Sở giáo dục và đào tạo hải dơng (Đề 1) Đề thi học sinh giỏi tỉnh lớp 9 Năm học 2009 2010 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 01 trang) Bài 1: (1,75 điểm) Ba ngời đi xe đạp từ A đến B với các vận tốc không đổi. Ngời thứ nhất và ngời thứ hai xuất phát cùng lúc với các vận tốc lần lợt là 12km/h và 15km/h. ngời thứ ba xuất phát sau hai ngời trên 30 phút. Khi ngời thứ ba gặp ngời thứ hai thì ngời thứ hai và ngời thứ nhất cách nhau 6km. Tính vận tốc của ngời thứ ba. Bài 2: (1,75 điểm) Một khối gỗ có thể tích 30dm 3 , có khối lợng riêng D g = 800 kg/m 3 nổi trong bể nớc chứa 1m 3 nớc ở 5 0 c. Ngời ta truyền cho nớc trong bể một nhiệt l- ợng bằng 168 000kJ. Tính thể tích phần chìm thêm của khối gỗ. Biết rằng khối lợng riêng của nớc D nớc = 1000kg/m 3 , nhiệt rung riêng của nớc c nớc = 4 200J/kg.k; 1dm 3 nớc nóng từ 5 0 c đến 55 0 c tăng thêm thể tích 12cm 3 , hiệu suất truyền nhiệt là 100%. Bài 3: (2,0 điểm) Hai bạn học sinh A và B đứng ở hai bên bờ của con sông có chiều rộng 30m sát mép nớc, mặt bờ cách mặt nớc 0,5m, chiều cao của hai bạn ngang nhau và đều bằng 1,5m. Khi mặt nớc yên tĩnh, bạn A đi ra xa con sông theo h- ớng vuông góc với bờ sông, bạn B đứng tại chỗ quan sát. Khi hai bạn cách nhau khoảng bao xa thì B bắt đầu hoàn toàn không còn nhìn thấy bóng của A in dới mặt nớc sông nữa? Bài 4: (2,0 điểm) Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế không đổi U = 18V, mắc bóng đèn Đ(20V 10W) song song với biến trở R X (120 - 1,8A). a. Tính công suất tiêu thụ của đèn và cho biết đèn sáng nh thế nào? b. Điều chỉnh biến trở R X đến mọi giá trị có thể đợc, hãy tính công suất tiêu thụ lớn nhất và nhỏ nhất của đoạn mạch AB. Bài 5: (2,5 điểm) Một dây điện trở đồng chất, tiết diện đều, đợc gấp thành hình chữ nhật ABCD và đờng chéo BD nh hình vẽ bên. Góc ABD=30 0 , đoạn dây ID = IB, điện trở các dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn. a. Nối hai điểm D và B vào hiệu điện thế U = 12V. Xác định số chỉ của các vôn kế. b. Cắt dời đoạn AB tại B thành đầu dây B / rồi nối A B C D o o + - V 1 V 2 I B / vào C. Xác định số chỉ của các vôn kế khi: + Nối hai điểm D và B vào hiệu điện thế U = 12V + Nối hai điểm D và C vào hiệu điện thế U = 12V Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị2 Sở giáo dục và đào tạo hải dơng (Đề 2) Đề thi học sinh giỏi Tỉnh lớp 9 Năm học 2009 2010 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 01 trang) Bài 1: (2,0 điểm) Một thanh AB đồng chất tiết diện đều, chiều dài l quay quanh điểm O tại chính giữa thanh. Phần thanh OA bị gãy tại C, 2 . 