đề thi học sinh giỏi tỉnh Môn vật lý - lớp 9

Đề thi HSG cấp TP môn Vật lí 9

đề thi học sinh giỏi tỉnh

Môn vật lý - lớp 9

Đề dùng cho HS bảng B (thời gian 150 phút) Bài 1 (4đ)

10km/h lần lợt gặp hai xe sau khoảng thời gian t = 6phút

Hỏi hai xe ô tô khởi hành cách nhau bao lâu

1.2 (2,5đ) Một quả cầu làm bằng kim loại có khối lợng riêng

Bài 2.(4đ)

2.1 (1đ) Hệ thống ống dẫn nớc trong thành phố đợc làm bằng kim loại Hiện tợng gì sẽ sảy ra đối với ống dẫn nớc nếu nhiệt độ môi trờng giảm xuống

00c

Ng-ời ta rót một lợng nớc có khối lợng m từ bình 1 sang bình 2, sau khi cân bằng nhiệt ngời ta lại rót một lợng nớc m nh thế từ bình 2 sang bình 1 Nhiệt độ cân

và việc múc nớc)

2.2.2 Nếu tiếp tục thực hiện rót nớc lợt thứ hai nh trên, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình

Bài 3 (6đ)

Cho một điện trở R cha biết trị số Một nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi cha biết, 2 am pe kế có điện trở khác không, các dây nối có điện trở

Bài 4(6đ)

4.1 Vật sáng AB đợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có quang tâm O và tiêu cự f Điểm A nằm trên trục chính của thấu kính

Đặt OA’ = d’

d

4.2 Đặt vật sáng AB song song với một màn ảnh E và cách E một khoảng L = 90 cm Sau đó đặt xen giữa vật và màn ảnh một thấu kính hội tụ, sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với màn ảnhvà đi qua A xê dịch thấu kính trong khoảng đó, ta thấy có hai vị trí của thấu kính tại đó có ảnh của vật AB hiện rõ trên màn ảnh Hai vị trí này cách nhau một khoảng l = 30 cm tính tiêu cự của thấu kính

Hớng dẫn chấm và biểu điểm

Bài 1 (4đ)

1.1 (1,5đ)

Vận tốc tơng đối của ngời đi xe đạp đối với mỗi ô tô là

khi đó coi hai ô tô đứng yên so với xe đạp và xe đạp có vận tốc so với ô tô là 60km/h (0,5đ)

60

6

= 6km (0,5đ)

Hai xe ô tô khởi hành cách nhau khoảng thời gian là:

t’ =

1

V

L

(0,5đ)

1.2 (2,5đ)

Do tâm quả cầu nằm trên mặt thoáng của nớc nên thể tích quả cầu chìm

trong nớc là

2

V

(V là thể tích cả quả cầu) (0,25đ)

của quả cầu và thể tích phần rỗng (0,5đ)

Khi quả cầu cân bằng ta có: P = F hay d

2

V

= d1(V-V2) (0,5đ)

=> V = d d V−d

1

2 1

2

2

(0,25đ) Thể tích phần kim loại của quả cầu:

V1 = V - V2 = d d−V d

1

2 1

2

2

- V2 = d dV−d

1

2

2 (0,25đ)

dV

− 1

2

Bài 2 (4đ)

2.1.(0,75đ)

ống củng giảm xuống 00c (0,25đ)

Khi đó vỏ ống lạnh co lại còn nớc thì nở ra gây ra lực làm cho vỏ ống

n-ớc bị nứt hoặc vỡ (0,5đ) 2.2.(3,25đ)

2.2.1 Sau khi rót lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2 nhiệt độ cân bằng cuả bình 2 là t2’

hay m.C (t2’ - t1) = m2.C (t2 - t2’) (1) (0,25đ) Khi rót lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ cân bằng của bình

Tơng tự ta có phơng trình cân bằng nhiệt:

mc (t’2 - t’1) = c(m1 - m)(t’1 - t1) => m(t’2 - t1) = m1(t’1 - t1) (2) (0,25đ)

