Đề thi HSG Vật lí 9 - Đề số 11

UBND HUYỆN THỦY NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÝ Thời gian : 90 phút ( Không kể thời gian giao đề) Bài 1: (2.5 điểm) Một người đánh cá bơi thuyền ngược dòng sông Khi tới cầu bắc ngang sông, người đánh rơi phao Sau giờ, người phát ra, cho thuyền quay lại gặp phao cách cầu km Tìm vận tốc dòng nước, biết vận tốc thuyền không đổi Bài 2: (2.0 điểm) Người ta cho vòi nước nóng 700C vòi nước lạnh 100C đồng thời chảy vào bể có sẵn 100kg nước nhiệt độ 600C để thu nước có nhiệt độ 450C Hỏi phải mở hai vòi ? Cho biết lưu lượng vòi 20kg/phút G1 Bài : (2.0 điểm) α Hai gương phẳng hợp với góc , mặt phản xạ quay vào Khoảng hai gương có điểm sáng S (Hình vẽ) S a Hãy trình bày cách vẽ đường tia sáng phát từ S đến gương 1, phản xạ hai gương tia phản xạ khỏi gương qua S α G2 b Biết α < 1800 Chứng tỏ O góc hợp tia tới ban đầu tia phản xạ khỏi gương không phụ thuộc góc tới mà phụ thuộc góc hợp hai gương Bài 4: (3.5 điểm) R1 R2 C Cho đoạn mạch điện hình vẽ: UAB = 150V, R1= 30Ω; B R2 = 60Ω; R3 = 90Ω; A A + R4 biến trở làm từ dây nikêlin K có điện trở suất 0,4.106Ωm, D R3 R4 chiều dài 60 mét, tiết diện 0,2mm2 Biết điện trở ampekê, dây nối không đáng kể a Tính điện trở toàn phần biến trở R4? b Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB khi: * K mở * K đóng c Khi K đóng, điều chỉnh để R4 có giá trị 20Ω Xác định số chiều dòng điện qua ampekế - HẾT - UBND HUYỆN THỦY NGUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - Bài Đáp án Gọi : vận tốc thuyền v1 (km/h), vận tốc dòng nước v2 (km/h) Khi xuôi dòng, vận tốc thuyền bờ : vx = v1 + v2 Khi ngược dòng, vận tốc thuyền bờ : vx = v1 - v2 Gọi C vị trí cầu, A vị trí thuyền quay trở lại, B vị trí thuyền C A B gặp phao Nước chảy theo chiều từ A đến B Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: t AB = HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG MÔN :VẬT LÝ S + SCB S AB (v1 − v2 ).1 + = AC Mà S AC = SCA = (v1 − v2 ).t1 ⇒ t AB = v1 + v2 v1 + v2 v1 + v2 Điểm 0.25đ 0.5đ Gọi thời gian tính từ rơi phao đến gặp lại phao t(h) Ta có: (v1 − v2 ) + (1) v1 + v2 SCB = Mặt khác: t = (2) v2 v2 (v1 − v2 ) + 6 2v + 6v2 = ⇔ = Từ (1) (2), ta có : + v1 + v2 v2 v1 + v2 v2 t = tCA + t AB = + 0.5đ 0.25đ 0.5đ 0.5đ ⇔ 2v1v2 + 6v2 = 6v1 + 6v2 ⇔ 2v1v2 = 6v1 ⇒ v2 = 3(km / h) Đáp số: 3km/h Vì lưu lượng hai vòi chảy nên khối lượng hai loại nước xả vào bể Gọi khối lượng loại nước m(kg): Ta có: m.c(70 – 45) + 100.c(60 – 45) = m.c(45 – 10) ⇔ 25.m + 1500 = 35.m ⇔ 10.m = 1500 ⇒m= 1500 = 150(kg ) 10 0.5đ 0.5đ Thời gian mở hai vòi là: t= 0.5đ 0.5đ 150 = 7,5(phút) 20 Đáp số: 7,5 phút a *Vẽ hình : 0.5đ G1 S1 S I O a G2 J S2 * Trình bày cách vẽ : - Nhận xét: Gọi S1 ảnh S qua gương Tia phản xạ G1 từ I phải có đường kéo dài qua S1 Để tia phản xạ G2 từ J qua S tia phản xạ J có đường kéo dài qua S2 ảnh S1 qua G2  Cách vẽ: - Lấy S1 đối xứng với S qua G1 - Lấy S2 đối xứng với S1 qua G2 Nối S2S cắt G2 J, Nối S1J cắt G1 I => Nối SI J S => Tia sáng SI J S tia cần vẽ 0.25đ 0.25đ G1 b.Vẽ hình, xác định góc β Ι α O S i i’ N j j’ J 0.5đ β G2 - Góc hợp góc hợp tia tới ban đầu tia phản xạ khỏi gương góc β hình vẽ Tứ giác OINJ có I$= Jµ = 900 ( IN JN hai pháp tuyến hai gương) µ +N µ = 1800 ⇔ α + N µ = 1800 (1) ⇒O µ + i + j = 180 Xét tam giác INJ có N (2) 0.5đ Từ (1) (2) ta có α = i +j β góc tam giác ISJ => β = 2(i +j ) = α (Đpcm) Tóm tắt – Đổi đơn vị - Đáp số 0.25đ l S a Điện trở R2 = ρ = 0, 4.10 60 = 120(Ω) 0, 2.10−6 0.5đ 0.25đ b.* Khi K mở: Đoạn mạch gồm : (R1nt R2) // (R3 nt R4) + R1,2 = R1 + R2 = 30 + 60 = 90(Ω) + R3,4 = R3 + R4 = 90 + 120 = 210(Ω) 0.5đ R1,2 R 3,4 90.210 R AB = = = 63(Ω) R1,2 + R 3,4 90 + 210 * Khi K đóng : Do RA ≈ => C ≡ D 0.25đ Đoạn mạch gồm : (R1/// R3) nt (R2 // R4) R1.R3 30.90 = = 22,5(Ω) R1 + R3 30 + 90 R2 R4 60.120 = = 40(Ω) * RCD = R2 + R4 60 + 120 RAB = RAC + RCD = 22,5 + 40 = 62,5(Ω) * RAC = 0.5đ c Cường độ dòng điện mạch : I AB = I AC = I Cb = 0.5đ U AB 150 = = 2,4( A) R AB 62,5 ⇒ U AC = I AC R AC = 2,4.22,5 = 54(V ) = U ⇒ U CB = U AB − U AC = 150 − 54 = 96(V ) = U Cường độ dòng điện qua điện trở: I1 = U 54 = = 1,8( A) R1 30 I2 = U 96 = = 1,6( A) R2 60 Biểu diễn chiều dòng điện lên sơ đồ ban đầu R1 A I1 C I2 Ia A R2 0.25đ B + - R3 K R4 Xét C: D Ta thấy : I1 > I2 Nên I1 = I2 + Ia  Ia = I1 – I2 = 1,8 – 1,6 = 0,2(A) Vậy ampekê 0,2A, dòng điện qua ampekế có chiều từ C xuống D Đáp số: a 120 Ω b.63 Ω ; 62,5 Ω c 0,2A - HẾT - 0.25đ 0.25đ