HSG VL9 (2010-2011)

PHÒNG GD & ĐT HUYỆN HÓC MÔN KỲ THI HỌC SINH GIỎI THCS CẤP HUYỆN MÔN: VẬT LÝ 9 NĂM HỌC: 2010 – 2011 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1: (4đ) Hai xe đi từ bến A đến bến B nhưng không cùng khởi hành. Xe thứ hai khởi hành khi xe thứ nhất đã đi được quãng đường 30 km; xe thứ hai đi được 30 km thì xe thứ nhất đi được 50 km tính từ bến A. Biết rằng thời gian của 2 xe khi đi quãng đường dài 1 km thì hơn kém nhau 30s. Coi 2 xe chuyển động đều. a/ Tìm vận tốc của mỗi xe b/ Hai xe đuổi kịp nhau cách bến A bao nhiêu? Câu 2: (4đ) Một gường phẳng lớn đặt nghiêng tiếp xúc với nền nhà nằm ngang và nghiêng một góc 60 0 so với phương thẳng đứng . Một học sinh (AM) đi lại phía gương có chiều cao h= 1,6m so với nền nhà như hình vẽ: Hỏi người học sinh đó đi đến vị trí A cách mép gương B khoảng cách lớn nhất là bao nhiêu thì người học sinh đó nhìn thấy ảnh đỉnh đầu của mình. Vẽ hình, giải thích và tính khoảng cách AB? (Coi khoảng cách giữa mắt và đỉnh đầu không đáng kể và biểu diễn người học sinh là một mũi tên AM) Câu 3: (4đ) Muốn có nước ở nhiệt độ t = 30 0 C, người ta lấy m 1 = 5kg nước sôi ở 100 0 C trộn với m 2 nước ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Hãy xác định lượng nước lạnh m 2 cần trộn ở 20 0 ? (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt ra môi trường) Câu 4: (4đ) Cho mạch điện gồm 3 điện trở R 1 , R 2 , R 3 mắc nối tiếp vào mạng điện có hiệu điện thế 11V. Biết R 1 = 2R 2 = 3R 3 . Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở: Câu 5: (4đ) Cho 3 bóng đèn dây tóc có số ghi như sau: Đ 1 : (3V – 3W), Đ 2 : (3V – 6W), Đ 3 : (2.5V – 1.25W). Khi mắc nối tiếp 3 bóng này thì: a/ Hiệu điện thế lớn nhất đặt giữa 2 đầu mạch điện là bao nhiêu mà không làm hỏng các bóng đèn? b/ Khi đó công suất của mỗi bóng đèn mắc trong mạch là bao nhiêu? HẾT R 1 R 2 R 3 N M B A (G) 60 0 HƯỜNG DẪN CHẤM BÀI THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9 NĂM HỌC 2010-2011 Câu 1: a/ Gọi vận tốc của mỗi xe lần lượt là v 1 (km/h), v 2 (km/h) Khi xe thứ hai đi được 30 km thì xe thứ nhất đi được: 50 – 30 = 20 km (0.5đ) Vì cùng thời gian chuyển động nên: 2 2 2 1 v s v s =  2 1 2 1 s s v v = 30 20 2 1 = v v  v 1 = 2 3 2 v (1) (0.5đ) Vậy v 1 < v 2 nên khi đi quãng đường dài 1 km ta có: t 1 – t 2 = 120 1 3600 30 2 1 1 1 ==− vv (h) (2) (1đ) Từ (1) và (2) ta tìm được: v 1 = 40 km/h, v 2 = 60 km/h (1đ) b/ Gọi t là thời gian 2 xe gặp nhau tính từ lúc xe thứ 2 khởi hành. Quãng đường xe thứ nhất đi được trong thời gian t là: s 1 = 30 + 40t Quãng đường xe thứ hai đi được trong thời gian t là: s 2 = 60t (0.5đ) Khi xe 2 đuổi kịp xe 1 thì s 1 = s 2  30 + 40t = 60t  t = 1.5h Hai xe cách bến A: s 2 = 60 x 1.5 = 90 km (0.5đ) Câu 2: Người học sinh nhìn thấy đỉnh đầu của mình khi ảnh đỉnh đầu, mắt và mép dưới gương là 3 điểm thẳng hàng Vẽ hình đúng (1,5đ) Theo hình vẽ ta có: ∆ AMB ~ ∆ A ’ M ’ B Xét ∆ AMB vuông tại A ta có: AB= ABtgM AM ∧ (1,5đ) Vì M, M ’ đối xứng qua gương (G) nến (G) ⊥ MM ’ tại B Nên A ∧ B M= 60 0 ( cùng phụ góc N ∧ B M) (0,5đ)  AB = 0 60 6,1 tg = 3 6,1 ≈ 0,92m (0,5đ) Câu 3: Nhiệt lượng do 5kg nước sôi tỏa ra khi xuống đến 30 0 C là: Q tỏa = m 1 .C.(t 1 – t) = 5.4200.(100 – 30) = 1 470 000 J (1đ) Nhiệt lượng nước lạnh thu vào là: Q thu = m 2 .C.(t – t 2 ) = m 2 .4200.(30 – 20) = 42 000.m 2 (1đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt: Q thu = Q tỏa 42 000m 2 = 1 470 000 J N M B A (G) M’ A’ 60 0 60 0 m 2 = 1 470 000 : 42 000 = 35kg (2đ) Câu 4: Ta có: R 1 = 3R 3 , R 2 = 1.5R 3  3 3 2 2 1 1 R U R U R U == hay 3 3 3 2 3 1 5.13 R U R U R U == và U=U 1 +U 2 +U 3 (1đ) Áp dụng tính chất dãy tỉ số bằng nhau: 333 3 3 2 3 1 5.5 11 5.55.13 RR U R U R U R U ==== (0.75đ) Hiệu điện thế giữa 2 đầu mỗi điện trở: 33 1 5.5 11 3 RR U =  U 1 = 3 5.5 11 R . 3R 3 = 6V (0.75đ) 33 2 5.5 11 5.1 RR U =  U 2 = 3 5.5 11 R . 1.5R 3 = 3V (0.75đ) 33 3 5.5 11 RR U =  U 3 = 3 5.5 11 R . R 3 = 2V (0.75đ) Câu 5: Vì mạch mắc nối tiếp các bóng đèn có cùng dòng điện nên cường độ dòng điện qua mạch sẽ là cường độ dòng điện định mức nhỏ nhất: (Mỗi ý 0,5đ) I 1 = 1A, R 1 =3 Ω ; I 2 = 2A, R 2 =1,5 Ω ; I 3 = 0.5A, R 3 = 5 Ω (1.5đ)  Cường độ dòng điện trong mạch là: I = A 2 1 (0.5đ) a/ Hiệu điện thế giữa 2 đầu đoạn mạch lớn nhất là: U = I(R 1 + R 2 + R 3 ) = 4.75V (0.5đ) b/ Công suất của 3 bóng đèn khi đó là: (Mỗi ý 0,5đ) P 1 = W 4 3 3. 4 1 = ; P 2 = W 8 3 16 6 = ; P 3 = 1.25W (1.5đ) (Nếu học sinh có cách giải khác phù hợp và đúng giám khảo vận vụng thang điểm chấm cho phù hợp)