bo de thi HSG dap an ly 9.doc

1 Đề thi học sinh giỏi Môn thi: Vật lý Thời gian: phút Bài 1: (4đ) Một chiếc xe đi từ A đến B với vận tốc không đổi v 1 =20km/h rồi quay trở lại A với vận tốc không đổi v 2 =25km/h. Thời gian nghỉ ở dọc đờng bằng 20% thời gian chuyển động . Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đờng A-B-A? Bài 2: (4đ) Thả một thỏi đồng có khối lợng 600gam và một bình nớc có nhiệt độ 20 0 C thì thấy nhiệt độ của nớc tăng đến 80 0 C cho biết khối lợng của nớc là 500gm, nhiết dung riêng của nớc là 4200J/kg.k, của đồng là 380J/kg.k, nhiệt lợng mất mát do bình hấp thụ và toả ra không khí là 20%. Hãy xác định nhiệt độ của thỏi đồng trớc khi thả vào nớc? Bài 3: (6đ) Cho mạnh điện nh hình vẽ Trong đó: Hiệu điện thế U bằng 68 vôn không đổi, r là một điện trở có độ lớn cha biết. 1. Nếu lần lợt mắc điện trở R 1 bằng 2 và điện trở R 2 bằng 8 vào hai điểm A và B (mỗi lần chỉ một điện trở) thì công suất toả nhiệt trên các điện trở này là nh nhau. Hãy xác định độ lớn của điện trở r? 2. Hai điện trở R 1 và R 2 đợc mắc song song với nhau rồi nối tiếp với điện trở Rx , sau đó mắc chúng vào 2 điểm A và B. Hỏi Rx bằng bao nhiêu thì công suất toả nhiệt ở Rx là lớn nhất? 3. 3. Bây giờ lại mắc vào hai điểm A và B các điện trở R 1 , R 2 và R 3 =58,4, R 4 =60, ampekế (A) có điện trở không đáng kể tạo thàh mạch điện nh hình vẽ bên. Hỏi ampkế chỉ bao nhiêu? Bài 4: (6đ) Một ngời đứng trớc một gơng phẳng đặt thẳng đứng, ngời này cao 2,6m, mắt cách mặt đất 1,5m. Tìm chiều cao tối thiểu của gơng để ngời này nhìn thấy hoàn tpàn ảnh của mình trong gơng. Gơng đặt cách đất bao nhiêu mét? Hớng dẫn chấm và đáp án môn Vật lý Bài 1: (4đ) Gọi quãng đờng AB = a. U r A B Nếu xe không nghỉ ở dọc đờng thì: + Thời gian xe chuyển động từ AB là t 1 = 1 v a 1/2đ + Thời gian xe chuyển động từ BA là t 2 = 2 v a 1/2đ + Thời gian nghỉ t 3 bằng 20% tức là 1/5 tổng số thời gian chuyển động t 3 = + 21 5 1 v a v a 1/2đ + Quãng đờng xe đã đi từ AB rồi từ BA là S=2a 1/2đ + Thời gian kể từ lúc xe khởi hành từ A rồi lại trở về tới A là t. t=t 1 +t 2 +t 3 = 212121 5 6 5 6 5 1 v a v a v a v a v a v a += +++ 1/2đ + Vận tốc trung bình v tb = t s mà s=2a, t= 21 5 6 5 6 v a v a + v tb = 2121 5 1 5 1 ( 5 6 2 5 6 5 6 2 vv a a v a v a a + = + 1đ Rút gọn thay v 1 , v 2 tính đợc v tb = 18,5km/h. 1/2đ 1/2đ Đáp số: v tb =18,5km/h. Bài 2: (4đ) Gọi t x o là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng. 20 o C <80 0 C<t x 0 C 1/2đ Nhiệt độ cân bằng là 80 0 C - Thỏi đồng toả ra nhiệt lợng để hạ nhiệt độ từ t x 0 C xuống 80 0 C là Q 1 . Q 1 =c đ m đ (t x -80). 1/2đ _ - Nớc thu nhiệt lợng (Q 2 ) để tăng nhiệt độ từ 20 0 C đến 80 0 C là: Q 2 =c n m n (80-20). 1/2đ - Nhiệt lợng hao phí do bình và không khí hấp thụ là (Q)=20%Q 1 . Q 1 =Q 2 +Q Q 1 =Q 2 =20%Q 1 . 