de thi hsg mon vat ly lop 9 tp bac giang nam 2016 2017

Sau khi đi được 10 phút, Thanh chợt nhớ mình bỏ quên vở viết ở nhà nên quay lại nhà lấy và đuổi theo ngay với tốc độ như cũ; trong cùng lúc đó An lại tiếp tục đi bộ đến trường với tốc đ

Trang 1

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ BẮC GIANG

(Đề có 2 trang)

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ

NĂM HỌC 2016 - 2017 Môn: VẬT LÍ LỚP 9

Thời gian làm bài 150 phút

Bài 1: (4,5 điểm) Lúc 6 giờ 20 phút, từ nhà Thanh chở An đi học bằng xe đạp với tốc độ v1 = 12 km/h Sau khi đi được 10 phút, Thanh chợt nhớ mình bỏ quên vở viết ở nhà nên quay lại nhà lấy và đuổi theo ngay với tốc độ như cũ; trong cùng lúc

đó An lại tiếp tục đi bộ đến trường với tốc độ v2 = 6 km/h và hai bạn đến trường

cùng một lúc Coi thời gian Thanh vào nhà lấy vở không đáng kể

1) Tính quãng đường từ nhà Thanh đến trường

2) Hai bạn đến trường lúc mấy giờ? Có bị muộn học không? biết giờ vào học của nhà trường là 7 giờ

3) Để đến trường đúng giờ học, kể từ lúc quay về nhà lấy vở thì bạn Thanh phải đi với tốc độ bằng bao nhiêu? Hai bạn gặp nhau lúc mấy giờ? Nơi gặp nhau cách trường bao xa?

4) Khi đi tan học, Thanh đi từ trường về nhà vẫn theo đường cũ với tốc độ

v = 12 km/h Nhưng khi đi được 1/3 quãng đường thì xe bị hỏng phải vào hiệu sửa mất 15 phút Sau đó, Thanh lại tiếp tục về nhà với tốc độ như cũ Tính tốc độ trung bình của Thanh khi đi từ trường về nhà

Bài 2: (2,5 điểm) Mặt Trời chiếu xuống mặt sân nằm ngang những tia sáng song

song và hợp với mặt sân một góc  = 60o Một người cầm cây gậy mảnh, thẳng có chiều dài h = 1,2m và bóng của cây gậy in trên mặt sân có chiều dài L

1) Vẽ hình và tính chiều dài L khi cây gậy được đặt thẳng đứng

2) Để bóng của cây gậy in trên mặt sân có chiều dài lớn nhất, thì phải đặt cây gậy như thế nào? Khi đó, hãy vẽ hình và tính:

a) Góc hợp bởi giữa cây gậy với phương nằm ngang

b) Chiều dài L của bóng cây gậy trên mặt sân

Bài 3: (4,0 điểm) Dùng một ấm điện loại 220V-1000W mắc vào nguồn điện có

hiệu điện thế 220V không đổi để đun một lượng nước ở nhiệt độ ban đầu là 20o

C Khi đun, sau 5 phút thì nhiệt độ nước lên đến 45oC Ngay sau đó bị mất điện trong

3 phút, vì vậy nhiệt độ nước giảm xuống đến 40o

C Khi nhiệt độ nước còn 40oC, lại

có điện và tiếp tục đun cho đến khi nước sôi Biết nhiệt lượng nước toả ra môi trường tỉ lệ thuận với thời gian; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và bỏ qua

sự hấp thụ nhiệt của ấm đun Hãy tính:

a) Khối lượng nước đã đun

b) Thời gian cần thiết kể từ khi bắt đầu đun cho tới khi nước sôi

Bài 4: (2,0 điểm) Hãy nêu phương án xác định điện trở của một dây dẫn với các

dụng cụ sau: Một vôn kế có điện trở rất lớn, một điện trở đã biết giá trị của nó là R, một bộ ắc quy và một số dây nối

Trang 2

r

Rx

R2

R1

U

C

N

Bài 5: (4,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, biết U = 36V không đổi, r = 1,5  , điện trở toàn phần của biến trở Rx = 10  Điện trở R1 =

