Bài giảng ĐỀ - ĐÁP ÁN THI HSG 9 VẬT LÝ

PHÒNG GIÁO DỤC KRÔNG NĂNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (3 điểm). Một máy phát điện công suất 500kW, hiệu điện thế 10kV, cung cấp cho hộ tiêu thụ cách đó 5 km. a) Tính tiết diện tối thiểu của dây đồng để độ sụt thế trên đường dây không vượt quá 2%. Cho điện trở suất của đồng là 1,7.10 -8 Ωm. b) Muốn công suất hao phí giảm 100 lần thì phải tăng hiệu điện thế lên bao nhiêu lần? Câu 2 :(4,0 điểm). Lúc 7 giờ hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h. a. Tìm khoảng cách của hai xe lúc 8 giờ ? b. Xác định vị trí và thời điểm khi hai xe gặp nhau ? Câu 3 :(3,5 điểm). a. Tính nhiệt lượng do 2 kg nước ở 20 0 C tỏa ra khi nhiệt độ của nó hạ xuống 0 0 C . Biết nhiệt dung riêng của nước là c 1 = 4200J/kg.K . b. Để biến lượng nước trên thành nước đá ở 0 0 C, người ta bỏ vào khối nước trên một khối nước đá ở nhiệt độ -10 0 C. Tính lượng nước đá tối thiểu cần dùng. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là c 2 = 1800J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.10 5 J/kg. Câu 4 :(4,0 điểm). Cho đoạn mạch như hình vẽ. R 1 Biết R 1 = 1Ω, R 2 = R 3 = 3Ω, R 4 = R 5 = 4Ω. Tính điện trở A R 2 R 3 R 4 tương đương của đoạn mạch AB nếu: a. K 1 , K 2 mở. R 5 b. K 1 mở, K 2 đóng. c. K 1 đóng, K 2 mở. d. K 1 , K 2 đóng. Câu 5 : (2,5điểm).Trên đường tầu nằm ngang, một đầu tầu kéo một toa tầu bằng một lực 110000N. Toa tầu có trọng lượng 200000N. Lực ma sát của đường ray với bánh xe bằng 0,5 trọng lượng toa tầu. a. Tìm hợp lực của các lực tác dụng lên toa tầu (độ lớn và chiều). b. Muốn cho toa tầu chạy thẳng đều thì lực kéo bằng bao nhiêu ? Câu 6 :(3 điểm). Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính trước thấu kính, A nằm trên trục chính, ảnh A / B / của AB qua thấu kính là ảnh thật. a. Vẽ ảnh A / B / của AB qua thấu kính (không nêu cách vẽ). b. Thấu kính có tiêu cự là 20cm. Khoảng cách AA / = 90cm. Dựa trên hình vẽ ở câu a và các phép tính hình học. Hãy tính khoảng cách từ vật đến thấu kính. ---------------- HẾT ----------------- (Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) B K 1 K 2 PHÒNG GIÁO DỤC KRÔNG NĂNG HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN: VẬT LÝ 9 Câu 1 :(3,0 điểm). a) Gọi U 1 là hiệu điện thế tới hộ tiêu thụ điện. R là điện trở của đường dây truyền tải. I là cường độ dòng điện trên đường dây. Ta có: P 500000 I 50(A) U 10000 = = = (0,25đ) Theo đề bài: ∆U = U – U 1 = R.I ≤ 2%U => ∆U max = 2%U = 0,02.10000 = 200 (V) (0,5đ) Điện trở lớn nhất của đường dây: max max U 200 R 4( ) I 50 ∆ = = = Ω (0,5đ) Mà max min . R S ρ = l (0,25đ) Tiết diện tối thiểu của dây đồng để độ sụt thế trên đường dây không vượt quá 2% là: 8 5 2 2 min max . 1,7.10 .5000 S 2,125.10 m 21,25mm R 4 − − ρ = = = = l (0,5đ) b) Gọi U, U’ lần lượt là hiệu điện thế trước khi truyền tải lúc đầu và lúc sau. Công suất hao phí trên đường dây lúc đầu: 2 2 2 P P=R.I =R. U ∆ (0,25đ) Công suất hao phí trên đường dây lúc sau: 2 2 2 P P'=R.I' =R. U ' ∆ (0,25đ) Theo đề bài: 2 P U ' 100 U ' 10.U P ' U ∆ = = ⇒ = ∆ (0,5đ) Vậy, phải tăng hiệu điện thế lên 10 lần. Câu 2 :(4,0 điểm). a. Gọi t là thời gian hai xe đi trên quãng đường AB . Ta có: t = t 2 – t 1 = 8 – 7 = 1 (h) (0,5đ) Sau 1h xe xuất phát từ A đi được quãng đường là: S A = v 1 . t = 36.1= 36 (km) (0,5đ) Sau 1h xe xuất phát từ B đi được quãng đường là: S B = v 2 . t = 28.1= 28 (km) (0,5đ) Khoảng cách của 2 xe lúc 8h là : l = S AB – (S A + S B ) = 96 - (36+28)= 32 (km) (0,75đ) b. Khi 2 xe gặp nhau