Đề khảo sát thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Phòng giáo dục và đào tạo Đoan Hùng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề khảo sát thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Phòng giáo dục và đào tạo Đoan Hùng (Có đáp án)

1. phòng GD&ĐT Kỳ thi học sinh giỏi lớp 9 THCS Đoan hùng năm học 2010 – 2011 Đề khảo sát đề thi Môn : Vật Lí Thời gian làm bài: 150 phút, Không kể thời gian giao đề ( Đề này có 2 trang, 5 câu) Câu 1 (2điểm) : Trong cuộc đua xe đạp từ A về B, một vận động viên đi trên nửa quãng đường đầu với vận tốc 24 km/h, trên nửa quãng đường còn lại với vận tốc 16km/h. Một vận động viên khác đi với vận tốc 24km/h trong nửa thời gian đầu, còn nửa thời gian còn lại đi với vận tốc 16km/h. a. Tính vận tốc trung bình của mỗi người. b. Tính quãng đường AB, biết người này về sau người kia 30 phút. Câu 2 (2 điểm): Một học sinh làm thí nghiệm như sau: từ hai bình chứa cùng một loại chất lỏng ở nhiệt độ khác nhau; múc một cốc chất lỏng từ bình 2 đổ vào bình 1 rồi đo nhiệt độ chất lỏng ở bình 1 khi cân bằng nhiệt. Lập lại thí nghiệm trên 4 lần học sinh đó ghi lại các nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1 sau mỗi lần là: 200C, 350C, x0C, 500C. Biết nhiệt độ và khối lượng chất lỏng trong cốc cả 4 lần đổ là như nhau, bỏ qua sự trao đổi nhiệt của chất lỏng với môi trường và bình chứa. Hãy tìm nhiệt độ X0C và nhiệt độ chất lỏng ở hai bình lúc đầu. Câu 3 (2,5 điểm): Cho mạch điện như hình bên. Hiệu điện thế U không đổi và U R1 = 54V. Các điện trở R1 = R3 = 90 , R2= D 180 . Khi đóng và mở khoá K thì đèn Đ đều sáng bình thường. Hãy tính điện trở R2 R3 A C và hiệu điện thế định mức của đền Đ. Giả B thiết điện trở của dây nối và khoá K nhỏ không đáng kể. Câu 4 (1,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. R2 = R4. Nếu nối A, B với nguồn R có hiệu điện thế U = 120V thì cường độ A 2 C dòng điện qua R3 là I3 = 2A, hiệu điện thế R1 R3 R4 giữa hai điểm C và D là UCD = 30V. Nếu nối C, D với hai cực nguồn điện có hiệu B điện thế U’=120V thì hiệu điện thế giữa D hai điểm A và B lúc này là U’AB = 20V. Hãy tính giá trị điện trở R1, R2, R3. Câu 5 (2 điểm): Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng OA = a. Nhận thấy nếu dịch chuyển vật lại gần hoặc ra xa thấu kính một khoảng b = 5cm thì đều thu được ảnh có độ cao bằng ba lần vật, trong đó có một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật. Hãy xác định khoảng cách a và vị trí tiêu điểm của thấu kính.