1/2 đ Thay biểu thức của Q 1 , Q 2 rồi biến đổi có: c đ m đ (t x -80)=c n m n (80-20)+0,2c đ m đ (t x -80) 380.0,6(t x -80)=4200.0,5.60+0,2.380.0,6(t x -80) 228t x -45,6t x =126000+18240-3648 182,4t x =140592 t x = 4,182 140592 770,7771 o C 1đ Đáp án: t x =771 0 C Bài 3: (6đ) 1. Xác định điện trở r. (2đ) Mắc R 1 I 1 = 1 Rr u + 1 = ( ) 1 2 1 2 .R Rr u + (1) Mắc R 2 I 2 = 2Rr u + 2 = ( ) 2. 2 2 2 R Rr u + (2) Theo bài ra thì 1= 2 (1)=(2) Biến đổi cho kết quả r=4. 2. Tìm điện trở R x (2đ) * Điện trở tơng đơng của toàn mạch. R=r+ x R RR RR + + 21 21 . = 4+1,6+R x =5,6+R x * Công suất x = I 2 R x = ( ) ++ = + x x u x x u 2 2 2 2 6,5 2,11 . 6,5 * x lớn nhất (x+ x 2 6,5 ) nhỏ nhất vì tích x. 2 2 6,5 6,5 = x = không đổi x + x 2 6,5 nhỏ nhất x = x 2 6,5 x = 5,6 3. Xác định I A (2 đ) * Vẽ lại mạch điện A 1 R 3 R 4 B r + - R R 2 Ta có ( ) [ ] 4312 // RntRR nt r R tđ = r + 4123 123 4. RR RR + = 4 + 30 = 34 * I = td R U = 34 68 = 2 (A) U r = I.r = 8(V). U AB = 68 8 = 60 (V) I 3 = 123 R U AB = 60 60 = 1(A) U 12 = I 3 .R 12 = 1,6(V) I 1 = 1 12 R U = 2 6,1 = 0,8(A) * Nhìn vào hình vẽ ban đầu ta có: I A = I I 1 = 2 0,8 = 1,2(A) Trả lời: Ampekế chỉ 1,2(A). Bài 4: (6 đ) Gọi AB là chiều cao của nguời đó. O là mắt ngời đó, Ob là khoảng cách từ mắt chân MH là khoảng cách từ chổ đặt gơng tới mặt đất MN là chiều cao của gơng Thể hiện hình vẽ Gơng phẳng cho một ảnh ABđối sứng với AB qua gơng BH=BH 1 tia sáng từ đỉnh đầu A tới gơng ở M phản xạ vào mắt ở O tia này nh đi từ A mà tới. Do đó muốn ngời đó nhìn thấy đỉnh đầu (A) của mình trong gơng thì gơng phải cao tới M. Tơng tự nh trên: Muốn nhìn thấy chân mình trong gơng thì gơng phải thấp tới N. 1/2đ A' H M B' A B N O 1,5 m 1,6 m (1 đ) Nh vậy MN là bề cao tối thiếu của gơng để ngời đó nhìn thấy hoàn toàn ảnh của mình trong gơng. 1/2đ 2 OMN và OAB đồng dạng có các đờng cao lần lợt là: BH và BB ta có: 2 1 ''' == BB BH BA MN Tính đợc MN=0,8m. 1đ 2 BNH và BOB đồng dạng với các đờng cao BH, BB. Ta có 2 1 ' ' == BB HB OB NH Tính đợc NH=0,75 (m) Trả lời: Muốn ngời này nhìn thấy hoàn toàn ảnh của mình trong gơng thì gơng có beef dài 0,8m và treo cách mặt. 2 đề thi học sinh giỏi môn vật Lý Thời gian :150 phút Câu 1 : Một ngời chèo một con thuyền qua sông nớc chảy. Muốn cho thuyền đi theo đờng thẳng AB vuông góc với bờ ngời ấy phải luôn chèo thuyền hớng theo đờng thẳng AC (hình vẽ). C B Biết bờ sông rộng 400m. Thuyền qua sông hết 8 phút 20 giây. Vận tốc thuyền đối với nớc là 1m/s . Tính vận tốc của nớc đối với bờ . A Câu 2 : Thả một cục sắt có khối lợng 100g đang nóng ở 500 0 C và 1 kg nớc ở 20 0 C . Một lợng nớc ở quanh cục sắt đã sôi và hoá hơi. Khi có cân bằng nhiệt thì hệ thống có nhiệt độ là 24 0 C. Hỏi khối lợng nớc đã hoá hơi. Biết nhiệt dung riêng của sắt C sắt = 460 J/kg K, của nớc C nớc = 4200J/kgK . Nhiệt hoá hơi L = 2,3.10 6 J/kg . Câu 3 : Cho mạch điện nh hình vẽ. Khi khoá K ở vị trí 1 thì am pe kế chỉ 4A. Khi K ở vị trí 2 thì am pe kế chỉ 6,4A. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch luôn không đổi bằng 24 V. Hãy tính các giá trị điện trở R 1 , R 2 và R 3 . Biết rằng tổng giá trị điện trở R 1 và R 3 bằng 20 . 2 R 1 (A) Câu 4 : Một ngời cao 170 cm, mắt cách đỉnh đầu 10cm đứng trớc một gơng phẳng thẳng đứng để quan sát ảnh của mình trong gơng. Hỏi phải dùng gơng có chiều cao tối thiểu là bao nhiêu để có thể quan sát toàn bộ ngời ảnh của mình trong gơng. Khi đó phải đặt mép dới của gơng cách mặt đất bao nhiêu ? đáp án và biểu điểm môn lý : Câu 1 : (4 điểm) Gọi 1 v là vận tốc của thuyền đối với dòng nớc (hình vẽ) 0 v là vận tốc của thuyền đối với bờ sông 2 v là vận tốc của dòng nớc đối với 2 bờ sông. Ta có 0 v = 1 v + 2 v Vì 0 v 2 v nên về độ lớn v 1 , v 2 , v thoả mãn 2 2 2 0 2 1 vvv += (1) Mặt khác : vận tốc v 0 = 500 400 = t AB =0,8m/s (1đ) Thay số vào (1) ta đợc : 1 2 = 0,8 2 + 2 2 v v 2 = 2 6,0 =0,6 m/s Vậy vận tốc của nớc đối với bờ sông : 0,6 m/s (2đ) Câu 2 : (4đ) Nhiệt lợng do sắt toả ra khi hạ nhiệt độ từ 500 0 C xuống 24 0 C Q 1 = c 1 m (500 - 24) = 21896 (J) (0,5 đ) Gọi nhiệt lợng nớc đã hoá hơi là mx. Nhiệt lợng để nó hấp thụ để tăng nhiệt độ từ 20 0 C lên 100 0 C là : Q 2 = mx.4.200.80 = 336.000 mx (0,5đ) Nhiệt lợng do mx (kg) nớc hấp thụ để hoá hơi : Q 3 = Lmx = 2,3.10 6 mx (1 điểm) Lợng nớc còn lại là :(1 - mx) kg sẽ hấp thụ Q để nóng từ 20 - 24 0 C Q 4 = (1 - mx) .4200 . 4 = (1 - mx) 16800 = (1 - mx) . 16,8 .10 3 (J) (0,5đ) Theo nguyên lý cân bằng nhiệt : Q 1 = Q 2 + Q 3 + Q 4 (0,5 đ) Hay 21896 = mx (336.10 3 + 2300 .10 3 - 16,8.10 3 ) + 16,8.10 3 21896 - 16800 = mx .2619200 mx = 3 10.2 2619200 5096 (kg) Vậy lợng nớc để hoá hơi là 2 kg (1đ) Câu 3 : (6đ) a, Khi K mở ở vị trí 2 ta có : R 1 //R 3 nên : R 2 R 13 = == + 75,3 64 24 . 31 31 RR RR (1đ) Vì R TM = 4,6 24 = I U R 3 Theo bài ra ta có : R 1 + R 3 = 20 (2) (1đ) Từ (1) và (2) ta có hệ phơng trình : R 1 .R 2 = 3,75.20 R 1 + R 2 = 20 Giải hệ : R 1 = 15 (I) R 3 = 5 => R 1 = 5 (II) R 3 = 15 Giải hệ (1 đ) b, Khi K ở vị trí 1 . ta có R 2 //R 3 nên R 2 R 23 = 4 24 ' . 32 32 == + I U RR RR =6 (3) Biến đổi biểu thức 32 32 . RR RR + = 6 ta đợc : R3 6R 2 + 6R 3 = R 2 .R 3 6R 2 -R 2 R 3 + 6R 3 = 0 6R 3 = R 2 (R 3 -6) R 2 = 6 6 3 3 R R ; R3 = 6 6 2 2 R R (1 đ) Xét : R 1 = 15 R2 <0 (loại) R 3 = 5 R 1 = 5 R 3 = 15 R2 = = 10 615 15.6 (1đ) Vậy các giá trị điện trở cần tính là R1 = 5 ; R2 = 10 ; R3 = 15 Câu 4 : (6đ) - Vẽ hình vẽ (1đ) ảnh và ngời đối xứng nên : MH = M'H Để nhìn thấy đầu trong gơng thì mép trên của gơng tối thiểu phải đến điểm I . IH là đờng trung bình của MDM' . Do đó IH = 1/2MD = 10/2 = 5 (cm) Trong đó M là vị trí mắt. Để nhìn thấy chân (C) thì mép dới của gơng phải tới điểm K (2đ) HK là đờng trung bình của MCM' do đó : HK = 1/2 MC = 1/2 (CD - MD ) = 1/2(170 - 10) = 80cm Chiều cao tối thiểu của gơng là : IK = IH + KH = 5 + 80 = 85 (cm) Gơng phải đặt cách mặt đất khoảng KJ KJ = DC - DM - HK = 170 - 10 - 80 = 80 (cm) (2 đ) Vậy gơng cao 85 (cm) mép dới của gơng cách mặt đất 80 cm (1đ) 3 đề thi HSG vật lý lớp 9 Thời gian : 150 phút. Câu 1: ( 4 điểm) - Một ngời dùng hệ thống 2 ròng rọc nh hình vẽ để trục vớt một tợng cổ bằng đồng có trọng lợng P = 5340 N từ đáy hồ sâu H = 10 m lên. Hãy tính: 1. Lực kéo khi. a. Tợng đã ở phía trên mặt nớc b. Tợng còn chìm hoàn toàn trong nớc. 2. Tính công tổng cộng của các lực kéo từ đáy hồ lên trên mặt nớc h = 4 m. Biết trọng lợng riêng của đồng là 89000 N/m 3 , của nớc 10.000N/m 3 ( bỏ qua trọng lợng của ròng rọc). Câu 2: ( 4 điểm): Một hộp kim chì, kẽm có khối lợng 500 g ở nhiệt độ 120 0 C .đợc thả vào một nhiệt lợng kế có nhiệt dung là 300J/độ chứa 1 kg nớc ở 20 0 C Nhiệt độ khi cần bằng là 22 0 C. Tìm khối lợng chì, kẽm, biết nhiệt dung riêng của chì, kẽm, nớc lần lợt là 130 J/ kg 0 K, 400 J/kg 0 K 4200 j/kg 0 K. Câu 3: ( 4 điểm) Một tia sáng SI tới một gơng phẳng hợp với phơng nằm ngang một góc 60 0 . Hỏi phải đặt gơng hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc bao nhiêu độ để tia phản xạ có phơng. a. Nằm ngang b. Thắng đứng. Câu 4: ( 4 điểm). Mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ . trong đó R 1 = 12 R 2 = R 3 = 6 ; U AB 12 v A R 1 R 3 B R A 0 ; R v rất lớn. a. Tính số chỉ của ampekế, vôn kế và công suất thiêu thụ điện của đoạn mạch AB. b. Đổi am pe kế, vôn kế cho nhau . Thì am pe kế và vôn kế chỉ giá trị bao nhiêu. Tính công xuất của đoạn mạch điện khi đó. v v Câu 5: (4điểm): Cho các dụng cụ sau: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12v hai bóng đèn D 1 ( 6 v - 0,4 A) Đ 2 ( 6v - 0,1A) và một biến trở R b. a. có thể mắc chúng thành mạch nh thế nào để hai đèn đều sáng bình thờng vẽ sơ đồ mạch và tính điện trở của biến trở tơng ứng với mỗi cách mắc đó. b. Tính công suất tiêu thụ của biến trở ứng với mỗi sơ đồ. Từ đó suy ra dùng sơ đồ nào có lợi hơn. hỡng dẫn chấm Đáp án - Biểu điểm Câu 1: (4 điểm): 1.a. Dòng rọng động đợc lợi 2 lần về lực -> lực kéo khi vật đã lên khỏi mặt nớc. F = P/2 = 2670 N ( 1 điểm) 1.b. Tính thể tích ở dới nớc P = dv => V = d p = 0,06 m 3 - Tính lực đẩy Ac si mét khi tác dụng lên tợng F A = v . d 0 = 600 N ( 1 điểm) - Lực do dây treo tác dụng lên ròng rọc động P 1 = P - F A = 4740 N - Lực kéo vật khi cân chìm hoàn toàn dới nớc F 1 = 2 1 P = 2370 N ( 1 điểm) 2. Đờng đi của các lực đều bị triệt 2 lần nên tổng công của các lực kéo. A= F 1 . 