Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện môn: vật lí thời gian làm bài: 150 phút không kể thời gian giao đề

phòng giáo dục & đào tạo thị xã phú thọ đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Đề chính thức Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút không kể thời gian giao đề Đề thi có 02 trang Câu 1( 4 điểm ): Hai người đi xe đạp xuất phát đồng thời từ hai điểm A và B cách nhau L = 10km đi lại gặp nhau. Hai người dự định sẽ đi với vận tốc v = 20km/h và khi tới địa điểm kia sẽ ngay lập tức quay trở lại. Nhưng suốt thời gian đi trên đường có gió thổi liên tục với hướng và vận tốc không đổi. Biết rằng khi chuyển động theo chiều gió tốc độ xe tăng lên bao nhiêu thì khi ngược chiều gió tốc độ xe lại giảm đi bấy nhiêu. Người ban đầu đi thuận chiều gió tới địa điểm kia rồi quay về ngay, còn người ban đầu đi ngược chiều gió khi tới đích phải dừng tại đó để nghỉ ngơi và sau đó mới quay trở lại. Biết rằng hai xe đạp gặp nhau ở M và N cách A lần lượt là LM = 2km và LN = 6km. Hãy tìm thời gian đi từ A đến B và từ B về A. Người đi xe đạp ban đầu ngược gió nghỉ lại ở điển nào và trong bao lâu? Câu 2 ( 3 điểm). Một bình hình trụ có bán kính đáy R= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t= 20c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R= 10cm ở nhiệt độ t= 40c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước D= 1000kg/m và của nhôm D= 2700kg/m nhiệt dung riêng của nước C= 4200J/kg.K và của nhôm C= 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường. a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t= 15c vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D= 800kg/m và C= 2800J/kg.K. Xác định nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? c. Tính áp lực của quả cầu lên đáy bình khi đã đổ thêm dầu? Trần nhà G Câu 3( 4 điểm ): Một gương phẳng G hình vuông, có cạnh a = 30cm đặt trên mặt đất ở cửa một căn buồng. ánh sáng mặt trời phản xạ trên gương và tạo ra trên mặt tường đối diện một vệt sáng( xem hình vẽ ). Tâm của vết sáng cách mặt đất một khoảng bằng h. Khoảng cáh từ tâm gương đến tường là d = 2m, trần nhà cao H = 3m. Biết mặt phẳng tới gương vuông góc với tường. a. Xác định kích thước của vết sáng theo h. Xét các trường hợp: h = 0,5m, h = 1m, h = 2m, h = 3m. b. Các tia sáng mặt trời làm với mặt đất một góc 600. Để vệt sáng trên tường có kích thước bằng kích thước của gương thì phải kê cao một mép gương làm với mặt phẳng nằm ngang một góc là bao nhiêu? Câu 4 ( 4 điểm ). Cùng các dụng cụ đo nhưng được mắc theo các sơ đồ khác nhau như hình vẽ. Số chỉ của ampe kế và vôn kế trong mỗi sơ đồ lần lượt là U1, I1; U2, I2; U3, I3. Bỏ qua điện trở dây nối, hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện không đổi. R R R 1 A V V A V A 2 3 a. Tìm điện trở RA của ampe kế và RV của vôn kế. A2 A1 V C D A B b. Cho biết RV > R > RA, hãy so sánh các giá trị của dòng điện I1, I2, I3 và giá trị của các hiệu điện thế U1, U2, U3. Câu 5( 5 điểm ): Cho mạch điện như hình vẽ. Ampe kế A2 chỉ 2A. Tìm số chỉ của ampe kế A1 biết rằng các điện trở trong mạch có giá trị : 1, 2, 3 và 4 và vôn kế V chỉ 10V. Các dụng cụ đo trong mạch được coi là lí tưởng. ................................................ Hết.............................................. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Hướng dẫn chấm đề thi học sinh giỏi cấp huyện Môn: vật lí 9 Năm học 2011 – 2012 Câu Yêu cầu nội dung Biểu điểm Câu 1 4 điểm A M N B Trường hợp 1: Xét gió thổi theo chiều từ A đến B. Gọi vận tốc gió là v0 ( 0 NB nên điểm gặp nhau lần đầu tiên của hai người là N và thời gian chuyển động kể từ lúc xuất phát đến lúc gặp nhau lần đầu tiên của hai người phải bằng nhau. Ta có: thay số ta được: Vì gió thổi từ A đến B nên người đi từ B đến A phải nghỉ lại ở A trong một thời gian. Thời gian kể từ lúc gặp nhau lần thứ nhất đến lúc gặp nhau lần thứ hai của hai người là bằng nhau. Gọi thời gian người thứ hai nghỉ tại A là t(h) Ta có: Thay số ta có: Trường hợp 2: Xét gió thổi theo chiều từ B đến A. Lập luận tương tự ta có điểm gặp nhau đầu tiên là điểm M. Ta có phương trình: thay số ta được: Khi đó người đi từ A phải nghỉ tại B một thời gian là t1(h) Ta có: Thay số:( Vô lí ) Vậy gió thổi từ A dến B + Thời gian đi từ A đến B là : + Thời gian đi từ B đến A là: + Người đi xe đạp nghỉ tại A trong thời gian là 12,5 (ph) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,75 0,25 Câu 2 3 điểm a. Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt - Khối lượng của nước trong bình là: m= V.D= (R.R- .R).D 10,467 (kg). - Khối lượng của quả cầu là: m= V.D= R.D= 11,304 (kg). - Phương trình cân bằng nhiệt: cm( t - t ) = cm( t- t ) Suy ra: t = = 23,7c. b. Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là: m= = 8,37 (kg). - Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là: t = 21c c. F = P2- FA= 10.m2 - . R( D+ D).10 75,4(N) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 3 C x O2 A B O1 Trần nhà G h C I2 4 điểm a. Gương phẳng AB, O1 và O2 lần lượt là tâm gương và tâm vệt sáng. Gọi x là chiều dài vệt sáng in trên tường. Vẽ BC (G) cắt tia phản xạ từ O1 tại C thì BC = . Ta có đồng dạng với C x1 A B O1 G I2 x2 Trần nhà Để vết sáng nằm trọn vẹn trên tường thì Với: + h = 0,5m < 2,79m x = 0,15.h = 0,075 (m) + h = 1m < 2,79m x = 0,15 (m) + h = 2m < 2,79m x = 0,15.h = 0,3 (m) + h = 3m > 2,79m Vệt sáng chia ra làm hai phần : + Phần in trên tường có kích thước + Phần in trên trần có kích thước là: b. Các tia sáng làm với mặt đất một góc = 600 không đổi. Muốn kích thước của vệt sáng trên tường bằng kích thước của gương ta cần phải kê cao mép A của gương lên so với mặt đất một góc . A B N H x t Dựng BH Bx ( H thuộc tia phản xạ từ A ) Ta nói BH quyết định kích thước của vết sáng trên tường. Theo đề bài ta có BH = AB. cân ở B BAH = BHA Ta có xBA + ABN = xBt + tBN ( cùng bằng xBN ) + 900 = 600 + = +300 (1) Mặt khác = 900 – ABH = 900 – ( 1800 – 2BAH ) = 900 – { 180 – 2( 900 - )} = 900 - 2 (2) Từ (1) và (2) ta có = 900 -2( + 300) 3 = 300 = 100 Vậy phải kê đầu A của gương một góc = 100 so với mặt đất. 0,25 0,5 0,5 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 4 4 điểm R R R 1 A V V A V A 2 3 a. Từ sơ đồ (3) Ta có Từ sơ đồ (2) Từ sơ đồ (1) ta có: b. + So sánh các giá trị của I Hiệu điện thế nguồn đúng bằng U1 Vì nên I2 > I1 > I3 + So sánh các giá trị của U U1 = Unguồn ; với Vì mẫu số của U2 và U3 đều lớn hơn 1 nên U2 và U3 đều nhỏ hơn U = U1. Vì Rtđ U2 Vậy U1 > U3 > U2 0,5 0,75 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 5 5 điểm 3,5 điểm R1 R3 R2 R4 I1 I2 I2 + I I1 - I I I0 A2 A1 V C D A B Ký hiệu cường độ dòng điện và các điện trở như hình vẽ Vì điện trở của Ampe kế bằng 0 nên: Ký hiệu số chỉ của vôn kế là U. Số chỉ của ampe kế A1 là: (1) Gọi mẫu số của biểu thức (1) là A ta có Ta thấy giá trị của A không phụ thuộc vào thứ tự của các điện trở và luôn có giá trị là A = 50 Từ hình vẽ ta có : Và Ta lại có (2) Từ (1) và (2) ta có (3) Vậy các điện trở trong mạch được mắc theo các cách sao cho thỏa mãn điều kiện (3) Cụ thể: + Nếu R1 = 1, R2 = 3, R3 = 4, R4 = 2 Thì Khi đó A1 chỉ giá trị I01 = 4,8A + Nếu R1 = 1, R2 = 4, R3 = 3, R4 = 2 Thì khi đó ampe kế chỉ I02 = 5A Các cách khác đều không thỏa mãn điều kiện (3) Vậy tùy theo trật tự của các điện trở trong mạch mà số chỉ của ampe kế A1 là: I01 = 4,8A hoặc I02 = 5A 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,75 0,25 0,5 0,5 0,5 Lưu ý: + Ngoài đáp án trên nếu học sinh làm theo cách khác mà đúng và đủ các bước vẫn cho điểm tối đa + Trong mỗi bài nếu học sinh không ghi đơn vị của các đại lượng cần tìm hai lần hoặc ghi sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài