Đề thi học sinh giỏi môn vật lí – Lớp 9 (thời gian: 150 phút)

Trường THCS Xuân Bái Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí– Lớp 9 (Thời gian: 150 phút) Bài 1: (5 điểm) Một chiếc xe phải đi từ địa điểm A đến địa điểm B trong khoảng thời gian quy định là t. Nếu xe chuyển động từ A đến B, với vận tốc V1= 48Km/h. Thì xe sẽ đến B sớm hơn 18 phút so với qui định. Nếu chuyển động từ A đến B với vận tốc V2 = 12Km/h. Xe sẽ đến B chậm hơn 27 phút so với thời gian qui định. Tìm chiều dài quãng đường AB và thời gian qui định t. Để chuyển động từ A đến B đúng thời gian qui định t. Xe chuyển động từ A đến C ( trên AB) với vận tốc V1 = 48 Km/h rồi tiếp tục chuyển động từ C đến B với vận tốc V2 = 12Km/h. Tính chiều dài quảng đường AC. Bài 2: ( 5điểm) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chưa nước ở nhiệt độ của phòng 250C thì thấy khi cân bằng. Nhiệt độ của nước trong thùng là 700C. Nếu chỉ đổ lượng nước sôi trên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biết rằng lượng nước sôi gấp 2 lần lượng nước nguội. Bài 3: (6 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ hiệu điện thế đặt vào mạch U = 6v không đổi. R1= 2 ; R2= 3; Rx = 12.Đèn D ghi 3v-3w coi điện trở của đèn không đổi. Điện trở của ampekế và dây nối không đáng kể. Khi khóa K mở: A RAC = 2 . Tính công sất tiêu thụ của đèn. Tính RAC để đèn sáng bình thường.  R1 D Khi khóa K đóng Công suất tiêu thụ ở R2 là 0,75w + - Xác định vị trí con chạy C. U R2 b.Xác định số chỉ của ampe kế K B C A Rx Bài 4: (4 điểm) Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là ảnh thật. Vẽ hình sự tạo ảnh thật của AB qua thấu kính. Thấu kính có tiêu cự (Khoảng cách từ quang tâm đến điểm) là 20 cm khoảng cách AA’ = 90cm. Hãy tính khoảng cách OA. ----------------------Hết----------------------- Trường THCS Xuân Bái Đáp án đề thi học sinh giỏi môn vật lý Câu 1: Cho biết: V1 = 48 Km/h V2 = 12 Km/h t1 = 18 ph’ = 0,3 h t2 = 27ph’ = 0,45 h Thời gian dự định đi: t SAB = ? t = ? b/ SAC = ? Lời giải Gọi SAB là độ dài quảng đường AB. t là thời gian dự định đi Theo bài ra, ta có. -Khi đi với vận tốc V1 thì đến sớm hơn thời gian dự định (t) là t1 = 18 phút ( = 0,3 h) (0,25 điểm) Nên thời gian thực tế để đi hết quảng đường AB là: ( t – t1) = (0,25 điểm) Hay SAB = V1 (t – 0,3) (1) (0,25 điểm) - Khi đi với vận tốc V2 thì đến trễ hơn thời gian dự định (t) là t2 = 27 phút ( = 0,45 h) (0,25 điểm) Nên thực tế thời gian cần thiết để đi hết quảng đường AB là: (t + t2) = (0,25 điểm) Hay SAB = V2 (t + 0,45) (2) (0,25 điểm) Từ ( 1) và (2) , ta có: V1 ( t- 0,3) = V2 (t + 0,45) (3) (0,25 điểm) Giải PT (3), ta tìm được: t = 0,55 h = 33 phút (0,5 điểm) Thay t = 0,55 h vào (1) hoặc (2), ta tìm được: SAB = 12 Km. (0,5 điểm) b. Gọi tAC là thời gian cần thiết để xe đi tới