thì quãng đường 2 xe đi được là : S A + S B = S AB (1) Gọi t / là thời gian hai xe gặp nhau là : S A = v 1 .t / (2); S B = v 2 . t / (3) (0,75đ) Thay (2), (3) vào (1) nên ta có : v 1 .t / + v 2 . t / = 96 ⇔ 36.t / + 28 t / = 96 ⇒ 64.t / = 96 ⇒ t / = 64 96 = 1,5 (h) (0,5đ) Vị trí 2 xe gặp nhau cách A một khoảng là : S A = v 1 .t / = 36.1,5 = 54 (km) (0,5đ) Vậy 2 xe gặp nhau sau khi xuất phát là 1,5h và vị trí 2 xe gặp nhau cách A một khoảng là 54km. Câu 3 :(3,5 điểm). a. Nhiệt lượng tỏa ra khi 2kg nước ở nhiệt độ 20 0 C hạ xuống 0 0 C là : Q 1 = m 1 .c 1 (t 1 - t 2 ) = 2. 4200(20- 0) = 168000 (J) (0,75đ) b. Khi 2kg nước trên ở nhiệt độ 20 0 C chuyển hoàn toàn thành nước đá ở 0 0 C, thì nó tỏa ra nhiệt lượng là : Q = Q 1 + λ.m = 168000 + 340000.2 = 848000 (J) (0,75đ) Nhiệt lượng nước đá ở -10 0 C nhận vào để tăng đến nước đá ở 0 0 C . Q 2 = m 2 .c 2 (t 2 – t / 1 ) = m 2 . 1800 (0- (-10)) = 18000. m 2 (0,75đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : Q = Q 2 ⇔ 848000 = 18000. m 2 (0,5đ) ⇒ m 2 = 18000 848000 = 47,11(kg). (0,75đ) Vậy khối lượng nước đá cần dùng là 47,11 kg. Câu 4 :(4,0 điểm). A R 2 R 1 B a. Khi K 1 , K 2 mở. Mạch điện được vẽ lại như sau: (0,25đ) Ta thấy (R 1 nt R 2 ) nên: R AB = R 1 + R 2 = 1 + 3 = 4 (Ω) (0,5đ) b. Khi K 1 mở, K 2 đóng. Mạch điện được vẽ lại như sau: A R 2 R 1 B R 5 (0,25đ) Ta thấy (R 1 nt R 2 )// R 5 nên: R 12 = R 1 + R 2 = 1 + 3 = 4 (Ω) (0,25đ) R AB = 44 4.4 . 512 512 + = + RR RR = 2(Ω) (0,5đ) c. K 1 đóng, K 2 mở. Mạch điện được vẽ lại như sau: R 1 A R 2 R 3 R 4 B (0,25đ) Ta thấy (R 3 nt R 4 )// R 1 nt R 2 nên ta có: R 34 = R 3 + R 4 = 3 + 4 = 7(Ω) (0,25đ) R 134 = 8 7 71 7.1 . 341 341 = + = + RR RR (Ω) (0,25đ) R AB = R 1234 = R 134 + R 2 = 8 7 + 3 = 8 31 (Ω) (0,5đ) d. Khi K 1 , K 2 đóng. Mạch điện được vẽ lại như sau: R 1 A R 2 R 3 R 4 B (0,25đ) R 5 Ta thấy (R 3 nt R 4 ) // R 1 nt R 2 // R 5 . R AB = 4 8 31 4. 8 31 . 51234 51234 + = + RR RR ≈ 2(Ω) (0,75đ) Câu 5 :(2,5 điểm). a. Có hai lực tác dụng lên toa tầu: lực kéo F k và lực ma sát F ms . Hai lực này cùng nằm trên một đường thẳng và lực ma sát cản lại chuyển động, ngược chiều với lực kéo. Vậy hợp lực có độ lớn là: F = F k - F ms (0,5đ) Độ lớn của lực ma sát: F ms = 0,5.P = 0,5. 200000 = 100000 (N) (0,5đ) Vậy độ lớn của hợp lực là: F = 110000 – 100000 = 10000 (N) (0,5đ) Chiều của hợp lực cùng chiều với lực lớn hơn, nghĩa là cùng chiều với lực kéo.(0,25đ) b. Tầu chạy thẳng đều, vậy các lực tác dụng lên toa tầu cân bằng nhau, hay hợp lực bằng không. Nghĩa là: F k = F ms = 100000 (N) (0,75đ) Câu 6 :(3 điểm). a. Dựng ảnh A / B / I B A F O F / A / (0,75đ) B / b. Ta có OF = OF / = 20cm Khoảng cách từ vật → ảnh là: AA / = OA + OA / = 90(cm) (0,25đ) Từ hình vẽ ta có: ∆ A / B / O ~ ∆ ABO ; ∆ A / B / F / ~ ∆ OIF / và OI = AB (0,25đ) Suy ra: ///// / OA OA BA AB AF OF == (0,5đ) ⇒ OAAA OA OFOAAA OF − = −− /// / (1) (0,5đ) Đặt OA = x, thế vào (1) ta có: x 2 - 90x + 1800 = 0 (0,25đ) Giải phương trình bật hai ta được 2 nghiệm là: x 1 = 60cm (0,5đ) x 2 = 30cm Vậy, OA bằng 60cm hoặc 30cm -------------- HẾT ------------------- (Chú ý: Mọi cách giải khác đúng đều cho điểm tối đa) . = 90 cm. Dựa trên hình vẽ ở câu a và các phép tính hình học. Hãy tính khoảng cách từ vật đến thấu kính. -- -- - -- - -- - -- - -- HẾT -- -- - -- - -- - -- - -- - (Chú ý: Cán. - 90 x + 1800 = 0 (0,25đ) Giải phương trình bật hai ta được 2 nghiệm là: x 1 = 60cm (0,5đ) x 2 = 30cm Vậy, OA bằng 60cm hoặc 30cm -- -- - -- - -- - -- - HẾT -- -- - -- - -- - -- - -- - --