Từ (1) và (2) => m2(t2 - t’2) = m1(t’1 - t1) => t2’ =

2

1 1 1 2

m

t t m t

(3) (0,25đ) Thay (3) vào (2) rút ra: m =

) ' ( ) (

) ' (

1 1 1 1 2 2

1 1 1 2

t t m t t m

t t m m

−

−

−

−

(4) (0,25đ) Thay số và tính toán ta đợc: t’2 = 59,0250c, m2 = 0,1kg (0,25đ)

bằng nhiệt cho lần rót từ bình 1 sang bình 2:

m(t”2 - t’1) = m2(t’2- t2”) (0,25đ)

2

2 2

'

m m

t m mt

+

+

(0,25đ)

Phơng trình cân bằng nhiệt cho lần rót từ bình 2 sang bình 1

m(t”2 - t”1) = (m1 - m)(t”1 - t’1) (0,25đ)

=> t”1 =

1

1 1

"

m

t m

m

(0,25đ)

Thay số ta đợc: t”1 ≈240c (0,25đ)

Bài 3 (6đ)

M R N

I0 (0,25đ)

A1

I1 R

M I N (0,5đ)

I2 A2 (H.1)

nh sau: A1 nt A2 nt R (0,25đ)

M N (0,5đ)

I’ A1 A2 R (H.2)

Đo và ghi cờng độ dòng điện qua mạch I’ (0,25đ)

H.1 ta có :

2

1

R

R

=

1

2

I

I

= k (xác định đợc ) => R1= kR2 (0,5đ) Tacó hệ phơng trình :

2 1

2 1

R R

R R

+ )= I’(R1+ R2 +R ) (1) (0,5đ)

I

I

= m xác định

đ-ợc (0,5đ)

XÐt :

2 1

2 1

R R

R R

+ =

2 2

2 2

kR R

k R

2 +

k

k R

thay vµo (1) ta cã :

I0R = I(R +

1

2 +

k

k

=> (Io- I)R =I

1

2 +

k

k

R (2) (0,5®)

vµ '

I

I

= m =

1

2 ) 1 (

2 + +

+ +

k

kR R

R k R

(0,5®)

〉 +

+

−

〈

1

) 1 ( 2

k

k mk

=> R = R2

〉 +

−

+

−

〈

) 1 )(

1 (

) 1 ( 2

k m

k mk

(0,5®)

=> thay vµo (2) ta cã

1

2 +

k

k R

= I

) 1 )(

1 (

) 1 ( ) 1 ( 2 2

2

+

−

+

〉 +

−

〈

k m

k k

mk R

k R

) 1 ( +

−

−

k mk

m kI

(0,5®)

) 1 ( +

−

−

k mk

m kI

+

−

−

) 1 (

) 1 (

k mk

m k

(0,5®)

x¸c (0,5®)

Bµi 4 (6®)

4.1 (2®) VÏ ¶nh

B I

A O A’

F F’

H B’

OH

AB

=

OF

AF

=>

OH AB

Xét hai tam giác đồng dạng ∆F’A’B’ và ∆F’OI ta có:

'

' B

A

OI

=

' '

'

F A

OF

=>

'

' B A

OI

= OA f'−f = d'−f f (2) (0,5đ)

mà OI = AB ; OH = A’B’ , kết hợp với (1) và (2) ta có:

f

f

d−

(0,5đ)

=>f2 = (d - f)(d’ - f) => d ' d = d −f f hay dd’ = d’f + df

d

1

+

'

1

4.2 Gọi d và d’ lần lợt là khoảng cách từ thấu kính đến vật và đến màn ảnh; f

là tiêu cự của thấu kính Khi dịch chuyển ta luôn có

d’ + d = L hay d’ = L - d (0,5đ)

Mặt khác theo công thức :

f

1

=

d

1

+

'

1

d ta có : 1f =

d

1

+

d

L−

1

hay: d2- Ld +Lf =0 (0,75đ)

phơng trình trên phải cho hai nghiệm dơng của d ứng với hai vị trí thấu kính (khi đó cần có ∆ =L2- 4Lf > 0 ⇔ L(L- 4f)> 0 ⇔ L > 4f)

d1=

2

∆ +

2

∆

−

L (0,75đ) Khoảng cách giữa hai vị trí này là : d1- d2= l (vì d1- d2> 0 ) (0.5đ)



2

∆ +

2

∆

−

L = l  ∆ = l =>∆= l2 (0,5đ)

=>L2- 4Lf = l2 hay f =

L

l L

4

2

2 − =

90 4

30

Vậy, thấu kính có tiêu cự f=20cm (0.5đ)