Đề HSG Lý 9 (có đáp án)

Người ta nhấc ống từ từ lên cao theo phương thẳng đứng.

Trang 1

UBND Tỉnh thừa thiên Huế Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh

sở giáo dục và đào tạo Lớp 9 THCS năm học 2004-2005

Môn: Vật lý (Vòng 1)

Đề chính thức Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề)

_

Bài 1: (5 điểm) Một động tử X có vận tốc khi di chuyển là 4m/s Trên đường di

chuyển từ A đến C, động tử này có dừng lại tại điểm E trong thời gian 3s (E cách A một đoạn 20 m) Thời gian để X di chuyển từ E đến C là 8 s

Khi X bắt đầu di chuyển khỏi E thì gặp một động tử Y đi ngược chiều Động tử Y di chuyển tới A thì quay ngay lại C và gặp động tử X tại C (Y khi di chuyển không thay đổi vận tốc)

a) Tính vận tốc của động tử Y

b) Vẽ đồ thị thể hiện các chuyển động trên (trục hoành chỉ thời gian; trục tung chỉ quãng đường)

Bài 2: (5 điểm) Người ta nhúng vào trong thùng chất lỏng

một ống nhẹ dài hình trụ đường kính d; ở phía dưới ống có

dính chặt một cái đĩa hình trụ dày h, đường kính D, khối

lượng riêng của vật liệu làm đĩa là  Khối lượng riêng của

chất lỏng là L ( với  > L) Người ta nhấc ống từ từ lên

cao theo phương thẳng đứng

Hãy xác định độ sâu H (tính từ miệng dưới của ống

lên đến mặt thoáng của chất lỏng) khi đĩa bắt đầu tách ra

khỏi ống

Bài 3: (5 điểm) Dẫn m1= 0,4 kg hơi nước ở nhiệt độ t1= 1000C từ một lò hơi vào một bình chứa m2= 0,8 kg nước đá ở t0= 00C Hỏi khi có cân bằng nhiệt, khối lượng và nhiệt độ nước ở trong bình khi đó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg và nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.105 J/kg; (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa)

Bài 4: (5 điểm) Một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự f Đặt một vật AB vuông

góc với trục chính của thấu kính (A ở trên trục chính) trước thấu kính một đoạn d, cho ảnh A'B' rõ nét hứng được trên màn (màn vuông góc với trục chính) cách thấu kính một đoạn d'

a) Chứng minh: 1f d1d1'

b) Biết thấu kính này có tiêu cự f = 12,5 cm và L là khoảng cách từ vật AB đến ảnh A'B' Hỏi L nhỏ nhất là bao nhiêu để có được ảnh rõ nét của vật ở trên màn ?

c) Cho L = 90 cm Xác định vị trí của thấu kính

D

d H

h

Trang 2

Hướng dẫn chấm

Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh

Lớp 9 THCS năm học 2004-2005

Môn: Vật lý ( Vòng 1)

Bài 1:

a) (2,5đ) Vận tốc của Y: Chọn t = 0 tại A lúc X bắt đầu di chuyển

Thời gian X đi từ A đến E là: t1 = 20 : 4 = 5 s và quãng đường EC là: 4 x 8 = 32 m

=> Quãng đường AC dài 20 + 32 = 52 m 1,0 đ Vì X và Y đến C cùng lúc nên thời gian Y đi là tY = 8 s 0,5 đ và quãng đường Y đã đi: 20 + 52 = 72 m 0,5 đ Vậy vận tốc của Y là: VY = 72 : 8 = 9 m/s 0,5 đ

b) (2,5đ) Đồ thị của X là đường gấp khúc AEE'C .1,0 đ Đồ thị của Y là đường gấp khúc E'MC 1,5 đ (Để vẽ chính xác điểm M, vẽ F đối xứng với E' qua trục hoành rồi nối FC cắt trục hoành tại M, nếu học sinh không xác định chính xác M thì không cho điểm đồ thị Y)

20

52 s(m)

M

C

Bài 2:

F1 là áp lực của chất lỏng tác dụng vào mặt dưới của đĩa

F2 là áp lực của chất lỏng tác dụng lên phần nhô ra

ngoài giới hạn của ống ở mặt trên của đĩa

P là trọng lượng của đĩa

Đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống khi: P + F2 = F1 (1)

Với: F1 = p1S =10.(H+h)  L .S = 10

4

D2

 (H+h) L

F2 = p2S' =10.H L.(

4

D2

4

d2

 )