2. phòng GD&ĐT Kỳ thi học sinh giỏi lớp 9 THCS Đoan hùng năm học 2010 – 2011 Hướng dẫn chấm đề thi khảo sát môn vật lí Câu 1 (2điểm) : Trong cuộc đua xe đạp từ A về B, một vận động viên đi trên nửa quãng đường đầu với vận tốc 24 km/h, trên nửa quãng đường còn lại với vận tốc 16km/h. Một vận động viên khác đi với vận tốc 24km/h trong nửa thời gian đầu, còn nửa thời gian còn lại đi với vận tốc 16km/h. a. Tính vận tốc trung bình của mỗi người. b. Tính quãng đường AB, biết người này về sau người kia 30 phút. yêu cầu về nội dung biểu điểm Phần a: Gọi quãng đường AB dài S (km) Thời gian vận động viên 1 đi hết quãng đường AB là: S S 0,25 điểm 5S t 2 2 (h) 1 24 16 96 Vận tốc trung bình của vận động viên 1 là: S S v1 19,2(km / h) 0,25 điểm t1 5S 96 Gọi thời gian vận động viên 2 đi hết quãng đường AB là: 0,25 điểm t2 2t(h) Vận tốc trung bình của vận động viên 2 là: S 24t 16t 0,25 điểm v 20(km / h) 2 2t 2t Phần b: Vì v v Nên theo bài ra ta có vận động viên 1 về sau vận 2 1 0,25 điểm động viên 2 thời gian 0,5h Thời gian vận động viên 1 đi hết quãng đường AB là: 0,25 điểm t1 = 2t + 0,5 (h) Ta có phương trình: v1t1 = v2t2 hay (2t + 0,5).19,2 = 20.2t t = 6(h) 0,25 điểm Vậy quãng đường AB dài: S = v2t2= v2.2t = 20.2.6 = 240 (km) 0,25 điểm Câu 2 (2 điểm): Một học sinh làm thí nghiệm như sau: từ hai bình chứa cùng một loại chất lỏng ở nhiệt độ khác nhau; múc một cốc chất lỏng từ bình 2 đổ vào bình 1 rồi đo nhiệt độ chất lỏng ở bình 1 khi cân bằng nhiệt. Lập lại thí nghiệm trên 4 lần học sinh đó ghi lại các nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1 sau mỗi lần là: 200C, 350C, X0C, 500C. Biết nhiệt độ và khối lượng chất lỏng trong cốc cả 4 lần đổ là như nhau, bỏ qua sự trao đổi nhiệt của chất lỏng với môi trường và bình chứa. Hãy tìm nhiệt độ x0C và nhiệt độ chất lỏng ở hai bình lúc đầu. yêu cầu về nội dung biểu điểm Gọi m là khối lượng chất lỏng mỗi lần đổ thêm vào bình 1. m1, t1 là khối lượng và nhiệt độ lúc đầu của chất lỏng ở bình 1 Giả sử m1 = k.m ( k là số nguyên, dương)
3. t2 là nhiệt độ chất lỏng ở bình 2 ( t2>t1) Sau lần đổ thứ nhất chất lỏng ở bình 1 nhận được một nhiệt lượng là: Q1=c.m1(20 – t1) = k.m.c(20 – t1) (1) Chất lỏng đổ thêm lần thứ nhất toả ra một nhiệt lượng là: Q2 = m.c(t2 – 20) (2) 0,25 điểm Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q1 = Q2 k.m.c(20 – t1) = m.c(t2 – 20) 20.k – k.t1= t2 - 20 (3) Tương tự. Sau lần đổ thứ hai ta có: (m + m).c.(35 – 20) = m.c.(t – 35) 1 2 0,25 điểm (k.m + m).c.15 = m.c. (t2 – 35) 15.k +15 = t2 – 35 (4) Sau lần đổ thứ ba ta có: (m1 +2m).c.(x – 35) = m.c.(t2 – x) 0,25 điểm (k + 2).x – 35.(k +2) = t2 - x (5) Sau lần đổ thứ tư ta có: (m1 + 3m).c.(50 – x) = m.c.(t2 – 50) 0,25 điểm (k + 3).50 – (k +3).x = t2 - 50 (6) 5 k 6 6 Lấy (3) trừ (4) ta được: 5k – kt1 -15 suy ra: t1 5 1 k k 0,25 điểm (7) Từ (4) rút ra được: t2 = 15k + 50 = 5(3k +10) (8) 0,25 điểm Lấy (5) trừ (6): (2k + 5)x- 35k – 70 – 50k – 150 = 50 – x 5 17k 54 3 0,25 điểm x 2,5 17 (9) 2 k 3 k 3 Thay (8) và (9) vào (6) ta tính được k = 2 . 