Đề thi Học Sinh giỏi Vật Lý lớp 9 các trường (50)

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – THCS CẤP THÀNH PHỐ TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2004 − −− − 2005 Khóa ngày 22 − −− − 02 − −− −2005 Môn thi VẬT LÝ Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ THI Bài 1: (4 điểm) Một khối hộp trọng lượng P = 1000N được đặt nằm trong một hồ nước, mặt trên của khối hộp ngang với mặt nước như hình 1. Khối hộp có chiều cao là h = 0,6m, tiết diện là S = 0,1m 2 . Trọng lượng riêng của nước là D = 10 000N/m 3 . Tác dụng lực F lên khối hộp theo phương thẳng đứng để di chuyển khối hộp thật chậm ra khỏi mặt nước. a) Gọi quãng đường đi của khối hộp là x (0 x ≤ ≤ h). Chứng minh rằng giá trò của F là một hàm bậc nhất theo x. Vẽ đồ thò biểu diễn sự biến đổi của F theo x. b) Cho biết khi F là hàm bậc nhất của x thì giá trò trung bình của F là 1 2 tb F F F 2 + = , F 1 và F 2 là các giá trò đầu và cuối của F. Tìm công của lực kéo F khi di chuyển khối hộp ra khỏi mặt nước. Bài 2: (4 điểm) Có hai bình nước, bình I chứa m 1 = 3,6kg nước ở nhiệt độ t 1 = 60 0 C, bình II chứa m 2 = 0,9kg nước ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C. Đầu tiên rót một lượng nước có khối lượng m từ bình I sang bình II. Sau đó khi nước trong bình II đã đạt được cân bằng nhiệt, người ta lại rót một khối lượng nước m từ bình II sang bình I. Nhiệt độ nước trong bình I khi cân bằng là ' 1 t = 59 0 C. a) Tìm nhiệt độ nước trong bình II. b) Sau đó người ta lại rót một khối lượng nước m từ bình I sang bình II và khi có cân bằng nhiệt lại rót một khối lượng nước m từ bình II trở về bình I. Tìm nhiệt độ sau cùng của nước trong mỗi bình. Cho rằng nước không trao đổi nhiệt với bình chứa và môi trường ngoài. Bài 3: (4 điểm) Hai gương phẳng G 1 và G 2 đặt song song đối diện nhau, mặt phản xạ quay vào nhau. Khoảng cách giữa hai gương là h = AC = 20cm, chiều dài mỗi gương là d = AB = CD = 85cm. Một bóng đèn nhỏ S đặt cách đều hai gương, ngang với các mép A và C của hai gương. Một người đặt mắt tại O ở cách đều hai gương và cách S đoạn l = SO = 100cm như hình 2. a) Hãy vẽ và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng từ S đến và phản xạ trên gương G 1 hai lần, trên gương G 2 một lần rồi đi đến mắt. Tính chiều dài đường đi của tia sáng này. b) Người này nhìn vào một gương sẽ thấy được tối đa bao nhiêu ảnh của S trong gương đó? Bài 4: (4 điểm) Mạch điện gồm nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi, vôn kế có điện trở R V , ampe kế có điện trở R A và điện trở thuần R được mắc lần lượt theo hai cách như hình 3. Trong cách mắc ở hình 3a, ampe kế chỉ 10 mA, vôn kế chỉ 2 V; ở hình 3b, ampe kế chỉ 2,5 mA. a) Lập biểu thức tính số chỉ của vôn kế trong hình 3a và số chỉ của ampe kế trong hình 3b theo U, R A , R V và R. b) Tìm giá trò của điện trở thuần R. Bài 5: (4 điểm) Trong cầu chì của một mạch điện, dây chì đường kính d 1 = 0,3mm bò nóng chảy và đứt khi có dòng điện I 1 = 1,8A đi qua, còn dây chì đường kính d 2 = 0,6mm bò nóng chảy và đứt khi có dòng điện I 2 = 5A đi qua. Hỏi dòng điện trong mạch là bao nhiêu sẽ làm đứt cầu chì có hai loại dây chì trên mắc song song nhau? Cho rằng các đoạn dây chì có cùng điện trở suất và cùng chiều dài. ĐỀ CHÍNH THỨC Hình 1 F S Hình 2 G 2 G 1 O D B C A C B A B C A U V A R Hình 3a Hình 3b R U V A SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – THCS CẤP THÀNH PHỐ TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2004 – 2005 - Môn VẬT LÝ HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: (4 điểm) a) Khi khối hộp di chuyển quãng đường x, lực kéo F là: F = P − F A = P − DS(h − x) = P − DSh + DSx ⇒ F là hàm bậc I của x (0,25đ × 4) Khi x = 0: F = 400N; khi x = h: F = 1000N (dạng đồ thò: 1đ; số liệu: 0,5đ) b) Lực kéo trung bình: F tb = 700N (0,5đ) Công của lực kéo: A = F tb .h = 420J (0,5đ + 0,5đ) Bài 2: (4 điểm) a) Nhiệt lượng do nước từ bình I truyền cho bình II: Q = m 1 c(t 1 − t 1 ’) = m 2 c(t 2 ’ − t 2 ) ⇒ t 2 ’ = 24 0 C (1đ × 2) b) Ta cũng có: Q = mc(t 1 − t 2 ’) = m 2 c(t 2 ’ − t 2 ) ⇒ m = 0,1kg (0,25đ × 2) Nhiệt lượng do nước truyền từ bình I sang bình II lần hai: Q’ = mc(t 1 ’ − t 2 ’’) = m 2 c(t 2 ’’ − t 2 ’) ⇒ t 2 ’’ = 27,5 0 C (0,25đ + 0,5đ) Q’ = m 1 c(t 1 ’ − t 1 ’’) = m 2 c(t 2 ’’ − t 2 ’) ⇒ t 1 ’’ = 58,125 0 C (0,25đ + 0,5đ) Bài 3: (4 điểm) a) Sự tạo ảnh: S 1 2 1 G G G 1 2 3 S S S → → → Cách vẽ: vẽ S 1 đx S qua G 1 , S 2 đx S 1 qua G 2 , S 3 đx S 2 qua G 1 . Nối S 3 O cắt G 1 tại I 3 , S 2 I 3 cắt G 2 tại I 2 , S 1 I 2 cắt G 1 tại I 1 . SI 1 I 2 I 3 O là đường đi tia sáng cần vẽ. Vẽ hình: … (0,5đ + 0,5đ) Chiều dài tia sáng bằng OS 3 = 2 2 2 2 3 OS SS 100 60 + = + ; 116,6cm (0,5đ + 0,5đ) b) Nối OB cắt AC tại K. Dùng tam giác đồng dạng tính được SK = 67cm. (0,5đ) Tính được khoảng cách từ ảnh S n đến S là SS n = n.h = 20.n (cm). (0,5đ) Đkiện SS n ≤ SK ⇒ n ≤ 3 ⇒ mắt thấy tối đa 3 ảnh của S trong một gương. (1đ) Bài 4: (4 điểm) Hình 3a: R tđ1 = R A + R CB = R A + V A V A V V V RR R R R R R R R R R R + + = + + (0,5đ) U V1 = CB V td1 A V A V U U .R .R R R R R R R R R = + + (0,5đ) Hình 3b: R tđ2 = R AC + R V = R V + A V A VA A A R R R R R R RR R R R R + + = + + (0,5đ) I A2 = AC td2 A A V A V R U U . .R R R R R R R R R = + + (0,5đ) b) Điện trở vôn kế: R V = V1 A2 U I = 800Ω (0,5đ) Hình 3a: R = V1 V1 A1 V U U I R − ; 267Ω (1đ + 0,5đ) Bài 5: (4 điểm) Gọi điện trở các đoạn dây chì là R 1 và R 2 : 2 1 2 2 2 1 1 R S d R S d   = =     = 4 (0,5đ) Hiệu điện thế hai đầu cầu chì: U = I 1 R 1 = I 2 R 2 2 1 1 2 I R I R ⇒ = = 4 (0,5đ) Cường độ dòng điện mạch chính: I = I 1 + I 2 = 5I 1 = 1,25I 2 (1đ) Để cầu chì không đứt: I 1 < 1,8A; I 2 < 5A ⇒ I < 6,25A (1đ) Khi I ≥ 6,25A thì dây chì II chảy trước, dây chì I chảy sau và cầu chì bò đứt. (1đ) ĐỀ CHÍNH THỨC 0,6 400 O 1000 F(N) x(m) . KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – THCS CẤP THÀNH PHỐ TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2004 − −− − 2005 Khóa ngày 22 − −− − 02 − −− −2005 Môn thi VẬT LÝ Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) . Hình 3b R U V A SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – THCS CẤP THÀNH PHỐ TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2004 – 2005 - Môn VẬT LÝ HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 1: (4 điểm) a) Khi khối. nhỏ S đặt cách đều hai gương, ngang với các mép A và C của hai gương. Một người đặt mắt tại O ở cách đều hai gương và cách S đoạn l = SO = 100cm như hình 2. a) Hãy vẽ và nêu cách vẽ đường