P = 10  V = 10  h

4

D2

 .1,5 đ

Thế tất cả vào (1) và rút gọn: D2.h  + (D2 - d2)H L = D2 (H + h) L

2 2

2

L L

H

d





2

L L

D h d





 

 

  1,0 đ

F1 P F2

D

d H

h

Trang 3

Bài 3:

Giả sử 0,4kg hơi nước ngưng tụ hết thành nước ở 1000C thì nó toả ra nhiệt lượng:

Q1 = mL = 0,4  2,3106 = 920.000 J 0,5 đ Nhiệt lượng để cho 0,8 kg nước đá nóng chảy hết:

Q2 = m2 = 3,4  105  0,8 = 272.000 J 0,5 đ

Do Q1 > Q2 chứng tỏ nước đá nóng chảy hết và tiếp tục nóng lên, giả sử nóng lên đến 1000C 0,5 đ Nhiệt lượng nó phải thu là: Q3 = m2C(t1 - t0) = 0,8  4200 (100 - 0) = 336.000 J

=> Q2 + Q3 = 272.000 + 336.000 = 608.000 J 1,0 đ

Do Q1 > Q2 + Q3 chứng tỏ hơi nước dẫn vào không ngưng tụ hết và nước nóng đến

1000C 0,5 đ

=> Khối lượng hơi nước đã ngưng tụ:

m' = (Q2 + Q3)/ L = 608.000 : 2,3106 = 0,26 kg 1,0 đ Vậy khối lượng nước trong bình khi đó là : 0,8 + 0,26 = 1,06 kg 0,5 đ và nhiệt độ trong bình là 1000C 0,5 đ

Bài 4: a) Chứng minh: f1d1d1' Do ảnh hứng được trên màn nên ảnh thật 0,25đ

Hai  AOB   A'OB':

d

' d OA

' OA AB

' B ' A



 .0,5 đ Hai tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F':

AB

' B ' A ' OF

' F ' A OI

' B ' A



 (vì OI = AB) 0,5 đ

hay

d

' d f

f ' d





0,5 đ

<=> d(d' - f) = fd' <=> dd' - df = fd' <=> dd' = fd' + fd

Chia 2 vế cho dd'f thì được : f1d1d1' 0,25 đ b) (2 đ) Ta có: d + d' = L (1)

và 1f d1d1' => f =

' d d

' dd

 => dd' = f(d + d') = fL (2) 0,5 đ Từ (1) và (2): X2 -LX + 12,5L = 0 .1,0 đ

= L2 - 50L = L(L - 50) Để bài toán có nghiệm thì   0 => L  50

Vậy L nhỏ nhất bằng 50 (cm) 0,5 đ c) (1 đ) Với L = 90 cm => d + d' = 90 và dd' = 1125

=> X2 - 90X + 1125 = 0 Giải ra ta được: X1 = 15cm; X2 = 75cm 0,5 đ

=> d = 15cm; d' = 75cm hoặc d = 75cm; d' = 15cm

Vậy thấu kính cách màn 15cm hoặc 75cm 0,5 đ

I f

d'

A' F'

O B

A

Trang 4

UBND Tỉnh thừa thiên Huế Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh

sở giáo dục và đào tạo Lớp 9 THCS năm học 2004-2005

Môn: Vật lý (Vòng 2)

Đề chính thức Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề)

_

Bài 1: (5 điểm)

Người ta muốn làm một điện trở tiêu thụ một công suất 1000W khi hiệu điện thế ở hai đầu dây là 100V Tiết diện tròn của dây dẫn được định với điều kiện là hợp kim sắt-kền dùng để làm dây chịu được một mật độ dòng điện lớn nhất là 5A mỗi milimet vuông Tính đường kính, chiều dài và khối lượng nhỏ nhất của dây cần dùng?

Biết rằng một dây sắt-kền tiết diện tròn đường kính 1 mm dài 1 km có điện trở

1000  và khối lượng 6,36 kg

Bài 2: (5 điểm)

Có 3 điện trở giá trị lần lượt bằng R;

2R; 3R mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện

thế U không đổi Dùng một vôn-kế (điện trở

RV) để đo lần lượt hiệu điện thế giữa 2 đầu

điện trở R và 2R thì được các trị số U1 = 40,6

V và U2 = 72,5 V Nếu mắc vôn-kế này vào 2

đầu điện trở 3R thì vôn-kế này chỉ bao nhiêu?