2 H + F. 2h = 23720 + 2670.8 = 68760 (J) ( 1 điểm) Câu 2: (4 điểm) Gọi m 1 m 2 là khối lợng của chì và kẽm có trong hổn hợp ta có m 1 + m 2 = m = 0,5 kg (1) (1 điểm) - Chì, kẽm toả nhiệt, nhiệt lợng kế và nớc trụ nhiệt do đó cân bằng nhiệt ta có. C 1 m 1 (t 1 - t ) + C 2 m 2 ( t 1 - t) = C 3 m 3 ( t - t 2 ) + C 4 m 4 (t -t 2 ) C 1 m 1 + C 2 m = ( )( ) ( ) tt ttmCmC + 1 24433 ( 1điểm) 130 m 1 + 400 m 2 = 90 (2) Giải hệ phơng trình m 1 + m 2 = 0,5 (1 điểm) [...]... 6 = 1,83 =3,28 IR Câu2: (2điểm) a,Thời gian bơi của vận động viênbằng thời gian trôi của quả bóng , vận tốc dòng nớc chính là vận tốc quả bóng Vn=Vb=AC/t= 15 0,9 1/ 3 =1,8(km/h) Gọi vận tốc của vận động viên so với nớc là Vo.vận tốc so với bờ khi xuôi dòng và ngợc dòng làV1vàV2 => V1=Vo+Vn ; V2=Vo-Vn Thời gian bơi xuôi dòng t1=AB/V1=AB/(Vo+Vn) (1) Thời gian bơi ngợc dòng t2=BC/V1=BC/(Vo-Vn) (2) Theo... m1 = 407, 4 g ( 1 điểm) Bài 3: ( 4 điểm): Đúng mỗi trờng hợp đợc 1 điểm a Tia phản xạ nằm ngang ( 2 điểm) góc hợp với tia tới và tia phản xạ có thể 60 hoặc 1200 - ứng với hai trờng hợp trên vết gơng ở vị trí M1 S 0 ( hợp với một mặt phẳng nằm ngang 1 góc 60 ) hoặc ở vị trí M2 ( hợp với mặt phẳng nằm < > 0 ngang một góc 30 ) (1 điểm) I M2 b Tia phản xạ thẳng đứng M1 0 0 - góc hợp với tia tới và tia... và ngợc dòng b.Giả sử khi gặp bóng vận động viên lại bơi xuôi tới B lại bơi ngợc, gặp bóng lại bơi xuôi cứ nh vậy cho đến khi ngời và bóng gặp nhau ở B Tính tổng thời gian bơi của vận động viên Câu:3 Một khối thuỷ tinh lăng trụ, thi t diện có dạng một tam giác cân ABC Ngời ta mạ bạc toàn bộ mặt AC và phần dới mặt AB Một tia sáng rọi vuông góc với mặt AB Sau khi phản xạ liên tiếp trên các mặt AC và... điểm) I M2 b Tia phản xạ thẳng đứng M1 0 0 - góc hợp với tia tới và tia phản xạ có thể là 30 hoặc 150 (1 điểm) - ứng với 2 trờng hợp đó vết gơng ở vị trí M1 ( hợp với mặt nằm ngang một góc 150) hoặc ở vị trí M2 ( hợp với mặt nằm ngang một góc 750) ( 1 điểm) M2 S M1 Câu 4: (4 điểm) a R1 // R2 nt R3 R = R1,2 + R3 = 12.6 +6 12 + 6 = 10 ( 0,5 điểm) Cờng độ dòng toàn mạch I= U R = 1,2 A Tính U3 = I R3 =... t2=BC/V1=BC/(Vo-Vn) (2) Theo bài ra ta có t1+t2=1/3h (3) Từ (1) (2) và (3) ta có Vo2 7,2Vo=o => Vo=7,2(km/h ) =>Khi xuôi dòng V1=9(km/h) Khi ngợc dòng V2=5,4(km/h) b, Tổng thời gian bơi của vận động viên chính là thời gian bóng trôi từ Ađến B ;t=AB/Vn=1,5/1,80,83h Câu 3 ký hiệu góc nh hình vẽ: A i1 = A : góc nhọn có cạnh vuông góc với nhau i2 = i1 : theo định luật phản xạ i1 i3 = i1 + i2 =2A: . + Q 4 (0,5 đ) Hay 21 896 = mx (336.10 3 + 2300 .10 3 - 16,8.10 3 ) + 16,8.10 3 21 896 - 16800 = mx .26 192 00 mx = 3 10.2 26 192 00 5 096 (kg) Vậy lợng nớc. cao 85 (cm) mép dới của gơng cách mặt đất 80 cm (1đ) 3 đề thi HSG vật lý lớp 9 Thời gian : 150 phút. Câu 1: ( 4 điểm) - Một ngời dùng hệ thống 2 ròng