Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Sở giáo dục và đào tạo tỉnh Thừa Thiên Huế (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Sở giáo dục và đào tạo tỉnh Thừa Thiên Huế (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010 – 2011 Môn : Vật lí ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút Bài 1 : (5 điểm) Có hai ô tô từ A và B, chuyển động đều ngược chiều đến gặp nhau. Nếu hai ô tô xuất phát cùng lúc thì sau 2 giờ chúng gặp nhau tại D. Nếu xe đi từ A xuất phát muộn hơn xe đi từ B là 0,5 giờ thì chúng gặp nhau tại C cách D một đoạn 9 km. Biết đoạn đường AB dài 150 km ; vận tốc xe đi từ A lớn hơn vận tốc xe đi từ B. Tính vận tốc của mỗi xe. Bài 2 : (4,5 điểm) Cho hai bình chứa cùng một khối lượng nước M. Nhiệt độ nước trong bình A là 20 0C, trong bình B là 80 0C. Múc 1 ca nước từ bình B đổ sang bình A, nhiệt độ nước trong bình A khi cân bằng nhiệt là 24 0C. a, Sau đó, múc 1 ca nước từ bình A đổ sang bình B. Nhiệt độ nước trong bình B khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu ? b, Tiếp tục múc 2 ca nước trong bình B đổ sang bình A. Nhiệt độ của nước trong bình A khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu ? Biết các ca nước chứa cùng một khối lượng nước. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của ca, của bình chứa và sự hấp thụ nhiệt của môi trường. Bài 3 : (4,5 điểm) P R 3 Cho mạch điện như hình vẽ. Giữa hai điểm M và N duy trì A M một hiệu điện thế không đổi. R 1 = R2 = 12 ; R3 = R4 = 24 . N R 2 Ampe kế có điện trở không đáng kể. R1 R 4 a, Số chỉ của ampe kế là 0,35 A. Tính U . MN Q b, Nếu hoán vị hai điện trở R2 và R4 thì số chỉ của ampe kế là bao nhiêu ? Bài 4 : (4 điểm) Cho hai điểm M và N ở ngay trên trục chính của một thấu kính hội tụ, một vật phẳng nhỏ có chiều cao h = 1 cm vuông góc với trục chính. Nếu đặt vật ở M thì thấu kính cho ảnh thật 4 cao h = cm ; nếu đặt vật ở N thì thấu kính cho ảnh thật cao h2 = 4 cm. 1 3 a, M hay N ở gần thấu kính hơn ? Vì sao ? b, Nếu đặt vật đó ở tại I là trung điểm của MN thì thấu kính cho ảnh cao bao nhiêu ? Bài 5 : (2 điểm) Một quả cân được làm bởi hợp kim của đồng và nhôm. Quả cân không bị rỗng bên trong. Hãy nêu một phương án thực nghiệm để xác định tỉ lệ khối lượng đồng và nhôm trong quả cân đó. Các dụng cụ được sử dụng : - Một lực kế lò xo có giới hạn đo lớn hơn trọng lượng quả cân. - Một bình chứa nước, không có vạch chia độ, có thể bỏ lọt quả cân vào bình mà nước không bị tràn ra ngoài. Xem rằng ta đã biết khối lượng riêng của nước, đồng và nhôm. Hết
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ CHÍNH THỨC Hướng dẫn chấm môn : Vật lí Câu Nội dung – Yêu cầu Điểm - Gọi vận tốc xe đi từ A là v1, vận tốc xe đi từ B là v2. - Khi hai xe cùng xuất phát : AB = (v1 + v2).t1 (1) 0,5 AD = v1.t1 (2) - Khi xe từ A xuất phát muộn hơn xe từ B một khoảng t’ = 0,5 giờ : AB = (v1 + v2).t2 +v2.t’ (3) AC = v1.t2 (4) 0,5 - So sánh (1) và (3), ta thấy t2 AC. 0,5 - Từ (1) v1 + v2 = AB/t1 = 75 (km/h). (5) AB - v t - Từ (3) t = 2 (6) 0,5 1 2 v1 + v2 v1 5,0 đ - Từ (5) và (6) t2 = (1,5 + ) (7) 0,5 150 - Mặt khác, theo bài ra ta có : AD - AC = CD = 9 km (8) 0,5 v1 - Từ (2), (4) và (8) ta có : CD = v1.t1 - v1.t2 = v1.t1 - v1 (1,5 + ) = 9 150 0,5 v2 - 75v + 1350 = 0 (*) 1 1 0,75 - Giải phương trình (*) ta được cặp nghiệm : v11 = 45 (km/h) và v12 = 30 (km/h) - Chọn giá trị phù hợp bài ra, vận tốc của hai xe là : xe từ A có v1 = 45 (km/h) và xe từ B có v2 = 30 (km/h). 