Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Yên Định (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Yên Định (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN YÊN ĐỊNH NĂM HỌC 2015 - 2016 MÔN THI: VẬT LÝ ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài 150 phút Gồm có 02 trang (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) Có hai ô tô cùng xuất phát từ A và chuyển động đều. Xe thứ nhất chuyển động theo hướng ABCD (hình vẽ) với vận tốc v 1= 40 km/h, tại mỗi điểm B và C xe đều nghỉ 15 phút. Xe thứ hai chuyển động theo hướng ACD. Biết hình chữ nhật ABCD có cạnh AB = 30 km, BC = 40 km. Hỏi: a. Xe thứ hai phải đi với vận tốc v 2 bằng bao nhiêu để có thể gặp xe thứ nhất tại C? b. Nếu xe thứ hai dự định nghỉ tại C: 30 phút thì phải đi với vận tốc bằng bao nhiêu để về D cùng xe thứ nhất? R4 Câu 2: (5,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ (hình 2). Biết R1 = 8 , R1 C R2 R2 = R3 = 4 , R4 = 6 , UAB = 6V không đổi. Điện trở D của ampe kế, khoá K và các dây nối không đáng kể. K A 1. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số + - chỉ của ampe kế trong các trường hợp sau: A B R3 a. Khoá K ngắt. b. Khoá K đóng. (hình 2) 2. Thay khoá K bằng điện trở R5. Tính R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không. Câu 3: (5,0 điểm) Một người cao AB = h = 1,6 m đứng trước gương phẳng OM. Khi gương đặt thẳng đứng người đó thấy dù đứng ở vị trí nào cũng nhìn thấy gót chân mình qua gương. Bỏ qua khoảng cách từ mắt tới đỉnh đầu. B a. Tìm chiều cao của gương. b. Nếu người đó đứng cách gương một khoảng OA=a =4 m và gương nghiêng một góc M’OM = thì người đó thấy ảnh của M đỉnh đầu qua gương. Tìm M’ c. Gương vẫn nghiêng góc như trên, muốn vừa đủ nhìn thấy gót chân mình qua gương người đó phải đứng ở vị trí thỏa mãn điều kiện nào? Khi đó khoảng cách của người và mép dưới O của gương là bao nhiêu? A O 0 Câu 4: (4,0 điểm) Hai bình cách nhiệt chứa cùng khối lượng nước M có nhiệt độ tương ứng tA= 50 C 0 và tB = 20 C, người ta lấy khối lượng nước m từ bình A đổ sang bình B khi cân bằng nhiệt có nhiệt độ là t12 rồi lại lấy khối lượng nước m như trên từ bình B đổ sang bình A khi cân bằng nhiệt thì nhiệt độ 0 bình A lúc này là t13 sau lần thí nghiệm thứ nhất thì chênh lệch nhiệt độ giữa hai bình là t1 20 C . Bỏ qua sự tỏa nhiệt giữa nước với các bình và môi trường ngoài. m a. Tìm tỉ số: X . M b. Sau n lần thí nghiệm như trên. Xác định hiệu nhiệt độ của nước giữa hai bình tn theo n Câu 5: (2,0 điểm) Nêu phương án thí nghiệm để xác định điện trở của một ampe kế. Dụng cụ gồm: Một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy (có điện trở toàn phần lớn hơn R0 ), hai chiếc khoá điện, một số dây dẫn đủ dùng (có điện trở không đáng kể), một ampe kế cần xác định điện trở.
2. Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: Giám thị không giải thích gì thêm
3. ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Phần Nội dung trình bày Điểm Đường chéo AC2 = AB2 + BC2 =302 +402 =2500 -> AC =50 (km) 0,5 Thời gian xe 1 đi đoạn AB là: t1 =AB/v1 = 3/ 4 (h) Câu1 Thời gian xe 1 nghỉ tại B,C là 15 phút =1/4h 4,0đ Thời gian xe 1 đi đoạn BC là: t2 =BC/v1 = 40 / 40 =1 (h) 0,5 a -Trường hợp 1: Xe 2 gặp xe 1 lúc xe 1 vừa tới C: (2,5đ) Vận tốc xe 2 phải đi là: v2 = AC / ( t1 + t2 +1/4 ) = 50 / ( ¾ + 1 + ¼ ) = 25 (km/h) 0,5 Trường hợp 2: Xe 2 gặp xe 1 lúc xe 1 vừa bắt đầu rời C: Vận tốc xe 2 phải đi là: v3 = AC / ( t1 + t2 +1/4 + 1/4 ) = 50 / ( ¾ + 1 + ¼ + ¼ ) = 22,22 0,5 (km/h) Vậy để gặp xe 1 tại C thì xe 2 phải đi với vận tốc 22,22 RAB = 4  Vì R234 // R1 nên U234 = U1 = UAB
4. U AB 0,25đ I234 = 0,75A R234 U23 = U2 = U3 = I234.R23 = 1,5V 0,25đ U 2 0,25đ R Ia = I3 = 2 = 0,375A 4.2. Khi thay khoá K bằng R5 thì đoạn mạch được vẽ lại như sau: 0,5đ R1 C R5 A B 0,5đ R2 (+) (-) D R4 R3 -Khi dòng điện qua R2 = 0 nên mạch điện trên là mạch cầu cân bằng. Ta có: R1 R5 R5 5,3 R4 R3 a/ (1,5 đ)- Vẽ ảnh A’B’ của AB tạo bởi gương phẳng như hình vẽ a. 0,5 đ Ta có O là trung điểm của AA’ và OM//AB suy ra OM là đường 1 trung bình của tam giác A’AB OM AB 0,8m 2 1,0 đ Vậy gương có chiều cao 0,8 m M M B’ B B ’ A M O B’ A’ A O A ’ Hình a Hình b 3 O ’ 0,5 đ b/ (2,5 đ)Hình vẽ b: Để mắt chỉ nhìn thấy ảnh của đỉnh đầu qua gương thì BB’ vuông 0,5 đ góc với mặt gương tại O là mép dưới của gương. - Do ảnh luôn đối xứng với vật qua gương nên đường kéo dài của AB, OM’, và A’B’ gặp nhau tại O’ 0,5 đ AO 4 - Ta có: ta n ·ABO ·ABO 68,20 AB 1.6 0,5 đ - Xét tam giác vuông O’OB có B·O 'O 900 O·' BO 900 68.20 21,80 0,5 đ - Do OM// O’B suy ra: M· 'OM B·O 'O 21,80
5. B I c/(1 đ) Muốn vừa đủ nhìn thấy gót K 0,25đ chân mình qua gương thì người A đó phải đứng ở vị trí sao cho A, O O B’ và B’ là 3 điểm thẳng hàng nghĩa 0,25 đ là tia AO có phương đi qua B’ là ảnh của B thìgương OM’ cho tia phản xạ truyền tới B - Xét tam giác vuông BKO’’ có O·'' BK 900 B·O ''O 900 21,80 68,20 0,25 đ Suy ra: AB’ = AB. tan O·'' BB ' = 1,6.tan 68,20 0,25 đ = 4 (m) -Ta có: O· IB ' ·ABB ' O·BB ' O·B ' B 21,80 Vậy: ·ABO 68,20 21,80 46,40 O’’ - Khoảng cách từ người đến mép O của gương là: AO = AB.tan ·ABO AO = 1,6 . tan46,40 = 1,68 (m) Câu 4 a/( 3 đ) Khi cho m ( kg) nước từ bình A đổ sang bình B ta có : t12 tA ( 4 đ) Phương trình cân bằng nhiệt : mc ( tA – t12 ) = M.c ( t12 – tB ) 0,5 đ t t - Chia cả hai vế cho M.c ta có t t A B (1) 12 A X 1 0,5 đ - Khi đổ m ( kg) nước từ bình B sang bình A ta có: t13= t12 + t . 1 0,5 đ Phương trình cân bằngnhiệt: (M m).c. tA t13 m.c. t13 t12 X. t 1 X t t X. t t t 1 t t (2) A 12 1 13 A 1 X 12 1 0,5 đ t t X. t Từ (1) và (2) suy ra t A B t t 1 A X 1 1 A 1 X t t t 1 X 1 A B t t t (*) 1 X X 1 1 1 X A B 0,5 đ 1 X 1 - Thay số vào ta có: 200 C 50 20 X ( HS: có thể tìm ra 1 X 5 M/m = 5) 0,5 đ 2 1 X 1 X b/(1 đ) Tương tự (*) ở câu a ta có: t2 t13 t12 tA tB 1 X 1 X 0,5 đ Tương tự sau n lần thí nghiệm ta có: n n 1 X 2 0 0,5 đ tn tA tB Thay số ta có: tn .30 C 1 X 3 Câu 5 - Mắc mạch điện như hình vẽ 1,0 đ ( 2 đ) - Chỉ đóng K1 , dòng qua R0 là I1 : Ta có: U = I1 ( RA + R0 )(1) 0.25 đ - Chỉ đóng K , dịch chuyển con chạy 2 0,25 đ
6. để ampe kế chỉ I1 ,khi đó R = R0 . - Đóng cả hai khoá thì ampe kế chỉ I2 . U R 0,25 đ Ta có: U = I ( R + 0 ) (2) 2 A 2 K Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được: A 1 R0 (2I1 I 2 )R0 RA = 0,25 đ 2(I 2 I1 ) K2 R