Tuyển tập một số đề thi Học sinh giỏi Vật lí lớp 9 hay - có lời giải

ở đầu thanh có buộc một quả cầu đồng chất có bán kính R sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước.. a/ Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp khi đã cân bằng nhiệt.. Người ta đặt thấu kính ở

l1 l2

O

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

TUYÊN QUANG LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010-2011

Môn thi: VẬT LÝ

Thời gian làm bài: 150 phút

Câu 1: (5 điểm)

Một thanh đồng chất tiết diện đều đặt trên

thành của một bể nước ở đầu thanh có buộc một

quả cầu đồng chất có bán kính R sao cho quả

cầu ngập hoàn toàn trong nước Hệ thốn này nằm

cân bằng (như h.vẽ) Biết trọng lượng riêng của

quả cầu và nước lần lượt là d và d0 Tỷ số l1:l2=a: b

Tính trọng lượng của thanh đồng chất trên Có thể

xảy ra l1≥l2 không? Giải thích

Câu 2: (5 điểm)

Ba chất lỏng không tác dụng hóa học với nhau được trộn với nhau trong một nhiệt lượng kế Chúng có khối lượng lần lượt là m1=1kg; m2=10kg; m3=5kg Có nhiệt dung riêng C2=4000 J/kgK-1; C3= 2000J/kgK-1 ; Nhiệt độ ban đầu tương ứng là: t1=60C; t2=-

400C; t3=600C

a/ Hãy xác định nhiệt độ của hỗn hợp khi đã cân bằng nhiệt

b/ Tính nhiệt lượng cần thiết để hỗn hợp được nóng lên đến t4=60C (Biết rằng sau khi trao đổi nhiệt không có chất nào bị hóa rắn hoặc hóa hơi)

Câu 3: (5 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ R1= 1, R2= 0,4 ,

R3= 1 , R4= 2, R5= 6 

Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở và

điện trở tương đương của mạch

Câu 4: (3 điểm)

Các hình vẽ a, b cho biết AB là vật sáng, A’ B’ là ảnh của AB qua thấu kính L1, L2 Thấu kính thuộc loại thấu kính gì? Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng để xác định vị trí và tiêu điểm của nó xx’ và yy’ là trục chính của thấu kính

Câu 5: (3 điểm)

Hai gương phẳng M và N đặt hợp với nhau một góc <1800 mặt phản xạ quay vào nhau Một điểm sáng A nằm giữa 2 gương và qua hẹ hai gương cho n ảnh chứng minh rằng nếu có 3600/=2k (kXN) thì n=(2k-1) ảnh

R1 R2

R3

R4 R5

2

HƯỚNG CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9

Câu 1 Khi quả cầu ngập hoàn toàn trong nước nó chịu tác dụng của 2 lực

- Lực đẩy Acsimet FA hướng thẳng đứng lên trên

Hợp lực P và FA có hướng thẳng đứng xuống dưới và có độ lớn

F=P- FA

0.25 đ

Gọi P1 và P2 là trọng lượng của phần thanh có chiều dài l1 và l2 hệ

các lực P1 P2, F được biểu diễn như hình vẽ 1

P là đại lượng luôn dương => b>a nên không thể xảy ra l1>l2 0.5 đ

Câu 2 a)Ta có thể xem thoạt đầu 2 chất có nhiệt độ thấp hơn trộn với

nhau được hỗn hợp I ở nhiệt độ T1<t3 ta có phương trình cân

bằng m1c1(t1-T1)=m2c2(T2-t2) (1) 1 đ Sau đó trộn tiếp hỗn hợp này với chất lỏng còn lại được hỗn hợp