0 Thay k = 2 vào (7) ta được: t1 = -10 C 0 0,25 điểm Thay k = 2 vào (8) ta được: t2 = 80 C Thay k = 2 vào (9) ta được: x = 440C Câu 3 (2,5 điểm): Cho mạch điện như hình bên. Hiệu điện thế U không đổi và U R1 = 54V. Các điện trở R1 = R3 = 90 , R2= D 180 . Khi đóng và mở khoá K thì đèn Đ đều sáng bình thường. Hãy tính điện trở R2 R3 A C và hiệu điện thế định mức của đền Đ. Giả B thiết điện trở của dây nối và khoá K nhỏ không đáng kể. yêu cầu về nội dung biểu điểm Vì đèn sáng bình thường tức là hiệu điện thế thực tế trên đèn khi đóng và mở khoá K bằng hiệu điện thế định mức của đèn. 0,5 điểm Gọi điện trở đèn là R Khi đóng khoá K, D và C bị nối tắt , ta có sơ
4. đồ: R1 R C, D A R2 B R3 R.R3 90.R RBC R R3 90 R 90R 270(R 60) R R R 180 0,5 điểm ABC 2 BC 90 R 90 R RBC 18R Hiệuđiện thế trên đèn Đ: U d U. (1) 0,5 điểm RABC R 60 Khi mở khoá K, ta có sơ đồ mạch điện: R1 R R R 0,25 điểm A 2 3 C B R1 R R2 R 90 180 270 R 150 RAB ; RABC RAB R3 R R1 R2 R 127 R 270 RAB 36 R 90 U AB R 36.R U AB U ; U d (2) ủABC R 150 R R1 R 150 0,25 điểm 18.R 36.R từ (1) và (2) ta có: R 30 R 60 R 150 0,5 điểm Thay vào (2) ta được Ud= 6V Câu 4 (1,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. R2 = R4. Nếu nối A, B với nguồn R có hiệu điện thế U = 120V thì cường độ A 2 C dòng điện qua R3 là I3 = 2A, hiệu điện thế R1 R3 R4 giữa hai điểm C và D là UCD = 30V. Nếu nối C, D với hai cực nguồn điện có hiệu B điện thế U’=120V thì hiệu điện thế giữa D hai điểm A và B lúc này là U’AB = 20V. Hãy tính giá trị điện trở R1, R2, R3.
5. yêu cầu về nội dung biểu điểm U CD 3 Khi UAB = U = 120V; UCD = 30V thì R3 15 0,25 điểm I 3 2 U2= UAB – UCD = 120 – 30 = 90V 0,25 điểm Xét tại nút C: I2 = I3 +I4 U U U 2 CD CD 0,25 điểm R2 R3 R2 90 30 30 R2 30 0,25 điểm R2 15 R2 Khi UCD = U’ = 120V; U’AB = 20V suy ra U’2=120 – 20 = 100V 0,25 điểm U1 ' R1 20 1 R2 30 Vì R1 nối tiếp R2 nên: R1 6 U '2 R2 100 5 5 5 0,25 điểm Vậy R1 = 6 , R2 = 30 ; R3 = 15  Câu 5 (2 điểm): Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ, sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng OA = a. Nhận thấy nếu dịch chuyển vật lại gần hoặc ra xa thấu kính một khoảng b = 5cm thì đều thu được ảnh có độ cao bằng ba lần vật, trong đó có một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật. Hãy xác định khoảng cách a và vị trí tiêu điểm của thấu kính. yêu cầu về nội dung biểu điểm ảnh cùng chiều với vật là ảnh ảo, vật nằm trong tiêu cự. 0,25 điểm ảnh ngược chiều với vật là ảnh thật, vật nằm ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính. B’1 B2 I2 F’ A’2 B1 I1 F’ A2 O A’1 F A1 O B’2 Xét trường hợp ảnh ảo. 0,25 điểm OA1B1 đồng dạng với OA'1 B'1 A'1 B'1 OA'1 OA'1 3 OA'1 3 a 5 (1) A1B1 OA1 a 5 F'OI1 đồng dạng với F' A'1 B'1 0,25 điểm A'1 B'1 F' A'1 OF' OA'1 OA'1 3 1 OA'1 2 f (2) OI1 OF' OF' f 3(a 5) 0,25 điểm Từ (1) và (2) ta có: 2 (3) f
6. Xét trường hợp ảnh ngược chiều với vật: 0,25 điểm OA2 B2 đồng dạng với OA'2 B'2 A'2 B'2 OA'2 OA'2 3 OA'2 3 a 5 (4) A2 B2 OA2 a 5 F'OI 2 đồng dạng với F' A'2 B'2 0,25 điểm A'2 B'2 F' A'2 OA'2 OF' OA'2 3 1 OA'2 4 f (5) OI 2 OF' OF' f 3(a 5) 0,25 điểm Từ (4) và (5) ta có: 4 (6) f Từ (3) và (6) ta có: a = 15cm; f = 15 cm 0,25 điểm Lưu ý: Nếu học sinh làm theo cách khác mà vẫn đúng thì cho điểm tối đa theo thang điểm trên.