Hệ thống đề ôn thi HSG lí 9 hay
đề thi học sinh giỏi tỉnh Môn vật lý - lớp 9 Đề dùng cho HS bảng B (thời gian 150 phút) Bài 1. (4đ) 1.1. (1,5đ) Hai ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc V 1 = 50km/h, một ngời đi xe đạp chuyển động thẳng đều ngợc chiều với vận tốc V 2 = 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 7500kg/m 3 nổi trên mặt nớc, tâm quả cầu nằm trên mặt thoáng của nớc. Quả cầu có một phần rỗng có dung tích 1dm 3 . Tính trọng lợng của quả cầu biết trọng lợng riêng cuả nớc là d = 10000N/m 3 . 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 0 0 c. 2.2. (3đ) Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa khối lợng m 1 = 2kg nớc ở nhiệt độ t 1 = 20 0 c, bình 2 chứa khối lợng m 2 = 4kg nớc ở nhiệt độ t 2 = 60 0 c. 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 bằng ở bình 1 lúc này là t 1 = 21,95 0 c. (bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trờng và việc múc nớc). 2.2.1. Tìm nhiệt độ cân bằng t 2 ở bình 2 và m. 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 kkhông đáng kể. Mắc điện trở R vào nguồn điện, dòng điện chạy qua R là I 0 . Hãy trình bày phơng án đo chính xác I 0 . 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, ảnh của AB qua thấu kính là ảnh thật AB . Đặt OA = d . Chứng minh công thức : df 11 = , 1 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. 1 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 V 21 = V 1 + V 2 = 50 +10 = 60km/h 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) Khoảng cách giữa hai ô tô là: L = V 21 X t = 60 x 60 6 = 6km. (0,5đ) Hai xe ô tô khởi hành cách nhau khoảng thời gian là: t = 1 V L = 50 6 = 0,12h = 7,2 phút. (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) Lực đẩy ácsimet của nớc tác dụng lên quả cầu là: F = d 2 V (0,5đ) Trọng lợng của quả cầu là: P = d 1 V 1 = d 1 (V-V 2 ), trong đó d 1 là trọng l- ợng riêng của kim loại làm quả cầu, V 1 ,V 2 lần lợt là thể tích của phần kim loại của quả cầu và thể tích phần rỗng. (0,5đ) Khi quả cầu cân bằng ta có: P = F hay d 2 V = d 1 (V-V 2 ). (0,5đ) => V = dd Vd 1 21 2 2 (0,25đ) Thể tích phần kim loại của quả cầu: V 1 = V - V 2 = dd Vd 1 21 2 2 - V 2 = dd dV 1 2 2 (0,25đ) Vậy, trọng lợng của quả cầu là: P = d 1 V 1 = d 1 dd dV 1 2 2 = 5,25N.(0.25đ) Bài 2. (4đ) 2.1.(0,75đ) Khi nhiệt độ môi trờng giảm xuống 0 0 c làm cho vỏ ống và nớc trong ống củng giảm xuống 0 0 c. (0,25đ) 2 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 t 2 . Nhiệt lợng và lợng nớc m nhận đợc từ bình 2: Q 1 = m.C (t 2 - t 1 ) (0,25đ) Nhiệt lợng mà bình 2 truyền cho lợng nớc m : Q 2 = m 2 .C (t 2 - t 2 ). (0,25đ) Theo phơng trình cân bằng nhiệt ta có: Q 1 = Q 2 hay m.C (t 2 - t 1 ) = m 2 .C (t 2 - t 2 ). (1) (0,25đ) Khi rót lợng nớc m từ bình 1 sang bình 2 thì nhiệt độ cân bằng của bình 1 là t 1 = 2195 0 c. Lợng nớc trong bình 1 chỉ còn m 1 - m. (0,25đ) Tơng tự ta có phơng trình cân bằng nhiệt: mc (t 2 - t 1 ) = c(m 1 - m)(t 1 - t 1 ) => m(t 2 - t 1 ) = m 1 (t 1 - t 1 ). (2) (0,25đ) Từ (1) và (2) => m 2 (t 2 - t 2 ) = m 1 (t 1 - t 1 ). => t 2 = 2 1112 2 )'( m ttmtm (3) (0,25đ) Thay (3) vào (2) rút ra: m = )'()( )'( 111122 111 2 ttmttm ttmm (4) (0,25đ) Thay số và tính toán ta đợc: t 2 = 59,025 0 c, m 2 = 0,1kg. (0,25đ) 2.2.2. (1,25đ). Sau lợt rót thứ nhất, bình 1 có nhiệt độ t 1 = 21,95 0 c, bình 2 có nhiệt độ t 2 = 59 0 c. Sau lợt rót thứ hai bình 1 có nhiệt độ t 1 , bình 2 có nhiệt độ t 2 và vẫn có khối lợng nh ban đầu. Tơng tự ta có phơng trình cân bằng nhiệt cho lần rót từ bình 1 sang bình 2: m(t 2 - t 1 ) = m 2 (t 2 - t 2 ) (0,25đ) => t 2 = 2 221 '' mm tmmt + + , thay số vào ta có t 2 58 0 c (0,25đ) Phơng trình cân bằng nhiệt cho lần rót từ bình 2 sang bình 1 m(t 2 - t 1 ) = (m 1 - m)(t 1 - t 1 ) (0,25đ) 3 => t 1 = 1 112 ')(" m tmmmt + (0,25đ) Thay số ta đợc: t 1 24 0 c (0,25đ) Bài 3. (6đ) Ta đo cờng độ dòng điện chính xác I 0 : M R N I 0 (0,25đ) Ta lần lợt mắc mạch điện nh sau: (A 1 //A 2 ) nt R A 1 I 1 R M I N (0,5đ) I 2 A 2 (H.1) Đo và ghi các cờng độ dòng điện qua A 1 Và A 2 là I 1 và I 2 . rồi mắc nh sau: A 1 nt A 2 nt R (0,25đ) M N (0,5đ) I A 1 A 2 R (H.2) Đo và ghi cờng độ dòng điện qua mạch I . (0,25đ) Gọi điện trở của các Am pe kế A 1 , A 2 lần lợt là R 1 , R 2 . theo cách mắc ở H.1 ta có : 2 1 R R = 1 2 I I = k (xác định đợc ) => R 1 = kR 2 (0,5đ) Tacó hệ phơng trình : U = I 0 R = I(R + 21 21 RR RR + ) = I (R 1 + R 2 +R ) (1) (0,5đ) theo cách mắc ở H.1 ta có : I = I 1 + I 2 , I xác định đợc nên ' I I = m xác định đ- ợc. (0,5đ) 4 Xét : 21 21 RR RR + = 22 2 2 kRR kR + = 1 2 + k kR thay vào (1) ta có : I 0 R = I(R + 1 2 + k kR )= I[(k+1)R 2 +R ] => (I o - I)R =I 1 2 + k kR (2) (0,5đ) và ' I I = m = 1 2)1( 2 + + ++ k kR R RkR (0,5đ) => R(1-m) = R 2 + + 1 )1( 2 k kmk => R = R 2 + + )1)(1( )1( 2 km kmk (0,5đ) => thay vào (2) ta có => I o - I= I 1 2 + k kR = I )1)(1( )1()1( 2 2 2 + ++ km kkmk R kR = 2 )1( )1( + kmk mkI (0,5đ) => I 0 = 2 )1( )1( + kmk mkI +I = I + 2 )1( )1( kmk mk . (0,5đ) => I 0 xác định chính xác bằng công thức trên vì k, m , I đã xác định chính xác. (0,5đ) Bài 4. (6đ) 4.1. (2đ) Vẽ ảnh B I A O A F F H B Xét hai tam giác đồng dạng ABF và OHF ta có: OH AB = OF AF => OH AB = f fAO = f fd (1) (0,5đ) Xét hai tam giác đồng dạng FAB và FOI ta có: 5 '' BA OI = '' ' FA OF => '' BA OI = fOA f ' = fd f ' (2) (0,5đ) mà OI = AB ; OH = AB , kết hợp với (1) và (2) ta có: f fd = fd f ' (0,5đ) =>f 2 = (d - f)(d - f) => d d' = fd f hay dd = df + df chia cả hai vế cho ddf ta đợc: f 1 = d 1 + ' 1 d => điều phải CM (0,5đ) 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 : f 1 = d 1 + dL 1 hay: d 2 - 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 L = 2 - 4Lf > 0 L(L- 4f)> 0 L > 4f). d 1 = 2 + L và d 2 = 2 L (0,75đ) Khoảng cách giữa hai vị trí này là : d 1 - d 2 = l (vì d 1 - d 2 > 0 ) (0.5đ) 2 + L - 2 L = l = l => = l 2 (0,5đ) =>L 2 - 4Lf = l 2 hay f = L lL 4 22 = 90.4 3090 2 = 20 cm (thỏa mãn 4f < L) (0,5đ) Vậy, thấu kính có tiêu cự f=20cm (0.5đ) 6 . đề thi học sinh giỏi tỉnh Môn vật lý - lớp 9 Đề dùng cho HS bảng B (thời gian 150 phút) Bài 1. (4đ) 1.1. (1,5đ) Hai ô tô chuyển động thẳng đều với. 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 kkhông đáng kể. Mắc điện trở R vào nguồn