Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (6)

Phòng Giáo dục đào tạo phù ninh Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện lớp Năm học 2011 - 2012 Môn : Vật lý Ngày thi: 25 tháng 11 năm 2011 Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4 điểm ) Cùng lúc, có hai ngời khởi hành từ A để quãng đờng ABC (với AB = 2BC) Ngời thứ quãng đờng AB với vận tốc 12km/h, quãng đờng BC với vận tốc 4km/h Ngời thứ hai quãng đờng AB với vận tốc 4km/h, quãng đờng BC với vận tốc 12km/h Ngời đến trớc ngời 30 phút Ai đến sớm hơn? Tìm chiều dài quãng đờng ABC Câu 2: (3 điểm ) Ngời ta đổ lợng nớc sôi vào thùng chứa nớc nhiệt độ phòng 25 C thấy cân nhiệt độ nớc thùng 700C Nếu đổ lợng nớc sôi vào thùng nhng ban đầu không chứa nhiệt độ nớc cân bao nhiêu? Biết lợng nớc sôi đổ vào thùng gấp lần lợng nớc nguội Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trờng Câu : (4 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện Đ Đ không đổi U = 33V Bốn bóng đèn R nh có ghi 6V-12W Một B A biến trở có ghi 15 - 6A, điện trở R M N = a Nếu di chuyển chạy Đ Đ đến vị trí N, bóng đèn sáng nh nào? Tại sao? b Muốn cho bóng đèn sáng bình thờng phải di chuyển chạy phía nào? Tìm điện trở biến trở c Đặt chạy vị trí M có đợc không? Tại sao? Câu (5 điểm ) Cho mạch điện nh hình vẽ Hiệu điện đặt vào mạch UAB = 7V K không đổi Các điện trở R1 = 2, R2 = 3, đèn R N + _ U X có điện trở R3 = RCD biến trở chạy A B R R Ampe kế, khóa K dây nối có điện trở không đáng kể M A a K đóng, dịch chuyển chạy trùng D C với C, đèn sáng bình thờng Xác định số am pe kế, hiệu điện công suất định mức đèn b K mở, di chuyển chạy M đến vị trí cho RCM = cờng độ dòng điện qua đèn 0,5A Tìm điện trở biến trở RCD c Đóng khóa K, công suất tiêu thụ R2 0,75W Xác định vị trí chạy M tính số ampe kế Câu 5: ( điểm ) Hai gơng phẳng giống AB AC đợc B đặt hợp với góc 60 , mặt phản xạ hớng vào cho tam giác ABC S tam giác Một nguồn sáng điểm S di chuyển cạnh BC Ta xét mặt phẳng hình vẽ Gọi S1 ảnh S qua AB, S2 ảnh S1 qua AC a Hãy nêu cách vẽ đờng tia sáng phát 60 A từ S, phản xạ lần lợt AB, AC S Chứng tỏ độ dài SS2; b Với vị trí S BC để tổng đờng tia sáng câu a bé nhất? hết Họ tên thí sinh: Số báo danh : Phòng thi Chú ý: Cán coi thi không giải thích thêm o C Phòng GD & ĐT Phù ninh Hớng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi cấp huyện năm học 2011 - 2012 Môn : vật lý Câu : ( điểm ) Thời gian ngời thứ quãng đờng ABC : t1 = AB v1 + BC v2 = 2BC 12 + BC = 5BC 12 Thời gian ngời thứ hai quãng đờng ABC : AB BC ' ' 2BC BC 1đ 7BC t2 = v + v = + 12 = 12 Ta thấy t2 > t1 nên ngời thứ đến sớm ngời thứ hai 30 phút = 0,5h Vậy ta có : 7.BC 5BC t2 - t1 = 12 - 12 = 0,5 BC = 3km AB = 2BC = 6km Ta đợc quãng đờng ABC dài 9km Câu 2: ( điểm ) Gọi khối lợng nhiệt dung riêng nớc phòng m , c ; thùng m1 , c1 ( m , c , m1 , c > ) Theo ta có khối lợng nớc sôi 2m (kg) Khi đổ lợng nớc sôi vào thùng nớc ta có : Qtỏa = Qthu 1đ 0,5đ 1đ 0,5đ 0,5đ 2mc(t2 - tcb1) = m1c1( tcb1 - t1) + mc (tcb1 - t1) 1đ 2mc (100 -70 ) = m1c1(70 -25 ) + mc (70 - 25 ) 60mc = 45m1c1 + 45mc 15mc = 45m1c1 mc = 3m1c1 ( *) Khi đổ lợng nớc sôi vào thùng không chứa nớc ta có : Qtỏa = Qthu 1đ 2mc(t2 - tcb2) = m1c1( tcb2 - t1) 2mc (100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25) Thay (*) vào ta đợc : 2.3m1c1(100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25) 600 - tcb2 = tcb2 - 25 t 0,5đ cb2 89,3 Vậy nhiệt độ nớc cân 89,3 Câu : ( 4điểm ) a (1.5đ) - Điện trở đèn: Rd = U = =3 P 12 0,25đ - Điện trở tơng đơng đoạn mạch AB: R R 0,5đ RAB = Rb + 2R + R +R= Rb+Rđ + R = 15 + + = 22 dm d d d d - Cờng độ dòng điện qua mạch: I = U AB R AB = 33 22 = 1,5A 0,25đ - Vì bóng đèn giống nhau, nên cờng độ dòng điện qua bóng đèn : 0,25đ I 1,5 I12 = I34 = = = 0,75A - Cờng độ dòng điện định mức qua đèn : P Iđm = U = 126 = 2A Ta thấy I12 < Iđm nên đèn sáng yếu b (1.5đ) - Đèn sáng bình thờng : I12 = I34 = 2A - Cờng độ dòng điện qua mạch: IAB = I12 + I34 = + = 4A - Điện trở tơng đơng đoạn mạch AB : RAB = Rb + Rđ + R = UI = 33 = 8,25 Rb = 8,25 - Rđ - R = 8,25 - - = 1,25 Vậy phải dịch chuyển chạy phía M c.(1đ) Khi đặt chạy vị trí M RMN không tham gia vào mạch điện nên ta có: Cờng độ dòng điện qua mạch : U U 4,71A IAB = R = R + R = 33 0,25đ dm 0,5đ AB ' AB AB AB 1đ 0,5đ AB d - Cờng độ dòng điện qua bóng đèn : I12 = I34 = I = 4,271 2,4A Ta thấy : I12 > Iđm : đèn sáng dễ bị hỏng Không nên đặt chạy vị trí M '' AB 0,5đ Câu 4: ( điểm ) a ( 1,5đ) - Khi k đóng di chuyển chạy trùng với C Mạch điện gồm : ( R2 // R3 ) nt R1 R2 R3 A 0,25đ B R1 R2 R3 - Điện trở tơng đơng mạch điện : Rtđ = R + R + R1 = 33+.33 + 0,25đ = 3,5 U 0,25đ - Cờng độ dòng điện chạy qua mạch : IAB = R = 3,5 = 2A R R 0,25đ - Hiệu điện hai đầu đèn : Uđ = I R + R = 2.1,5 = 3V Uđm = Uđ = 3V 0,25đ - Công suất định mức đèn : P = UR = = 3W td 3 2 d 3 0,25đ U2 - Số Ampe kế : IA = I2 = R = 33 = 1A b (1,5đ) - Khi K mở mạch điện gồm : R nt{ R // ( R ntR )} ntR CM MD 0,25đ R2 A R1 RCM B N M X R3 RMD Rtđ = RCM + ( R3 + RMD ).R2 R3 + RMD + R2 + R1 = + ( + RMD ).3 + RMD +2 = + 0,25đ + 3RMD + RMD Rtđ = 27 + RMD + RMD U 7( 27 + RMD ) - Cờng độ dòng điện qua mạch : I = R = + R - Hiệu điện hai đầu R2 : ( R + R ).R 7.( + R ) 3.( + R ) 21.