 = R1+ R3 = 3 + 1=4(Ω) 0.25

Điện trở R24:

R24 = R2 + R4 = 2 + 2= 4(Ω) 0.25

Điện trở R1234 = = Ω

+

= + 4 4 2

4 4

24 13

24 13

R R

R R

0.25

Điện trở tương đương cả mạch:

RAB = R5 + R1234 = 2 + 2= 4(Ω) 0.25

b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB:

I = 20

5( ) 4

AB

U

A

Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 5A

Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song :

U1234 = I1234 R1234 = 5 2 = 10(V) 0.25

Vì R13 // R24 nên U23 = U24 = U1234 = 10V

Cường độ dòng điện qua R24 :

I24 = 24

24

10 2,5( ) 4

U

A

Số chỉ của ampe kế:

2/ Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // ( Rx nt Ry)

1 3

5

x y

U I

R R R R R

R R R R

+

0.25

20

2 4

x y

x y

R R I

R R

+

(1) 0.25

Vì R13 // Rxy nên :

2 1 3

I R R R R

+

= + + + hay

I = R R

+ + => I = 4 + R 4x + Ry (2) 0.25

Từ (1) và (2) suy ra:

4

4

x y

R R

= (4 10(4 ) 2.(x y) )

R R

R R R R

+ + + + ⇒ Rx + Ry = 12(Ω) 0.25

Khi K đóng: R5 nt [( R1 // Rx ) nt ( R3 // Ry)]

Cường độ dòng điện trong mạch chính:

'

3 1

5

20

.

I

R R

R R R

R R R R

=

0.25

⇒

3 2

y x

I

R R

=

0.25

' 20(3 )(13 )

I

= + − + − + − + (3) 0.25

Vì R1 // Rx nên:

2' 1

I R

I = R R

1' 3

I = R

+ hay

3

x

R

I = +

Từ (3) và (4) suy ra:

3

3

x

R

6Rx2 – 128Rx + 666 = 0 Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm

0.25

Rx1 = 12,33 , Rx2 = 9 theo điều kiện ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9(Ω)