0,75 - Gọi khối lượng nước trong 1 ca là m. Khối lượng nước trong mỗi thùng lớn M hơn khối lượng nước trong 1 ca là gấp k lần : m = , hay M = km. k 0,5 - Khi múc 1 ca từ B sang A thì PT cân bằng nhiệt là : Mc(24 – 20) = mc(80 – 24) 0,5 k = 14. 0,5 a, PT cân bằng nhiệt khi đổ 1 ca tiếp từ A sang B : 2 mc(t1 – 24) = (M – m)c(80 – t1) 0,5 0 4,5đ t1 – 24 = (k – 1)(80 – t1) tính được t1 = 76 C 0,5 b, Lúc này, trong mỗi thùng đều có khối lượng M. Thùng A có nhiệt độ 24 0C 0 và thùng B có nhiệt độ t1 = 76 C. Sau đó, đổ 2 ca từ B sang A, PT cân bằng nhiệt : 2cm(76 – t ) = Mc(t – 24) = 14mc(t – 24) 2 2 2 1,5 76 – t2 = 7(t2 – 24) 0 t2 = 30,5 C 0,5 U U PN = MN a, Do RA = 0 nên UMP = IARA = 0 I3 = . 0,5 R3 24 - Ta có : (R //R ) nt R . 1 2 4 R R R I3 3 3 1 2 0,5 R td = + R 4 = 30 ( ). R1 + R 2 R 4,5đ P 2 N UMN UMN A I 4= = . M I2 Q R 4 R 30 0,5 td R1 I1 I4
3. I4 UMN - Vì R1 = R2 nên I1 = I2 = = . 0,5 2 60 UMN UMN Mà IA = I3 + I2 = = 0,35 UMN = 6 (V). 0,5 24 60 R1R 4 0,5 b, Hoán vị R2 và R4 thì R td = + R 2 20 ( ). R1 + R 4 0,25 UMN I2 = ' 0,3 (A) R td I1 I4 I1 + I4 I2 0,3 0,5 UMQ = R4I 4 = R1I 1 = = = = . R 4 R1 R 4 + R1 36 36 0,3 0,25 I4 = R . = 0,1 (A) . 1 36 U ' MN 0,5 IA = I4 + I3 = I4 + = 0,35 (A) = IA R3 A C B D a, Vẽ được hình bên. h F f O F' M' I' N' - Từ A vẽ tia tới AD song song h1 M I N h A1 x 3 0,5 với trục chính, tia ló là DF’. Các A' h 2 ảnh A’, B’, C’ đều nằm trên C1 C' DF’ kéo dài. B1 B' - Từ A vẽ tia AFA1 qua tiêu điểm vật của TK, tia ló tương ứng là A1x // với trục chính. Tia ló cắt DF’ kéo dài tại A’. Hạ A’M’ vuông góc với trục chính, 0,5 A’M’ là ảnh của AM qua TK. - Theo hình vẽ : OA1 = M’A’ = h1 ; OB1 = N’B’ = h2 ; OC1 = I’C’ = h3. 0,5 MA OA h h - Ta có : = 1 = 1 (1) MF OF MF f hf 0,5 MF = (2) h1 NB OB h h - Tương tự : = 1 = 2 (3) 4 NF OF NF f hf 4 đ NF = (4) h2 - Theo bài ra, h2 > h1 nên từ (2) và (4) ta có : MF > NF, nghĩa là N ở gần TK hơn M. 0,5 b, Ảnh của vật IC là I’C’ có độ cao là I’C’ = h3. IC OC h h - Ta có : = 1 = 3 (5) 0,25 IF OF IF f hf IF = (6) 0,25 h3 hf hf hf - Từ (2), (4) và (6) ta có : + MF + NF = 2IF = 2 (7) 0,5 h1 h2 h3 1 1 2 - Từ (7) ta có : + (8); thay số vào (8) ta tính được h3 = 2 (cm) 0,5 h1 h2 h3
4. - Móc quả cân vào lực kế, lực kế trỏ giá trị P : P = mg = (m1 + m2)g (1) 0,25 với m và m là khối lượng của đồng và nhôm trong quả cân. 1 2 r - Thả quả cân vào nước, nó chịu thêm lực đẩy Archimede Fhướng lên, nên lực kế trỏ giá trị P’ : P’ = P - F = P - VDg (2), với D là khối lượng riêng 0,5 của nước. P P' - g g - Từ (2) V + V = V = (3) 0,25 1 2 D 5 P P P' 0,25 - Từ (1) m1 + m2 = V1D1 + V2D2 = (4) 2,0đ g Trong đó D1, D2, V1, V2 là khối lượng riêng và thể F tích của đồng và nhôm trong quả cân. - Giải hệ phương trình (3) và (4) ta được : M M (D - D )P + D P' (D - D )P + D P' 2 2 1 1 P P 0,5 V1 = và V2 = . D(D1 - D2 )g D(D2 - D1)g m1 V1D1 D1 (D - D2 )P + D2P' - Vậy tỉ số : = = - ( ) 0,25 m2 V2D2 D2 (D - D1)P + D1P'