Đề + Đáp án Kỳ thi HSG Vật lý 9 Tỉnh An Giang năm học 2012 - 2013

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS ANGIANG NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN : VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể phát đề) Số báo danh: . . . . . . . . . . . . Họ tên thí sinh:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Câu 1: (4 điểm) Ba xe đạp đi từ A đến B với các vận tốc không đổi. Xe 1 và xe 2 xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là v 1 = 12km/h và v 2 = 18km/h. Xe 3 xuất phát sau hai xe trên 20 phút. Khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau của xe 3 với hai xe đi trước là 2 giờ 30 phút. Tìm vận tốc của xe thứ 3. Câu 2: (4 điểm) Người ta dùng dây hợp kim nicrôm có tiết diện 0,15mm 2 để làm một biến trở. Biết điện trở lớn nhất của biến trở là 60 Ω . a) Tính chiều dài của dây nicrôm cần dùng. Biết điện trở suất của dây hợp kim nicrôm là 1,1.10 -6 Ω m. b) Dây điện trở của biến trở được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn đường kính 1,7mm. Tính số vòng dây của biến trở này. Câu 3: (4 điểm) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m 1 = 120g, chứa một lượng nước có khối lượng 600g ở cùng nhiệt độ t 1 = 26 0 C. Người ta thả vào đó một viên bi nhôm và một viên bi thiếc có khối lượng tổng cộng 180g đã được nung nóng tới nhiệt độ t 2 = 106 0 C. Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là t=30 0 C. Tính khối lượng m 3 của viên bi nhôm và m 4 của viên bi thiếc. Biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nước, của nhôm, của thiếc lần lượt là C 1 = 460J/kg.K; C 2 = 4200j/kg.K; C 3 = 900J/kg,K; C 4 = 230J/kg.K. Câu 4: (4 điểm) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (điểm A trên trục chính) cho ảnh thật A 1 B 1 . Khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính là 20cm. Dịch chuyển vật một đoạn 15cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A 2 B 2 lớn gấp hai lần ảnh A 1 B 1 . Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước khi dịch chuyển. Câu 5: (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế U=24V, các điện trở: R 1 = 12 Ω ; R 2 = 9 Ω ; R 4 = 6 Ω và R 3 là biến trở. Am pe kế có điện trở không đáng kể. 1. Cho R 3 = 6 Ω . 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 rất lớn. Điều chỉnh biến trở để vôn kế chỉ 16V. Tìm giá trị R 3 của biến trở. Hết Giám thị không được giải thích gì thêm HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1 (4 điểm) Tóm tắt cách giải Điểm Khi xe 3 xuất phát thì xe 1 cách A 4km, xe 2 cách A 6km. Gọi t 1 , t 2 là thời gian từ khi xe 3 xuất phát cho đến khi gặp xe 1 và xe 2. Ta có: v 3 . t 1 = 4 + 12t 1 => t 1 = 3 4 12v − (1) V 3 . t 2 = 6 + 18t 1 => t 2 = 3 6 18v − (2) Theo đề bài : t 2 – t 1 = 2,5 (3) Thay (1), (2) vào (3) ta được: 3 6 18v − - 3 4 12v − = 2,5  2,5v 3 2 – 77v 3 + 540 = 0  v 3 = 20km/h và v 3 = 10km/h Vì v 3 phải lớn hơn v 1 và v 2 nên ta chọn v 3 = 20km/h 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 2 (4 điểm) Tóm tắt cách giải Điểm a) Chiều dài sợi dây: R = l RS l S ρ ρ => = = . . . . . . . . . . .= 8,18m b) Chiều dài mỗi vòng dây chính là chu vi lõi sứ: l’ = π .d Số vòng dây: n = ' . l l l d π = = 153,2 vòng 2 2 Câu 3 (4 điểm) Tóm tắt cách giải Điểm Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ: + Nhiệt lượng kế: Q 1 = m 1 .C 1 .(t – t 1 ) (1) + Nước: Q 2 = m 2 .C 2 .(t – t 1 ) (2) Nhiệt lượng do viên bi nhôm và thiếc tỏa ra: + Nhôm: Q 3 = m 3 .C 3 .(t 2 – t) (3) + Thiếc: Q 4 = m 4 .C 4 .(t 2 – t) (4) Khi có cân bằng nhiệt: Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 (5) Thay (1), (2), (3), (4) vào (5) => (m 1 .C 1 + m 2 .C 2 ). (t – t 1 ) = (m 3 .C 3 + m 4 .C 4 ). (t 2 – t) => m 3 .C 3 + m 4 .C 4 = 1 1 2 2 1 2 ( ).( )m C m C t t t t + − − =>m 3 .C 3 + m 4 .C 4 = (0,12.460 0,6.4200).(30 26) (106 30) + − − = 135,54 Theo đề bài: m 3 + m 4 = 0,18 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Nên ta có hệ phương trình: m 3 .900 + m 4 .230 = 135,54 m 3 + m 4 = 0,18 Giải hệ pt trên ta được m 3 ≈ 140,5g và m 4 ≈ 39,5g 0,5 0,5 Câu 4 (4 điểm) Tóm tắt cách giải Điểm + Vị trí ban đầu của vật: Xét hai tam giác đồng dạng OA 0 B 0 và OA 1 B 1 1 1 1 0 0 0 A B OA A B OA = (1) Xét hai tam giác đồng dạng OIF và A 1 FB 1 1 1 1 1 1 1 0 0 OF OF A B A B FA OA OI A B FO − = = = (2) Từ (1) và (2) suy ra: 1 1 1 0 0 0 A B OA A B OA = = 1 OF OF OA − = 1 1 0 ( OF)OA OA OA OF − − − = 0 OF OA OF− => 1 1 0 0 A B A B = 0 20 20OA − (3) + Vị trí lúc sau của vật: Xét hai tam giác đồng dạng OAB và OA 2 B 2 2 2 2 A B OA AB OA = (4) Xét hai tam giác đồng dạng FOI và FA 2 B 2 2 2 2 2 2 2 A B A B FA OA OF OI AB OF OF + = = = (5) Từ (4) và (5) suy ra 2 2 2 A B OA AB OA = = 2 OA OF OF + = 2 2 ( OF) OF OF OF-OA OA OA OA − + = − => 2 2 A B AB = 0 0 OF 20 OF-(OA 15) 35 OA = − − (6) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Mặt khác A 2 B 2 = 2A 1 B 1 (7) Thay (7) vào (6) => 1 1 0 10 35 A B AB OA = − (8) Từ (7) và (8) suy ra OA 0 = 30cm 0,5 0,5 Câu 5 (4 điểm) Tóm tắt cách giải Điểm a) Tìm số chỉ ampe: Sơ đồ mạch điện: [(R 3 //R 4 )nt R 2 ]//R 1 Ampe kế chỉ dòng điện qua R 1 và R 3 hay I A = I 1 + I 3 Với 1 1 24 2 12 U I A R = = = + R 3 // R 4 => R 34 = …… = 3 Ω + R 34 nt R 2 => R 234 =…… =12 Ω 2 234 24 2 12 U I A R = = = Vì R 3 = R 4 => I 3 = I 4 = 2 1 2 I A= Vậy số chỉ ampe kế : I A = I 1 + I 3 = ……= 3A 0,5 0,5 0,5 0,5 b) Thay ampe kế bởi vôn kế: U 1 = U – U CB = 24 – 16 = 8V I 1 = 1 1 8 2 12 3 U A R = = I 2 R 2 = I 1 (R 1 + R 3 ) => I 2 = I 1 1 2 2 R R R   +  ÷   Suy ra I = I 4 =I 1 + I 2 = I 1 1 3 3 2 21 2 1 3 9 R R R R   + +   + =  ÷  ÷     Mặt khác: U CB = U 3 + U 4 = I 3 R 3 + I 4 R 4  16 = 3 3 21 2 2 .6 3 3 9 R R +   +  ÷    R 3 = 6 Ω 0,5 0,5 0,25 0,25 0,5 . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS ANGIANG NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN : VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể phát đề) Số báo danh: . . . . . . . . . . . . Họ. I = I 4 =I 1 + I 2 = I 1 1 3 3 2 21 2 1 3 9 R R R R   + +   + =  ÷  ÷     Mặt khác: U CB = U 3 + U 4 = I 3 R 3 + I 4 R 4  16 = 3 3 21 2 2 .6 3 3 9 R R +   +  ÷    R 3 . t t t + − − =>m 3 .C 3 + m 4 .C 4 = (0,12.460 0,6.4200).(30 26) (106 30) + − − = 135,54 Theo đề bài: m 3 + m 4 = 0,18 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Nên ta có hệ phương trình: m 3 .90 0 + m 4 .230