3 OC OA= Đoạn CA còn dính lại và treo lủng lẳng tại C. Để thanh nằm cân bằng theo phơng ngang, ngời ta thực hiện hai phơng án: a. Cắt một phần thanh ở đầu B rồi đặt lên chính giữa phần thanh OB còn lại. Hãy tính chiều dài phần thanh đã cắt. b. Cắt bỏ một phần thanh ở đầu B. Hãy tính chiều dài phần thanh đã cắt bỏ. Bài 2: (2,0 điểm) Một điểm sáng S đợc đặt cách một màn ảnh phẳng một đoạn D = 4,5m. Đặt một quả cầu chắn sáng tâm O bán kính r = 0,3m giữa S và màn sao cho SO vuông góc với màn. Tính vận tốc thu nhỏ trung bình của bán kính vùng bóng đen in trên màn khi cầu di chuyển dọc theo đờng thẳng SO với vận tốc 0,5m/s từ vị trí O cách màn 4m đến vị trí O cách màn 0,5m. Bài 3: (1,5 điểm) Thả một miếng đồng có khối lợng m, đợc nung nóng đến 120 0 c vào một chậu nớc làm nhiệt độ của nớc tăng từ 40 0 c đến 60 0 c. Thả tiếp miếng đồng có khối lợng 2m, nhiệt độ 100 0 c vào chậu trên thì nhiệt độ sau cùng của nớc khi có sự cân bằng nhiệt là bao nhiêu?(coi nớc chỉ trao đổi nhiệt với đồng) Bài 4: (2,0 điểm) Cho mạch điện nh hình 1, đoạn mạch PQ P R 0 J R Q V A M c N R X o o đợc đặt vào hiệu điện thế không đổi U. biết R 0 = 24 ; R = 60 ; biến trở R X có giá trị thay đổi trong khoảng 15 đến 120 . Khi con chạy c di chuyển tối đa về phía M, vôn kế chỉ 12V. Ampe kế và vôn kế lí tởng. a. Tính hiệu điện thế U. số chỉ của ampe kế trong khoảng nào khi con chạy c di chuyển? b. Xác định R X để công suất tiêu thụ ở R 0 lớn nhất, tính công suất tiêu thụ đó. H.1 Bài 5: (2,5 điểm) Cho mạch điện nh hình 2, R 1 = 6 ; R 2 = 4 ; R 3 = 6 . Hiệu điện thế không đổi U. Vôn kế và dây nối lí tởng. a. Vôn kế chỉ 3V, tính hiệu điện thế U. b. Mắc ampe kế nối tiếp với R 2 để đo cờng độ dòng điện qua R 2 , số chỉ của vôn kế là 3,5 V. Xác định số chỉ và điện trở của ampe kế. Sai số của ampe kế khi đo là bao nhiêu phần trăm? H.2 Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị 2 Đáp án và biểu điểm đề thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2009 - 2010 Môn: Vật lí 9 Đề 1 Bài Nội dung kiến thức Điểm Bài 1 1,75 điểm Tính đến thời điểm ngời thứ 3 xuất phát thì ngời thứ nhất đi đợc 12.0,5 = 6km Ngời thứ hai đi đợc 15.0,5 = 7,5km Gọi thời gian từ lúc ngời thứ 3 xuất phát đến khi gặp ngời thứ 2 là t, quãng đờng mỗi ngời đi đợc tính từ điểm xuất phát là: s 1 = 6 + v 1 t s 2 = 7,5 + v 2 t s 2 s 1 = (v 2 v 1 )t +1,5 = 6 => t = 4,5 : 3 = 1,5(h) s 3 = s 2 = 7,5 + 15.1,5 = 30(km) Vận tốc của ngời thứ 3: v 3 = s 3 : t = 30 : 1,5 = 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 R 2 R 3 R 1 V U + - 20(km/h) Bài 2 1,75 điểm V / là thể tích phần chìm, ta có: 3 3 . 800.30.10 . . 0,024( ) 1000 g g n g g n D V D V D V V m D = = = = Khi đợc truyền nhiệt, độ tăng nhiệt độ của nớc: 0 . . . 168000000 40 4200000 n n n n Q Q c m t t c m c = = = = Thể tích nớc tăng thêm trong bể: 3 40.12 .1000 9600( ) 50 cm= = 0,0096m 3 Thể tích nớc trong bể: 1,0096m 3 Thể tích phần chìm của gỗ lúc này: V // 3 3 . . . 