Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 cấp tỉnh năm học 2010- 2011 môn: Vật lí thời gian: 150 phút ( không tính thời gian giao đề)

Phßng Gd&Đt (§ª nép SGD) §Ò thi chän häc sinh giái líp 9 cÊp tØnh N¨m häc 2010- 2011 M«n: VËt lÝ Thêi gian: 150 phót ( kh«ng tÝnh thêi gian giao ®Ò) Câu 1.(4 điểm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời gian dự định t. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v1 = 48 km/h thì xe tới B sớm hơn dự định 18 phút. Nếu xe chuyển động từ A đến B với vận tốc v2 = 12 km/h thì xe tới B muộn hơn dự định 27 phút. a) Tìm chiều dài quãng đường AB. b) Để đến B đúng thời gian dự định t, thì xe chuyển động từ A đến C ( C nằm trên AB) với vận tốc v1 = 48 km/h rồi tiếp tục từ C đến B với vận tốc v2 = 12 km/h. Tìm chiều dài quãng đường AC. Câu 2.(4 điểm) Dẫn m1 = 0,4 kg hơi nước ở nhiệt độ t1 = 1000C từ một nồi hơi vào một bình chứa m2=0,8kg nước đá ở t0= 00C. Hỏi khi có cân bằng nhiệt , khối lượng và nhiệt độ của nước ở trong bình khi đó là bao nhiêu ? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg K; nhiệt hoá hơi của nước là L= 2,3.106J/kg và nhiệt nóng chảy của nước đá là = 3,4.105 J/kg. (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa). Câu 3. (3 điểm) Có hai loại điện trở là R1= 4; R2= 8. Hỏi phải chọn mỗi loại mấy chiếc để khi ghép nối tiếp đoạn mạch có điện trở tương đương là 48. Câu 4. (5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 33 V bốn bóng đèn giống nhau có ghi 6V- 12W, một biến trở có ghi 15- 6A, điện trở R= 4. Đặt con chạy ở vị trí N các bóng đèn có sáng bình thường không ? Tại sao ? b) Muốn cho các bóng đèn sáng bình thường phải dich chuyển con chạy về phía nào? Tìm điện trở của biến trở khi đó ? c)Đặt con chạy ở vị trí M có được không? Tại sao ? Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 M N A B R ● ● Câu 5. (4 điểm) Đặt hai gương phẳng M và N đối diện, song song và cách nhau 2m. Một điểm sáng S ở trong khoảng hai gương cách gương M 50cm. a, Vẽ hình rồi định vị trí ảnh S1, S2 của S qua gương M và N. b, Tính đoạn S1S2. c, Định vị trí ảnh S3 của S2 cho bởi gương M. ĐÁP ÁN + B IỂU ĐIỂM. Đáp án Biểu điểm Câu 1:.(4 điểm) a, G ọi t1, t2 lần lượt là thời gian đi từ A đền B tương ứng với các vận tốc v1, v2. Ta có: AB = v1t1 => AB = 48 t1 = 12t2 => t2= 4t1 (1) Theo bài ra ta có: t1 = t - (2) t2 = t + (3) Thay (2); (3) vào (1) ta được: t + = 4 [ t - ] t = = 0,55 (h) Quãng đường AB: AB = v1t1 = 48 ( ) = 12 (km) b, Chiều dài quãng đường AC Ta có: t = (km) Câu 2:(4điểm) Giả sử 0,4 kg hơi nước ngưng tụ hết thành hơi ở 1000C thì nó toả ra một nhiệt lượng là: Q1= mL = 0,4 x 2,3.106 = 920000 (J) Nhiệt lượng để cho 0,8 kg nước đá nóng chảy hết là: Q2 = m2 = 3,4.105 x 0,8 = 272000 (J) Do Q1 > Q2 chứng tỏ nước dá nóng chảy hết