A C (SAC) với vận tốc V1 (0,25 điểm) Gọi tCB là thời gian cần thiết để xe đi từ C B ( SCB) với vận tốc V2 (0,25 điểm) Theo bài ra, ta có: t = tAC + tCB (0,25 điểm) Hay (0,5 điểm) Suy ra: (4) (0,5 điểm) Thay các giá trị đã biết vào (4), ta tìm được SAC = 7,2 Km (0,5 điểm) Câu 2: (5 điểm) Cho biết: tS = 1000C tt = tH2O=250C t2 = 700C MH2O = m. MS = 2m Mt = m2 Ct = C2 t = ? + Khi đổ 1 lượng nước sôi vào thùng chứa nước nguội, thì nhệt lượng do nước sôi tỏa ra là: QS = CMS (tS-t2) = 2 Cm (100 -70) (0,5 điểm) - Khi đó nhiệt lượng mà nước nguội nhận được là: QH2O = CM H2O (t2-tH2O) = Cm ( 70 – 25) ( 0,5 điểm) Và nhiệt lượng mà thùng nhận được là: Qt = CtMt (t2-t1) = C2m2(70 -25) (0,5 điểm) Theo PT cân bằng nhiệt, ta có: Q3 = QH2O+ Qt (0.5 điểm) 2Cm (100 – 70) = Cm (70 – 25) + C2m2(70 – 25) C2m2. 45 = 2Cm .30 – Cm.45. C2m2 = (1) (0.5 điểm) Nên chỉ đổ nước sôi vào thùng nhưng trong thùng không có nước nguội: Thì nhiệt lượng mà thùng nhận được khi đó là: C2m2 (t – tt) (0.5 điểm) Nhiệt lượng nước tỏa ra là: 2Cm (ts – t) (0.5 điểm) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: m2C2( t-25) = 2Cm(100 – t) (2) (0.5 điểm) Từ (1) và (2), suy ra: (t – 25) = 2Cm (100 – t) (3) (0.5 điểm) Giải phương trình (3) ta tìm được: t 89,30 C (0.5 điểm) Câu 3: (6 điểm) Cho biết U = 6V R1=2 R2 = 3 Rx = 12 UĐ = 3v PĐ = 3w K mở: a. RAC = 2 ; P’Đ = ? b. Đèn sáng bình thường: RAC = ? 2. K đóng: RAc=? P2 = 0,75 w IA = ? Lời giải: a. Khi K mở: Ta có sơ đồ mạch điện: Điện trở của đèn là: Từ công thức: P = UI =RĐ = (0,5 điểm) Điện trở của mạch điện khi đó là: (0,5 điểm) Khi đó cường độ trong mạch chính là: (0,5 điểm) Từ sơ đồ mạch điện ta thấy: (V) (0,5 điểm) Khi đó công suất của đèn Đ là: (w) (0,5 điểm) b. Đèn sáng bình thường, nên UĐ = 3 (V). (0,25điểm) Vậy hiệu điện thế ở hai đầu điện trở là: Từ U = U1 +UĐ U1 = U – UĐ = 6 – 3 = 3 (v). Cường độ dòng điện trong mạch chính là: (0,25điểm) Cường độ dòng điện qua đèn là: (0,25điểm) Khi đó cường độ dòng điện qua điện trở R2 là: I2 = I – IĐ = 1,5 – 1 = 0,5 (A) (0,25điểm) Hiệu điện thế ở hai đầu điện trở R2 là: U2 = I2R2 = 0,5 .3 = 1,5 (v) (0,25điểm) Hiệu điện thế ở hai đầu RAC là: (0,25điểm) Khi K đóng. Giải ra ta được: UĐ= 3V (0,5 điểm) RAC = 6 (0,5 điểm) IA = 1.25 (A) (0,5 điểm) Câu 4: Cho biết L: TKHT AB vuông góc với tam giác A’B’ là ảnh của AB. Vẽ ảnh. OF = OF’ = 20 cm AA’ = 90 cm OA = ? Lời giải Vẽ đúng ảnh ( Sự tạo ảnh của vật qua thấu kính) B I F’ A F O A’ B’ L Từ hình vẽ ta thấy: ờ OA’B’đồng dạng với ờOABnên (0.5 điểm) ờF’A’B’đồng dạng với ờF’OI nên (0.5 điểm) Từ (1) và (2) ta suy ra: (0.75 điểm) Hay OA2 – OA . AA’ – OF’.AA’ = 0 (3) (0.5 điểm) Với AA’ = 90 cm; OF’ = 20 cm. Thay vào (3), giải ra ta được: OA2 – 90 OA- 1800 = 0 (0.5 điểm) Ta được OA = 60 cm Hoặc OA = 30 cm (0.5 điểm)