30.10 800 24 0,02423( ) 1000 990,5 1,0096 g g n g g n V D D V V D V D m = = = = = Thể tích phần chìm thêm của gỗ: V // - V / = 0,02423 0,24 = 0,00023m 3 = 230cm 3 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 Bài 3 2,0 điểm Vẽ đúng hình Khi A đi đến vị trí A / thì B hoàn toàn không còn nhìn thấy bóng của A dới mặt nớc nh hình vẽ. Theo định luật phản xạ ánh sáng ta dễ thấy A H I BJI IH IJ = = IKH đồng dạng với IBJ 0,5 1 30 : 5 6 ; 0,5 1,5 4 24 24 ; 48 HK IH IH m JB IJ IJ m IH m H J IH IJ m = = = = = + = = = + = Vậy khi hai bạn cách nhau 48m thì B không còn nhìn 0,5 0,25 0,25 0,5 A B I H / H A / K J thấy bóng của A in dới mặt nớc sông nữa. 0,5 Bài 4 2,0 điểm a. 2 400 40( ) 10 DM D DM U R P = = = Công suất tiêu thụ của đèn trong Mạch điện: 2 2 18 8,1( ) 40 D U P W R = = = P < P DM đèn tối hơn bình thờng. b. R AB lớn nhất khi R X lớn nhất: R X = 120 => P AB nhỏ nhất, ta có: 2 2 . 40.120 30( ) 160 18 10,8( ) 30 D X AB D X Min AB R R R R R U P W R = = = + = = = I X = 1,8A => R X nhỏ nhất => I AB lớn nhất => công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB lớn nhất. 18 .( ) 18. 1,8 40,5( ) 40 D P U I I W = + = + = ữ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 5 2,5 điểm a. Góc ABD = 30 0 => AD =ID = IB, giả sử mỗi đoạn dây này có điện trở là r, => R AB = R CD = 2 2 4 3r r r = Ta có U DI = U IB = 12:2 = 6(V) 12 4,4( ) 3 3 1 3 DA DA DA AB DB U Ur r U V U U r r r = = = = + + Vậy số chỉ của vôn kế V 1 là 6 4,4 = 1,6(V) U AB = U DC = 12 4,4 = 7,6(V) Vậy số chỉ của vôn kế V 2 là 7,6 6 = 1,6(V) b. + Nối D và B vào U = 12V: Mạch điện gồm: (((R DA nt R AB )ssR DC )nt R CB ) ss R DA U DI = U IB = 6(V) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A B U R X Đ ( 3). 3 3(1 3) 1,06. 3 3 1 2 3 . 12.1,06 6,17( ) 1,06 DC DC DC DB DC DC CB CB CB DC r r r r R r r r r U R U R r U V U R R R r r + + = = + + + = = = + + => số chỉ của vôn kế V 2 = 6,17 6 = 0,17(V) . 6,17 2,26( ) 3 3 1 3 DC DA DA AB U r U r U V U r r r = = + + Vậy vôn kế V 1 chỉ 6 2,26 3,74(V) + Nối D và C vào U = 12V Mạch điện gồm:(R DA nt R AB )// R DC // (R DB nt R BC ) Theo lời giải phần a ta có: U DA = 4,4V. U DI = 12:3 = 4(V) Số chỉ của vôn kế V 1 là 4,4 4 = 0,4(V) Số chỉ của vôn kế V 2 là 12 4 = 8 (V) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Đáp án và biểu điểm đề thi học sinh giỏi tỉnh năm học 2009 - 2010 Môn: Vật lí 9 Đề 2 Bài Nội dung kiến thức Điểm Bài 1 2,0 điểm a. Gọi độ dài phần thanh cần cắt là x, trọng lợng thanh là P: áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: 1 2 3 . . . 3 6 4 . . . 6 3 3 6 2 4 8 9 9 9 8 9 l l l x P P P P l P l P l x l l x l l x l x + = + = = = = b. Gọi độ dài phần thanh cần cắt bỏ là y, tiết diện là S, trọng lợng riêng là d. Theo điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 O A P 1 C P 2 P / 3 O A P 1 C P 2 P 3 x 1 2 3 2 2 2 1 2 2 . . . 3 6 4 2 . . . . 2 . . . . . 9 2 4 9 2 4 36 36 0 35 . ( ) 36 2 36 l l l y P P P Pl P l y l S d l S d l y S y d S y d y ly l l y l loai l y + = = = ữ ữ + = = = Vậy phần thanh cần cắt bỏ dài 36 l 0,5 Bài 2 2,0 điểm Vùng bóng đen có bán kính MN = R + Khi O cách màn 4m: Vẽ hình Từ hình vẽ ta có SI OI => 2 2 0,16 0, 4SI SO OI m= = = SIO đồng dạng với SNM . 0,3.4,5 3,375( ) 0,4 SI IO IO SN MN R m SN MN SI = = = = = + Khi O cách màn 0,5m: Giải tơng tự ta đợc: 2 2 4 0,3 3,987( )SI m = . 