6  , R2 = 1,5  Xác định vị trí con chạy C trên biến trở

để:

a) Công suất tiêu thụ trên điện trở R1 là 6W

b) Công suất tiêu thụ trên điện trở R2 là 6W

c) Công suất tiêu thụ trên điện trở R2 là nhỏ nhất

Tính công suất đó

Bài 6: (3,0 điểm) Máy rửa xe sử dụng áp lực cao của nước để rửa sạch các vết bẩn

trên bề mặt kim loại và xe cộ

Nhãn mác của một loại máy rửa xe có ghi như sau:

Hãy trả lời các câu hỏi sau:

1) Ở góc độ vật lí học, trong bảng thuyết minh trên có tên của một đại lượng vật lí không đúng với đơn vị của nó Hãy chỉ ra đại lượng đó và đính chính

2) Khi máy rửa xe làm việc bình thường Hỏi:

- Cường độ dòng điện chạy qua máy là bao nhiêu ampe?

- Nếu rửa một chiếc xe mất 10 phút thì bình quân lượng nước dùng là bao nhiêu m3?

3) Máy làm việc bình thường trong 10 phút thì nước do máy phun ra thực hiện một công là bao nhiêu?

4) Hiệu suất khi máy làm việc bình thường là bao nhiêu?

-Hết -

Họ và tên thí sinh: Số báo danh:

-

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

Trang 3

HƯỚNG DẪN – ĐÁP ÁN MÔN VẬ T LÍ LỚP 9

Bài 1: 4,5 điểm

1) 1,0 điểm

Gọi độ dài quãng đường là S Tổng thời gian bạn An đi là:

t1 =

6

1 s 6

6

1 12)





0,25 điểm

- Tổng thời gian bạn Thanh đi là: t2 = 2

6

1

+

12

s

=

12

4

- Do hai bạn gặp nhau tại trường nên:

t1 = t2 <=>

6

1

s 

=

12

4

s 

2) 0,75 điểm

Thời gian bạn Thanh đã đi là:

t2 =

12

4

s 

=

6

5 12

4

6  h hay t2 = 50 phút

- Hai bạn đến trường lúc: 6h20' + 50' = 7h10'

- Hai bạn bị muộn học mất 10 phút

0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm

3) 1,75 điểm

- Gọi vận tốc của bạn Thanh từ lúc quay lại lấy vở là v Thời gian bạn

Thanh đi xe quay về nhà là t =

v

2 v 6

1 12

 ;

- Quãng đường mà bạn An đi bộ được trong khoảng thời gian bạn

Thanh quay về nhà là: S =

v

2 6 = v

12

0,25 điểm

- Ta có thể coi bạn Thanh bắt đầu đi từ nhà với vận tốc v, bạn An đi

với vận tốc 6km/h Khi đó hai bạn cách nhau L = 12

6

1 + v

12

= v

12 2v (km)

0,25 điểm

- Thời gian bạn Thanh đi từ nhà đến khi gặp An là t1 Khi hai bạn gặp

nhau: 6.t1 +

v

12 2v

= v.t1 => t1 =

6) -v(v

12

- Quãng đường còn lại mà hai bạn phải đi kể từ lúc gặp nhau đến

trường là S2 = 6-v.t1 Thời gian hai bạn đi là t2 =

v

v.t 6 v

s2   1

=

6) -v(v

8 4 4v 0,25 điểm

- Thời gian từ lúc bạn Thanh quay về đến khi tới trường là:

t + t1 + t2 =

2

1 <=>

v

2 +

6) -v(v

12 2v

+

6) -v(v

8

- Giải ra ta được v = 16km/h và 6km/h (loại)

- Vậy để đi học đúng giờ thì từ lúc quay về nhà lấy vở thì bạn Thanh

- Vị trí hai bạn gặp nhau các trường là s2 = 6-vt1 =

6-6) -(v

12 2v

=1,6km

- Thời gian hai bạn đi đến trường kể từ lúc gặp nhau là: t2 = 0,1h = 6'