( + R ) U2 = I R + R + R = 27 + R + R = 27 + R - Cờng độ dòng điện qua đèn : 21 U Iđ = R + R = 27 + 6R = 0,5A RMD = 2,5 Vậy RCD = RCM + RMD = 2,5 + = 3,5 td 3 MD MD MD MD MD MD MD MD MD MD 0,25đ MD 0,25đ 0,25đ 0,25đ c ( 2đ) - Khi K đóng mạch điện gồm : [{ ( R CM // RMD ) nt R2 } // R3 ] ntR1 RCM M R2 A N RDM R1 B 0,25đ X R3 - Gọi RDM = x ( x 3,5 ) RCM = 3,5 - x x.( 3,5 x ) - Ta có điện trở RAM = 3,5 = 3,5x3,5 x ( R + R ).R RAN = R AM + R 2+ R3 AM RAB = = x + 10,5 x + 31,5 x + 3,5 x + 21 x + 10,5 x + 31,5 + x + 3,5 x + 21 2= 7.( x + 3,5 x + 21) IAB = x + 17,5 x + 73,5 73,5 x + 17,5 x + 73,5 Ta lại có : I2 = x + 17,5 x + 73,5 x + 3,5 x + 21 I2 = 0,25đ 7.( x + 3,5 x + 21) x + 3,5x + 10,5 x + 17,5 x + 73,5 + 3,5 7.3.3,5 = x + 17,5 x + 73,5 = 0,25đ (1) P2 R2 = 0,75 = 0,25 = 0,5 A 0,25đ (2) 73,5 Từ (1) (2) ta có : x + 17,5 x + 73,5 = 0,5 A -5x2+ 17,5x + 73,5 = 147 -5x2+ 17,5x - 73,5 = x = 1,75 Vậy RCM = RDM = 1,75 hay chạy M nằm trung điểm CD PR2 = 0,75W - Số Ampe kế : IA = ICM = I = 02,5 = 0,25A 2 Câu : (4 điểm ) - HS nêu đợc cách dựng cho 0.5điểm - Vẽ hình cho 0,5 điểm a ( 2đ) - S1 ảnh S qua gơng AB qua AB S1 đối xứng với S 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ qua AC - S2 ảnh S qua gơng AB S2 đối xứng với S1 0.5đ Ta nối S2 với S cắt AC J, nối J với S1 cắt AB I SI, IJ, JS ba đoạn tia sáng cần dựng Tổng độ dài ba đoạn : SI + IJ + JS = S1I + IJ + JS = S1J + JS = S2J + JS = S2S ( Đối xứng trục ) Vậy SI + IJ + JS = SS2 ( đpcm) 1đ B S1 S I J A C H ( 0.5đ) S2 b.( 2đ) Tìm vị trí S BC để SS2 nhỏ Ta có : S1AS = 2S1AB (1) S1AS2 = 2S1AC ( 2) Lấy (2) - (1) ta đợc: S1AS2 - S1AS = 2(S1AC - S1AB) SAS2 = 2SAB SAS2 = 1200 Từ A kẻ đờng cao AH ( vuông góc S2S) Xét cân SAS2 A có A = 1200 ASS2 = AS2S =300 SS2 = 2SH = SA = SA SS2 nhỏ SA nhỏ AS đờng cao ABC S trung điểm BC 0.25đ 0.5đ 0.75đ 0.5đ Ghi : - Nếu đáp số thiếu sai đơn vị trừ phần hai số điểm ứng với đáp số nhng toàn không trừ 0,5 điểm - Nếu thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa  ... đờng tia sáng câu a bé nhất? hết Họ tên thí sinh: Số báo danh : Phòng thi Chú ý: Cán coi thi không giải thích thêm o C Phòng GD & ĐT Phù ninh Hớng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi cấp... trung điểm BC 0.25đ 0.5đ 0.75đ 0.5đ Ghi : - Nếu đáp số thi u sai đơn vị trừ phần hai số điểm ứng với đáp số nhng toàn không trừ 0,5 điểm - Nếu thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa ... thêm o C Phòng GD & ĐT Phù ninh Hớng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi cấp huyện năm học 2011 - 2012 Môn : vật lý Câu : ( điểm ) Thời gian ngời thứ quãng đờng ABC : t1 = AB v1 + BC v2 = 2BC 12 +