Bài 3: (5 điểm)

Cho các sơ đồ mắc biến trở sau (hình a; b) Giá trị tối đa của biến trở và của điện trở đều bằng R Đối với mỗi sơ đồ, hãy khảo sát sự biến thiên của điện trở toàn mạch theo x (x là phần điện trở nằm bên phải của biến trở) Vẽ các đường biểu diễn trên cùng một hệ toạ độ (trục tung : điện trở toàn phần; trục hoành : x)

Bài 4: (5 điểm)

Có một hộp kín với 2 đầu dây dẫn ló ra ngoài, bên trong hộp có chứa ba điện trở loại 1; 2 và 3 Với một ắcquy 2V; một ampe-kế (giới hạn đo thích hợp) và các dây dẫn, hãy xác định bằng thực nghiệm để tìm sơ đồ thực của mạch điện trong hộp

_

U

V

x x

Hình b Hình a

B C

A B

C A

Trang 5

Hướng dẫn chấm

Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh

Lớp 9 THCS năm học 2004-2005

Môn: Vật lý ( Vòng 2)

Bài 1:

a/ Đường kính của dâv (1 đ):

Cường độ dòng điện qua điện trở: I = P/U = 1000/100 = 10 (A) 0,5 đ Mật độ cực đại của dòng điện là 5A/mm2 nên tiết diện nhỏ nhất của dây:

S = 10/5 = 2 mm2 Gọi d là đường kính của dây:

S =

4

d2

 => d = 4 4.2 1,6 

3,14

S

mm

   0,5 đ b/ Chiều dài của dây (2 đ):

Điện trở của dây: R = U2/ P = 1002/ 1000 = 10 ( ) 0,5 đ Đối với dây 10  : R =  l/S

Đối với dây 1000: R' =  l'/S' 0,5 đ

2

1

25, 6 1,6

4









c/ Khối lượng của dây (2 đ):

Gọi m, V và D là khối lượng, thể tích và khối lượng riêng của dây điện trở Ta có:

2

2 ' S

S ' R

R ' S

S ' S

S ' R

R ' S

S 'l

l ' S 'l

S l ' V

V D

'

V

D

V

'

m













64 6360

412,8



 0,5 đ

Bài 2:

Gọi I1 là cường độ dòng điện trong mạch

chính ở lần đo thứ nhất Ta có:

U = U1 + I1(2R + 3R) (1) 0.5 đ

Với I1 =

V

1 1

R

U R

U

 Thay vào (1):

U = U1 + (

V

1 1 R

U R

U

 )(2R + 3R)

U = 6U1 + 5U1RV

R

(2) 1,0 đ Làm tương tự với lần đo thứ hai: U = U2 + I2(R + 3R)

Với I2 = V

2 2

R

U R

2

U

 => U = 3U2 + 4U2RV

R

(3) 1,0 đ

U

V

Trang 6

Với lần đo thứ ba: U = U3 + I3(R + 2R) Trong đó: I3 =

V

3 3 R

U R 3

U



Thế vào ta được: U = 2U3 + 3U3RV

R

(4) 0,5 đ Từ (2) và (3) ta có: 6U1 + 5U1RV

R = 3U2 + 4U2RV

R .0,5 đ

=> RV

R

1 , 26 U

5 U 4

U 3 U 6

1 2

2



(5) 0,5 đ

=> U = 304,5(V) Thay vào (4) => U3 = 105 (V) 1,0 đ

Bài 3:

Gọi ya và yb lần lượt là điện trở toàn phần của mạch

điện trong sơ đồ hình a và hình b

Ta có: ya =

x

R 1

R x

R

x R





và yb = (R(R xx))xx  R1x2x





(2) 1,0đ Lập bảng giá trị sau: 1,5 đ

Bài 4:

Ba điện trở này có thể mắc với nhau theo các sơ đồ sau: (vẽ và tính R .4đ,

mỗi sơ đồ đúng cho 0,5 đ)

e) R5=3/2 f) R6= 4/3 g) R7=5/6 h) R8=6/11

Mắc hộp kín vào mạch điện theo sơ đồ bên

Với U = 2V Đọc số chỉ của A-kế là I

=> Rn = U/I = 2/I So sánh giá trị của Rn

với giá trị ở các sơ đồ trên suy ra mạch

điện trong hộp 1,0 đ Hộp kín A

U =2V

y

R/2 R/4

2

Đồ thị 1,5 đ

Trang 7

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	147,5 KB