4,5.0,3 0,338( ) 3,987 SN IO R m SI = = Quãng đờng O chuyển động: s = 4 0,5 = 3,5(m) Thời gian chuyển động: t = s : v = 3,5 : 0,5 = 7(s) Quãng đờng M di chuyển làm R giảm: 3,375 0,338 3,037( )s R R m = = = Vận tốc thu nhỏ của bán kính vùng bóng đen: 3, 037 0,434( / ) 7 s v m s t = = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 3 1,5 điểm Thả miếng đồng thứ nhất vào chậu nớc: Q toả1 = Q thu1 <=> c đ . m đ (120 60) = c n m n (60 40) => 60 c đ . m đ = 20 c n m n <=> c n m n = 3 c đ . m đ (1) 0,5 0,25 S O I M N Khi thả miếng đồng thứ hai vào chậu nớc, gọi nhiệt độ khi cân bằng là t: Q toả2 = Q thu2 <=> 2c đ . m đ (100 t) = c n m n (t 60) (2) Từ (1) và (2) ta có: 2c đ . m đ (100 t) = 3c đ m đ (t 60) <=> 200 2t = 3t 180 <=> t = 380 : 5 = 76 0 c 0,5 0,25 Bài 4 2,0 điểm a. * Khi con chạy di chuyển tối đa về phía M, điện trở của biến trở tham gia trong mạch điện là R X = 15 . . 60.15 12( ) 60 15 X JQ X R R R R R = = = + + Cờng độ dòng điện mạch chính I = I 0 = U 0 : R 0 = 12:24 = 0,5(A) => U JQ = I.R JQ = 0,5. 12 = 6(V) Số chỉ của am pe kế lúc này là: 6 0,1( ) 60 JQ A U I A R = = = * Khi con chạy c di chuyển tối đa về phía N giá trị điện trở lớn nhất và bằng 120 . 60.120 40( ) 60 120 . 18.40 11, 25( ) 40 24 X JQ X JQ JQ PQ R R R R R U R U V R = = = + + = = = + Số chỉ của ampe kế lúc này là: 11, 25 0,19( ) 60 JQ A U I A R = = = Vậy khi con chạy c di chuyển ampe kế chỉ trong khoảng từ 0,1A đến 0,19A b. Công suất tiêu thụ trên R 0 : P 0 = U 0 .I 0 = I 2 .R 0 P 0 lớn nhất khi I lớn nhất 0 00 . 1 X JQ X X U U U I R R R R R RR R R R R = = = + ++ + + => I lớn nhất khi R X nhỏ nhất, khiđó R X = 15 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 C«ng suÊt tiªu thô trªn R 0 lóc nµy lµ: P 0 = I 2 .R 0 = 0,5 2 . 24 = 6(W) Bµi 5 2,5 ®iÓm a. 2 3 2,3 2 3 . 4.6 2,4( ) 4 6 R R R R R = = = Ω + + Ta l¹i cã: 2,3 1 1 1 1 2,3 2,3 2,3 . 3.6 7,5( ) 2,4 U R U R U V U R R = ⇒ = = = HiÖu ®iÖn thÕ U cña m¹ch ®iÖn: U = U 1 + U 2,3 = 7,5 + 3 = 10,5(V) b. Khi cha m¾c ampe kÕ, cêng ®é dßng ®iÖn qua R 2 : 2,3 2 2 3 0,75( ) 4 U I A R = = = Khi m¾c ampe kÕ: Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh: 1 1 3 1 1 7 10,5 3,5 7( ) ( ) 6 U U U U V I I A R ′ ′ ′ ′ ′ = − = − = ⇒ = = = Sè chØ cña ampe kÕ: 3 3 3 3 7 3,5 3,5 0,58( ) 6 6 6 A U I I I I I A R ′ ′ ′ ′ ′ = − = − = − = = ≈ §iÖn trë cña ampe kÕ: R A = R 3 – R 2 = 6 – 4 = 2( Ω ) Sai sè cña ampe kÕ khi ®o: 2 2 0,75 0,58 .100% 22,67% 0,75 A I I I − − = ≈ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,5 . Sở giáo dục và đào tạo hải dơng (Đề 1) Đề thi học sinh giỏi tỉnh lớp 9 Năm học 20 09 2010 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 01 trang) Bài 1: (1,75 điểm) Ba. Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị2 Sở giáo dục và đào tạo hải dơng (Đề 2) Đề thi học sinh giỏi Tỉnh lớp 9 Năm học 20 09 2010 Môn thi: Vật lý Thời gian. trăm? H.2 Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị 2 Đáp án và biểu điểm đề thi học sinh giỏi tỉnh năm học 20 09 - 2010 Môn: Vật lí 9 Đề 1 Bài Nội dung kiến