và tiếp tục nóng lên, giả sử nóng lên đến 1000C. Nhiệt lượng nước đá thu vào là: Q3= m2C ( t1-t0) = 0,8 x 4200 (100-0) = 336000 (J) Q2 + Q3 = 272000 +336000 = 608000 (J) Do Q1 > Q2 + Q3 chứng tỏ hơi nước dẫn vào không ngưng tụ hết và nước nóng đến 1000C. Khối lượng hơi nước đã ngưng tụ m’ = (kg) Vậy khối lượng nước trong bình khi đó là : 0,8 + 0,26 = 1,06 (kg) và nhiệt độ trong bình là 1000C. Câu 3:(3điểm) Gọi số điện trở mỗi loại là x và y ( ĐK: x,y 0, nguyên) vì mắc nối tiếp nên ta có : 4x + 8y = 48 hay x + 2y = 12 x = 12 – 2y. Vì x,y 0 và nguyên nên chỉ có thể 0 ta có bảng sau: y 0 1 2 3 4 5 6 x=12-2y 12 10 8 6 4 2 0 Vậy có 7 phương án thoả mãn điều kiện đầu bài. Câu 4:(5 điểm) a, Điện trở của đèn : Rđ = - Điện trở tương đương của đoạn mạch AB RAB= Rb + + R = Rb + Rd + R = 15+ 3 + 4 = 22 () Cường độ dòng điện qua mạch : I = (A) Vì các bóng đèn giống nhau, nên cường độ dòng điện qua bóng đèn I12= I34= I/2 = 1,5 /2 = 0,75 (A) Cường độ dòng điện định mớc qua đèn Idm = = 2 (A) Ta thấy : I12 < Idm nên đèn sáng yếu hơn. b, Đèn sáng bình thường thì I12= I34 = 2A Cường độ dòng điện qua mạch I’AB = I12 + I34 = 4 (A) Điện trở tương đưpng của đoạn mạch AB: R’AB = Rb+ Rd + R = = 8,25 () => Rb = 8,25- Rd –R = 8,25 – 3 - 4 = 1,25 () Phải dịch chuyển con chạy về phía M C, Cường độ dòng điện qua mạch: I’’AB = = 4,7 (A) Cường độ dòng điện qua bóng đèn là: I’12= I’34 = I’’AB /2 2,4 (A) Ta thấy I’12 > Idm đèn quá sáng, dễ bị hỏng. Câu 5:(4 điểm) a,Do tính chất đối xứng của gương phẳng ta có: S1I = SI = 50 cm =0,5m S1 I S I’ S2 S3 M N S cách gương N: 2m – 0,5 m = 1,5 m Vậy ảnh S2 cách gương N : S2I’ = SI’ = 1,5m b, S1S2 = S I + I I’ + S2 I’ = 0,5 m + 2m + 1,5 m = 4m c, S2 cách gương M : 2m + 1,5 m = 3,5 m Do đó, ảnh S3 của S2 cách gương M 3,5 m 1điểm 0,5điểm 0.5điểm 0,5điểm 1điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 1điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 1điểm 0,5điểm 2điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 2điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm Phßng Gd&Đt HuyÖn S¬n D­¬ng (§ª nép SGD) §Ò thi chän häc sinh giái líp 9 cÊp tØnh N¨m häc 2010- 2011 M«n: VËt lÝ Thêi gian: 150 phót ( kh«ng tÝnh thêi gian giao ®Ò) R4 A B R1 C R2 R3 D R5 A (Đề số 2) Câu 1(4,0 điểm) Cho mạch điện như vẽ trong đó: UAB = 30V; R1 = R2= R3 = R4 =R5 = 10W; Điện trở của ampe kế không đáng kể. Tìm RAB, số chỉ ampe kế và cường độ dòng điện qua các điện trở. Câu 2(5,0 điểm) Bỏ cục nước đá khối lượng m1= 10 kg, ở nhiệt độ t1= -100C vào một bình không đậy nắp. Xác định lượng nước m trong bình khi truyền cho cục nước đá nhiệt lượng Q = 2.107J. Cho nhiệt dung riêng của nước cn = 4200 J/kg.K, của nước đá cđ = 2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá λ = 330 kJ/ kg, nhiệt hóa hơi