Trang 4

- Hai bạn gặp nhau lúc 6h54', vị trí gặp nhau các trường 1,6km 0,25 điểm

4) 1,0 điểm

Tốc độ trung bình của Thanh khi đi từ trường về nhà là

vtb =

3 2

1 t t t

S



2

t v S

S



Thay số vtb =

4

1 12 6

6



=

4

1 2 1

6



=

1 2

6.4

24 = 8 km/h

0,5 điểm

Bài 2: 2,5 điểm

1) 1,0 điểm

Khi gậy đặt thẳng đứng:

- Vẽ được hình đúng

- Bóng của cây gậy có chiều dài

3

1,2 tanα

0,5 điểm

2) 1,5 điểm

+ Để bóng cây gậy dài nhất thì cây gậy phải đặt theo phương vuông

góc với phương truyền sáng

+ Vẽ được hình đúng

+ Góc tạo bởi giữa cây gậy và

phương nằm ngang bằng

+ Chiều dài lớn nhất của bóng cây

gậy trên mặt sân là:

2 3

1,2 sinα

0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

0,5 điểm

Bài 3: 4,0 điểm

1) 2,25 điểm Tính khối lượng nước đem đun

- Vì nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = Uđm công suất tỏa

nhiệt của ấm bằng công suất định mức P = Pđm = 1000W 0,25 điểm

- Gọi k là hệ số tỉ lệ giữa nhiệt lượng nước toả ra môi trường với thời gian

- Khi đun nước từ 20oClên đến 45oC, ta có phương trình cân bằng nhiệt:

P.t1 = mc(45-20) + k.t1

1000.300 = m.4200.25+ k.300

300000 =105000m + 300k (*)

- Khi mất điện, ta có: k.t2 = mc(45-40)

 k.180 = m.4200.5

 k =

3

- Thay k vào (*) ta được:  300000 =105000m + 300

3 350m

 m =

7

15 (kg)

b) 1,75 điểm Thời gian cần thiết để đun sôi nước

- Khi tiếp tục đun từ 400C đến sôi ta có phương trình cân bằng nhiệt:

B



A

O'

B



O

A

Trang 5

r

Rx

R2

R1

U

C

N

Hình 1

1000 t3 =

7

154200.60 +

3

350

7

15 t3

 750 t3 = 540000

 t3 = 720s = 12 phút

- Vậy tổng thời gian cần để đun sôi nước là:

t = t1 + t2 + t3 = 5 + 3 + 12 = 20 phút

0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm

Bài 4 2,0 điểm

1) 1,0 điểm: Cơ sở lý thuyết

- Gọi điện trở của dây dẫn cần xác định điện trở là Rx

- Khi mắc (R nt Rx) vào hai cực của nguồn điện

ta có: U = U1 + U2

- mà U1 = I.R; U2 = I.Rx mặt khác: I = I1 = I2

- Nên:

x

2 1

R

U R

U  => R

U

U R

1

2

x  (1)

0,25 điểm

2) 1,0 điểm: Tiến hành thí nghiệm

- Mắc mạch điện theo sơ đồ (hình vẽ)

- Dùng vôn kế đo hiệu điện thế U1 giữa hai đầu điện trở R, U2 giữa hai

đầu dây dẫn Rx

- Vì vôn kế có điện trở vô cùng lớn nên khi mắc vôn kế vào mạch

cường độ dòng điện trong mạch không thay đổi

- Thay các giá trị U1, U2, R vào (1) ta tình được giá trị Rx cần đo

Bài 4: 4,0 điểm

1) 1,5 điểm

- Để công suất tiêu thụ trên điện trở R1 là

6 W thì hiệu điện thế UNC phải bằng UNC =

  6 V

- Hiệu điện thế đó phụ thuộc vị trí con

chạy C Gọi x là điện trở phần AC của biến

trở, ta có :

RNC =

x 7,5

6x 9 6 x 1,5

x).6 (1,5 R

x R

x).R (R

1 2











- Điện trở toàn mạch:

Rtm = RNC + RCB + r =

x 7,5

6x 9



 +10-x+1,5 =

x 7,5

x -x 1



- Hiệu điện thế hai đầu điện trở R1 là

UNC =

x 7,5

6x 9

x 7,5

x -x 0 95,25

36 R

R

U

2 NC



x -x 0 95,25

6x) 9 ( 36

2 



(1)

- Biến đổi (1) ta có phương trình x2 + 26x - 41,25 = 0

- Giải phương trình trên thu được: x = 1,5

- Vậy để điện trở R1 có công suất tiêu thụ bằng 6 W thì điện trở RAC =

1,5 

0,25 điểm

2) 1,25 điểm Để công suất tiêu thụ trên điện trở R2 là 6 W thì:

- Hiệu điện thế giữa hai điểm NA là: UNA =   3 V 0,25 điểm

R Rx U

V

Trang 6

- Mà UNA = 3

x -x 1 95,25

324 )

5 , 1 )(

x -x 1 (95,25

6x).1,5 9

( 36 R

x R

U

2 2









(2)

- Biến đổi (2) ta có phương trình x2 10x 12,75  0

- Giải phương trình ta được x1 = 1,5 và x2 = 8,5

- Vậy với con chạy sao cho RAC = 1,5  hoặc RAC = 8,5  thì

công suất tiêu thụ trên R2 là 6 W

c) 1,25 điểm

- Để công suất tiêu thụ trên R2 cực tiểu thì mẫu số của

x -x 1 95,25

324

 phải lớn nhất

=> 10x - x2 = x(10-x)  0 (4) (vì 0  x 10 do đó lượng này phải lớn

nhất)

- Tổng của hai thừa số của bất đẳng thức (4) bằng 10, là một số

không đổi nên áp dụng bất đẳng cô si ta được x = 5

- Vậy khi con chạy C ở chính giữa biến trở thì công suất tiêu thụ

của R2 cực tiểu

Hiệu điện thế UNAmin = 2,6944V

5 -105 95,25

324

2 



1,5

7,25979136 1,5

2,6944 R

2

0,25 điểm

Bài 6 3,0 điểm

1) 0,5 điểm

- Đại lượng "Áp lực định mức" có đơn vị là Pa là không đúng mà "Áp

suất định mức" mới có đơn vị là Pa

- Đính chính thay "Áp lực định mức" bằng "Áp suất định mức"

0,25 điểm

2) 1,0 điểm

Khi máy rửa xe hoạt động bình thường

- Cường độ dòng điện chạy qua máy là:

- Thể tích nước dùng để rửa sạch một chiếc xe là:

V = 20 lít/phút x 10 phút = 200 lít = 0,2 m3

3) 1,0 điểm

- Gọi diện tích miệng vòi phun nước là S thì áp lực ở miệng vòi phun

là: F = pS

- Giả sử áp lực F không đổi tác dụng lên nước làm cho nước di chuyển

một quãng đường là l thì áp lực đã thực hiện một công A = F.l = pSl

- Mặt khác, Sl là thể tích nước V mà máy rửa đã tiêu thụ trong 10 phút

và bằng 0,2m3

- Vậy A = p.V = 5.106.0,2 = 106 J

4) 0,5 điểm

- Điện năng tiêu thụ trong 10 phút là

W = Pđm.t = 2200 600 = 1,32.106J

- Hiệu suất của máy rửa khi làm việc bình thường là

1,32.10

10 100%

W

A

6





0,25 điểm

Hướng dẫn chung:

Trang 7

- Học sinh giải bằng nhiều cách khác nhau đúng vẫn cho điểm tối đa

- Học sinh làm đúng đến đâu cho điểm đến đó (nếu quá trình lập luận và biến đổi ở bước trước sai thì bước sau đúng cũng không cho điểm)

- Thiếu hoặc sai 1 đơn vị đo ở kết quả trừ 0,25 điểm/ 1 lỗi Toàn bài trừ tối đa không quá 0,5 điểm

- Điểm toàn bài không làm tròn số

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	454,25 KB