Phòng Giáo Dục huyện Ngọc Lặc Đề thi học sinh giỏi lớp 9 THCS Trờng THCS Cao Thịnh Năm học 2006 2007 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài:150 phút Câu 1: Trên sân ga, một ngời đi bộ dọc theo đờng sắt bên một đoàn tầu. Nếu ngời đi cùng chiều với đoàn tầu thì đoàn tầu sẽ vợt qua ngời trong thời gian t 1 =160s, nếu ngời đi ngợc chiều với đoàn tầu thì thời gian từ lúc gặp đầu tầu đến lúc gặp đuôi tầu t 2 =80s. Hãy tính thời gian từ lúc ngời gặp đầu tầu đến lúc gặp đuôi tầu trong các tr- ờng hợp: a) Ngời đứng yên nhìn tầu đi qua. b) Tầu đứng yên, ngời đi dọc theo đoàn tầu. Câu 2 : Một bình nhiệt lợng kế bằng nhôm có khối lợng m 1 =200g chứa nớc có khối lợng m 2 = 400g ở nhiệt độ t 1 = 20 0 C. a ) Đổ thêm vào bình một khối lợng nớc (m) ở nhiệt độ t 2 =5 o C khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ của nớc trong bình là t = 10 0 C . Tìm m. b ) Sau đó ngời ta thả vào bình một khối nớc đá có khối lợng là m 3 ở nhiệt độ t 3 = -5 0 C. Khi cân bằng nhiệt thì thấy trong bình còn lại 100g nớc đá.Tìm m 3 . Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là c 1 = 880 (J/kg.K), của nớc là c 2 = 4200 (J/kg.K), của nớc đá là c 3 = 2100 (J/kg.K),nhiệt độ nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi về nhiệt với môi tr- ờng. Câu 3 Cho hai điện trở R 1 , R 2 , một ampe kế và một vôn kế mắc lần lợt theo các sơ đồ hình dới đây. Biết rằng trong cả ba sơ đồ, vôn kế đều chỉ18V. Trong sơ đồ thứ nhất, ampe kế chỉ 3,1A, trong sơ đồ thứ hai, ampe kế chỉ 1,6A và trong sơ đồ thứ ba ampe kế chỉ 1,1A. Hãy tính các điện trở R 1 và R 2 . Aaaa R 1 R 2 R 1 R 2 Câu 4. Một vật sáng AB cao 3cm đặt cách màn một khoảng L=160cm. Trong khoảng giữa vật sáng và màn có một thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 30cm sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với vật AB. a. Định vị trí đặt thấu kính để ta có đợc ảnh rõ nét của vật trên màn. b. Tính độ lớn của ảnh. Đáp ánvà thang điểm môn lý 9 V A A A V A V Câu 3.(5điểm) Gọi R v là điện trở của vôn kế. Trong cả 3 sơ đồ, vì vôn kế đều chỉ 18V, nên cờng độ dòng điện qua vôn kế trong cả 3 sơ đồ là: I v = v R 18 (1điểm) U= 18V cũng là hiệu điện thế ở hai đầu các điện trở R 1 ,R 2 trong hai sơ đồ 1,2 và ở đầu bộ R 1 + R 2 trong sơ đồ 3. Cờng độ dòng điện qua chúng lần lợt là: I 1 = 11 18 RR U = ; I 2 = 22 18 RR U = ; I 3 = 2121 18 RRRR U + = + Theo các số chỉ của ampe kế trong 3 sơ đồ, ta có các phơng trình: 1 18 R + v R 18 = 3,1 (1) Câu ý Nội dung Điểm Câu 1 .(5điểm) Câu 2 .(5điểm) a b a b +Đoàn tầu đi cùng chiều với ngời đi bộ - Lập đợc phơng trình (v T v N )t 1 = S (1) +Đoàn tầu đi ngợc chiều với ngời đi bộ - Lập đợc phơng trình (v T + v N )t 2 = S (2) + Từ (1) và (2) ta suy ra tỉ lệ v T = 3v N (3) + Ngời đứng yên ,tầu đi qua. - Thế (3)vào (2)ta có S = 320v N Vậy thời gian tầu đi qua là t = )( 3 320 3 s v S v S NT == + Tầu đứng yên, ngời đi qua. Vậy thời gian ngời đi qua tàu là t= )(320 320 s v v v S N N N == + Nhiệt lợng của nhiệt lợng kế và nớc tỏa ra - Lập đợc phơng trình m 1 c 1 + m 2 c 2 (t 1 -t)=Q TỏA + Nhiệt lợng của nớc(m) thu vào mc 2 (t-t 2 )=Q THU -áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt Q TỏA = Q THU m = )(884,0 )( ))(( 21 12211 kg ttc ttcmcm = + + Theo giả thiết trong bình còn lại nớc đá nên nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là 0 0 c phần nớc đá tan là (m 3 - 0,1) kg Vậy Q TỏA = m 1 c 1 (t- 0) + (m 1 +m 2 ).c 2 (t- 0). Q THU = m 3 c 3 (0- t 3 ) + (m 3 - 0,1). . - áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt ta có: m 1 c 1 (t- 0)+(m 1 +m 2 ).c 2 (t- 0) = m 3 c 3 (0- t 3 ) + + (m 3 - 0,1). . m 3 )(26,0 )( .1,0).( 33 2211 kg tc tcmtcm = + +++ 1 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 2 18 R + v R 18 = 1,6 (2) 21 18 RR + + v R 18 = 1,1 (3) Lập 3 phơng trình trên đợc (2điểm) Từ (1), (2) và (3) ta có: 1 1 2 12 12 R R R = (4) R 2 1 - 24R 1 + 108 = 0 (5) (1điểm) Giải (5) ta đợc: R 1 = 6 và R 1 =18 Thế R 1 =18 vào (4) ta thấy có giá trị âm, do đó nghiệm R 1 =18 không thừa nhận đợc. Vậy: R 1 = 6 Và R 2 =12 (1điểm) Câu 4.(5điểm) a. Do ảnh hứng đợc trên màn nên là ảnh thật và luônở khác bên với thấu kính so với vật nên ta có: d + d = L (1) (1điểm) Mặt khác: fd fd d = . ' (2) Từ (1) và (2) ta có: d 2 - 160d + 4800 = 0 Giải phơng trình trên ta đợc: d 1 = 40cm; d 2 = 120cm. (2điểm) b. Độ cao của ảnh: AB d d BA d d AB BA . ' '' ''' == - khi d 1 = 40cm: (1) d 1 = L d 1 = 120cm Do đó: cmAB d d BA 93 40 120 1 1 === '' ' (1điểm) - Khi d 2 = 120cm: (1) d 2 = L d 2 = 40cm Do đó: cmAB d d BA 13 120 40 2 2 === '' ' (1điểm) . sự trao đổi về nhiệt với môi tr- ờng. Câu 3 Cho hai điện tr R 1 , R 2 , một ampe kế và một vôn kế mắc lần lợt theo các sơ đồ hình dới đây. Biết rằng trong. chỉ18V. Trong sơ đồ thứ nhất, ampe kế chỉ 3,1A, trong sơ đồ thứ hai, ampe kế chỉ 1,6A và trong sơ đồ thứ ba ampe kế chỉ 1,1A. Hãy tính các điện tr R 1