có nhiệt độ t lớn hơn T1 và nhỏ hơn t3

Ta có phương trình cân bằng nhiệt

(m1c1+m2c2)(t-T1)=cm3(t3-t) (2) 1 đ Giải phương trình (1) ta được

Câu 3 Điện trở của cuộn dây R=U/I=5,1/0,3=17 ôm

Điện trở của một vòng dây

R0=l/S=D/(d2/4)=R=4D/d2

0.5 đ

0.5 đ

Số vòng của cuộn dây

Nối A với A’cắt xx’ tạiO Dựng Oz vuông góc vơí xx’ Từ A vẽ

tia song song với xx’ Tia ló kéo dài tới A’ cắt xx’ tại F là tiêu

điểm của thấu kính hội tụ

0.5đ

ở (hìnhb)A’B’ là ảnh của AB cùng chiều với ABmà A’B’<AB

nên L2là thấu kính phân kì

0.5đ

Nối A với A’ cắt yy; tại O dựng Ox vuông góc với từ A vẽ tia

song song với yy’ Tia ló qua cắt yy’tại F2là tiêu điểm của thấu

kính phân kì

0.5đ

nên không tiếp tục cho ảnh nữa

Vậy số ảnh của A cho bởi 2 gương là n=(2k-1) ảnh

tốc v1 = 38 km/h Xuất phát lúc 7 h và đi qua điểm B Từ B một ô tô khác chuyển động với vận tốc v2 = 47km/h cùng hướng với xe A lúc 8 h

Hãy xác định lúc mấy giờ hai xe gặp nhau, lúc đó cách A bao nhiêu km

Bài 2 : Một bình chứa 10 kg nước đá ở nhiệt độ - 21,20C Người ta đổ vào bình 2 kg nước ở 10 0C

Tính thể tích nước và nước đá trong bình sau khi cân bằng nhiệt Cho nhiệt dung riêng nước đá C1 = 2.000 J/kg.K

Nhiệt dung riêng nước C2 = 4.200 J/kg.K

Nhiệt nóng chảy  = 340.000 J/kg

Khối lượng riêng nước đá 800 kg/m3

Bài 3 : Một vật sáng đặt song song với màn ảnh và cách màn 90cm Người ta dùng

thấu kính hội tụ để thu được ảnh thật trên màn Người ta đặt thấu kính ở hai vị trí O1 và O2

đều thu được ảnh rõ nét Biết khoảng cách O1O2 = 30 cm

a, Xác định vị trí đặt thấu kính

b, Tính tiêu cự của thấu kính

Bài 4 : Cho mạch điện như hình vẽ :

Lập được công thức S1 = v1t (1)

S1 = x + v2(t - t0) (2) t0 = 1 h (1 điểm) Tính t = 3 h khi giải hai phương trình trên (1 điểm)

Quãng đường đi S1 = v1t = 38 km/h.3h = 114 km (1 điểm)

Bài 2 : Nhiệt lượng thu của nước đá để có nhiệt độ 00C

Q1 = C1m1 21,20Nhiệt lượng toả của m2 để có nhiệt độ O0C

Nhiệt lượng toả của m' kg nước đông lại thành nước đá ở 00C

 Q3 =  m' Cân bằng phương trình :

Q1 = Q2 + Q3 , giải tìm m' = 1 kg (1điểm)

Tính thể tích V1 =

3

8 , 0 10

dm kg kg

= 12,5 dm3 (0,5điểm)

V2 =

3

8 , 0 1

dm kg

1 1

1

' 1 1

(3 điểm)

(2 điểm)

Bài 3 : ( 3đ)

Cho nguồn điện 9 vôn, một bóng đèn D ( 6V - 3W), một biến trở con chạy Rx có điện trở lớn nhất 15  Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có để đèn sáng bình thường Xác định vị trí con chạy và điện trở của biến trở Rx tham gia vào mạch?

Bỏ qua điện trở của dây nối và Ampekế

a) Cho biết bóng đèn sáng bình thường và

chỉ số của Ampekế là I = 2A Xác định tỉ số

NC

MC

b) Thay đổi vị trí điểm C sao cho NC = 4 MC Chỉ số của Ampekế khi đó bằng bao nhiêu?

Độ sáng của bóng đèn thay đổi như thế nào?

Bài 5: ( 3đ)

Hai gương phẳng (G1) và (G2) có các mặt phản xạ quay vào nhau và hợp với nhau góc  = 600 Chiếu một chùm tia sáng hẹp SI tới (G1) chùm này phản xạ theo IJ và phản xạ trên (G2) theo JR ra ngoài Vẽ hình và xác định góc  tạo bởi hướng của tia tới SI và tia ló

Thời gian ca nô xuôi dòng từ A đến B là : t1 =

Vn V

S

Thời gian ca nô ngược dòng từ B về A là : t2 =

Vn V

VS



0.5 Vận tốc trung bình của ca nô trong cả đoạn đường tà A đến B về A là:

Vn V VS

2 2

Gọi khối lượng nước đã rót ra là m(Kg)

Nhiệt độ bình 2 sau khi đã cân bằng nhiệt là t1

0.5 Sau khi rót lần 1 thì nhiệt lượng từ khối lượng m nước từ bình 1 đã truyền cho bình 2 nên ta có

40 2

80 74

6 24

40 2 80

) 74 ( 6 ).