của nước L = 2300kJ/kg. C©u 3. (4,0 ®iÓm) T¹i hai ®Çu A vµ B cña ®o¹n ®­êng dµi 5 km cã hai ng­êi khëi hµnh cïng mét lóc ch¹y ng­îc chiÒu nhau víi vËn tèc vA = 12 km/h; vB = 8 km/h. Mét con chã cïng xuÊt ph¸t vµ ch¹y cïng chiÒu víi ngêi A víi vËn tèc 16 km/h. Trªn ®­êng khi gÆp ng­êi B nã lËp tøc quay l¹i vµ khi gÆp ng­êi A nã l¹i lËp tøc quay l¹i vµ cø ch¹y ®i ch¹y l¹i nh­ thÕ cho ®Õn khi c¶ ba cïng gÆp nhau. a/ TÝnh tæng ®o¹n ®­êng mµ con chã ®· ch¹y. b/ Chç gÆp nhau cña hai ng­êi c¸ch A bao nhiªu? C©u 4. (4,0 ®iÓm) Mét khèi gç nÕu th¶ trong n­íc th× næi 1/3 thÓ tÝch, nÕu th¶ trong dÇu th× næi 1/4 thÓ tÝch. Cho khèi l­îng riªng cña n­íc lµ 1 g/cm3. H·y x¸c ®Þnh khèi l­îng riªng cña dÇu. C©u 5 (3,0®iểm): Mét Êm ®iÖn cã ghi 220V-500W ®­îc sö dông víi hiÖu ®iÖn thÕ 220V ®Ó ®un s«i 2,3 lÝt n­íc tõ nhiÖt ®é 24 0C. HiÖu suÊt cña Êm lµ 76%, trong ®ã nhiÖt l­îng ®Ó ®un s«i n­íc lµ cã Ých. a,TÝnh nhiÖt l­îng cÇn ®un s«i l­îng n­íc trªn,BiÕt nhiÖt dung riªng cña n­íc lµ 4200J/kgK. b.TÝnh nhiÖt l­îng mµ n­íc ®· to¶ ra khi ®ã vµ thêi gian ®un s«i l­îng n­íc nãi trªn. (ĐÊ SỐ 2) Câu Đáp án Điểm 1 Vì RA = 0 nên có thể chập hai điểm D và B. sơ đồ mạch được vẽ lại như hình vẽ. Các điện trở được mắc như sau: R2 // (R1 nt (R3 //R4)) R4 A B R1 R2 R3 + ; ; + ; ; => + Vì R3 = R4 nên + Theo hình vẽ ta có : 0,5 0,5 0.5 0,5 0,5 0,5 2 + Nhiệt lượng nước đá nhận vào để tăng nhiệt độ từ t1 = - 100C đến 00C: Q1 = m1.cđ( 0 – t1) = 10. 2100.10 = 2,1.105 J + Nhiệt lượng nước đá ở 00C nhận vào để chảy thành nước: Q2 = λ.m1 = 3,3.105.10 = 33.105 J + Nhiệt lượng nước đá ở 00C nhận vào để tăng nhiệt độ đến 1000C (sôi): Q3 = m1.cn( 100 – 0) = 10. 4200.100 = 42.105 J Ta thấy: Q1 + Q2 + Q3 = 2,1.105 + 33.105 + 42.105 = 77,1.105J nhỏ hơn nhiệt lương cung cấp Q = 200.105J nên một phần nước hoá thành hơi. + Gọi m2 là lượng nước hoá thành hơi, ta có: kg + Lượng nước còn lại trong bình: kg 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 1,5 0,5 3 Gäi qu·ng ®­êng ng­êi thø nhÊt ®i lµ sa; ng­êi thø hai ®i lµ sb. Ta cã s = sa + sb = 5 = va .t + vb .t = 8.t + 12.t t = = 0,25 (h). Tæng ®o¹n ®­êng con chã ®· ch¹y lµ 16. 0,25= 4 (km) Chç gÆp nhau cña hai ng­êi c¸ch A lµ sa = va . t = 12. 0,25 = 3 (km) 0,5 1,5 0,5 1,5 4 Khi c©n b»ng, träng l­îng cña miÕng gç b»ng träng l­îng cña nưíc bÞ chiÕm chç cã nghÜa lµ khèi l­îng cña miÕng gç b»ng khèi l­îng n­íc bÞ chiÕm chç tøc lµ: Dg. V = Dn..V (1) T­¬ng tù khi th¶ trong dÇu ta cã: (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã Dd = 0,5 1,0 1,0 1,0 0,5 5 a. NhiÖt l­îng cÇn thiÕt ®Ó ®un s«i 2,3 lÝt n­íc Q1 = mc ( t2 – t1)= 2,3.4200.(100-24) = 734160 (J) b. NhiÖt l­îng mµ bÕp ®iÖn to¶ ra: Q2 = Q1 /H = 734160. = 966000(J) Thêi gian ®un n­íc lµ: t= Q2/P = 966000/ 500= 1932 (s) = 32 phót 12 gi©y 1,0 1,0 1,0