4

(

) 20 ( 2 ) 80

(

1

1 1 1

1 1 1

1 1

mt m

mt t m mt

m m

t mt m t

m m

t t

Để đèn 6V - 3W khi lắp vào mạch sáng bình thường thì đèn mắc với biến

trở theo các sơ đồ sau:

- sơ đồ 1 ( đền D nối tiếp Rx)

3

IĐ= IRx=0.5A

Vậy Rtđ =   18 

5 0

9

I U

 Vị trí con chạy C là MN

5

2 15

0.5

0.5 0.5

5 , 4

2 , 0 5 , 4

5 , 1

I U U I

U I U NC

MC R

R

A NC MC NC

A MC

5,222,0

5,

MC

R I

NC D

NC D R R

R R

Dòng điện qua Ampekế là:

R R

U

td MC

87 , 0 2 , 2 65 , 4

Tia ló JR cắt SI tại M cho ta góc

tạo bởi tia ló và tia tới là góc 

Xét tam giác Mị ta có  = 2i + 2 j

Pháp tuyến tại I và J gặp nhau tại H

Tứ giác ịOH cho ta góc O =  = i + j

 = 2

1

0.5 0.5

ảnh của điểm S' nằm trong nằm trong tiêu điểm F

của hấu kính nên là ảnh ảo ảnh ảo S' là giao điểm của hai tia xuất phát từ

S gồm:

- Tia 1 đi qua tâm O đi thẳng

- Tia 2 đia qua F nên qua kính đi song song với 

Vẽ hai tia này giao nhau là S cần tìm

b Thấu kính phân kì

- Hình vẽ:

0.5

- Từ S tia 1 đia qua quang tâm O qua thấu kính đi thẳng

- Từ tia 2 song song với trục chính  qua thấu kính tia ló kéo dài qua

F

Vẽ 2 tia này, giao 2 tia là ảnh S'

0.5 0.5

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÍ– LỚP 9

(Thời gian: 150 phút)

Bài 1: (5 điểm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời gian

quy định là t Nếu xe chuyển động từ A đến B, với vận tốc V1= 48Km/h Thì xe sẽ đến B sớm hơn 18 phút so với qui định Nếu chuyển động từ A đến B với vận tốc

V2 = 12Km/h Xe sẽ đến B chậm hơn 27 phút so với thời gian qui định

a Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian qui định t

b Để chuyển động từ A đến B đúng thời gian qui định t Xe chuyển động từ A đến C ( trên AB) với vận tốc V1 = 48 Km/h rồi tiếp tục chuyển động từ C đến B với vận tốc

V2 = 12Km/h Tính chiều dài quảng đường AC

Bài 2: ( 5điểm) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chưa nước ở nhiệt độ

của phòng 250C thì thấy khi cân bằng Nhiệt độ của nước trong thùng là 700C Nếu chỉ đổ

14

lượng nước sôi trên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biết rằng lượng nước sôi gấp 2 lân lương nước nguội

Bài 3: (6 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6v không đổi

R1= 2  ; R2= 3 ; Rx = 12 Đèn D ghi 3v-3w coi điện trở của đèn không đổi Điện trở của ampekế và dây nối không đáng kể

Bài 4: (4 điểm) Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí Một vật sáng AB đặt vuông

góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là ảnh thật

a Vẽ hình sự tạo ảnh thật của AB qua thấu kính

b Thấu kính có tiêu cự (Khoảng cách từ quang tâm đến điểm) là 20 cm khoảng cách AA’ = 90cm Hãy tính khoảng cách OA

-Hết -

ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ

Câu 1: Cho biết:

a Gọi SAB là độ dài quảng đường AB

t là thời gian dự định đi

A

Theo bài ra, ta có

-Khi đi với vận tốc V1 thì đến sớm hơn thời gian dự định (t) là t1 = 18 phút ( = 0,3 h) (0,25 điểm)

Nên thời gian thực tế để đi hết quảng đường AB là:

b Gọi tAC là thời gian cần thiết để xe đi tới A C (SAC) với vận tốc V1 (0,25 điểm)

Gọi tCB là thời gian cần thiết để xe đi từ C B ( SCB) với vận tốc V2 (0,25 điểm)

Theo bài ra, ta có: t = tAC + tCB (0,25 điểm)

AB AC

- Khi đó nhiệt lượng mà nước nguội nhận được là:

QH2O = CM H2O (t2-tH2O)

16

t = ? = Cm ( 70 – 25) ( 0,5 điểm)

Và nhiệt lượng mà thùng nhận được là:

Qt = CtMt (t2-t1) = C2m2(70 -25) (0,5 điểm)

Theo PT cân bằng nhiệt, ta có:

Nên chỉ đổ nước sôi vào thùng nhưng trong thùng không có nước nguội:

Thì nhiệt lượng mà thùng nhận được khi đó là:

P    (0,5 điểm) Điện trở của mạch điện khi đó là:

1

2

3(3 2) 2

3 3 2 31

Khi đó công suất của đèn Đ là:

2 2

90 31

2,8 3

b Đèn sáng bình thường, nên UĐ = 3 (V) (0,25điểm) Vậy hiệu điện thế ở hai đầu điện trở là:

Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R2 là:

I2 = I – IĐ = 1,5 – 1 = 0,5 (A) (0,25điểm) Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là:

U2 = I2R2 = 0,5 3 = 1,5 (v) (0,25điểm)

18

Hiệu điện thế ở hai đầu RAC là:

1,5

3( ) 0,5

AB vuông góc với tam giác

A’B’ là ảnh của AB

Từ (1) và (2) ta suy ra:

' '

AA OA A A OA OF

 (0.75 điểm) Hay OA2 – OA AA’ – OF’.AA’ = 0 (3) (0.5 điểm)

Với AA’ = 90 cm; OF’ = 20 cm

Thay vào (3), giải ra ta được: OA2 – 90 OA- 1800 = 0 (0.5 điểm)

Ta được OA = 60 cm

Hoặc OA = 30 cm (0.5 điểm)

-

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2006-2007

Môn : Vật lí lớp 9 Thời gian làm bài: 150 phút

Câu1: Có một người đi xe đạp từ A đến B có chiều dài 24km Nếu đi liên tục không nghỉ

thì sau 2 giờ người đó sẽ đến B Nhưng đi được 30 phút người đó dừng lại 15 phút Hỏi ở quãng đường sau người đó phải đi với vận tốc là bao nhiêu để đến B kịp lúc

Câu 2: Cho mạch điện như hình vẽ

Hãy xác định giá trị của điện trở Rx = ?

(Biết điện trở ampe kế không đáng kể,

điện trở vôn kế vô cùng lớn)

Câu3: Cho hai gương phẳng có mặt phẳng phản xạ quay vào nhau và hợp thành

một góc  Một điểm sáng S đạt trong khoảng 2 gương

Hãy vẽ một tia sáng phát ra từ S sau khi phản xạ qua 2 gương rồi lại quay về S

Tính góc tạo bởi tia tới và tia phản xạ lần thứ 2

Câu 4: Trộn 3 chất lỏng không tác dụng hoá học lẫn nhau với khối lượng các chất lần lượt

là m1= 2kg ; m2= 4kg ; m3= 6kg Nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ dung riêng của 3 chất lần lượt là:

t1= 50C ; C1= 2500J/kgđộ ; t2= 300C ; C2= 3000J/kgđộ

t3= 700C C3= 2000J/kgđộ ; Tính nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt

1g/cm3 Người ta thả thẳng đứng một thanh gỗ có khối lượng riêng D2 = 0,8g/cm3, tiết diện S2= 10cm2 thì thất phần chìm trong nước là h= 20cm

a Tính chiều dài l của thanh gỗ

b Biết đầu dưới của thanh gỗ cách đáy 2 cm Tìm chiều cao mực nước đã có lúc đầu trong bình

c Có thể nhấn chìm thanh gỗ hoàn toàn vào nước được không ? Để có thể nhấn chìm thanh gỗ vào nước thì chiều cao ban đầu tối thiểu của mực nước trong bình phải là bao nhiêu?