Sở giáo dục & đào tạo hải dơng Đề chính thức Kỳ thì chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 THCS năm học 2009-2010 Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: Ngày 28 tháng 3 năm 2010 (Đề thi gồm 01 trang) Câu 1 (1,5 điểm): Một ngời đi xe xung quanh một sân vận động, vòng thứ nhất ngời đó đi đều với vận tốc v 1 . Vòng thứ hai ngời đó tăng vận tốc lên thêm 2km/h thì thấy thời gian đi hết vòng thứ hai ít hơn thời gian đi hết vòng thứ nhất 1 21 giờ. Vòng thứ ba ngời đó tăng vận tốc thêm 2km/h so với vòng thứ hai thì thấy thời gian đi hết vòng thứ ba ít hơn vòng thứ nhất là 1 12 giờ. Hãy tính chu vi của sân vận động đó? Câu 2 (2 điểm): Có hai bình cách nhiệt: bình 1 chứa khối lợng m 1 = 3kg nớc ở nhiệt độ 30 0 C, bình 2 chứa khối lợng m 2 = 5kg nớc ở 70 0 C. Ngời ta rót một lợng nớc có khối lợng m từ bình 1 sang bình 2. Sau khi cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót từ bình 2 sang bình 1 một lợng nớc có khối lợng cũng bằng m. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là 31,95 0 C. Tính m và nhiệt độ cân bằng của nớc ở bình 2 sau khi rót nớc từ bình 1 sang. (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt khi rót nớc từ bình nọ sang bình kia và giữa nớc với bình). Câu 3 (2 điểm): Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó U = 12V, R 1 = 10, R 2 = 50, R 3 = 20, R b là một biến trở, vôn kế lí tởng và chốt (+) của vôn kế đợc nối với C. a) Điều chỉnh biến trở sao cho R b = 30. Tính số chỉ của vôn kế khi đó. b) Điều chỉnh biến trở ta thấy: khi R b = R thì thấy vôn kế chỉ 1 V U , khi R b = 4R thì số chỉ của vôn kế là 2 V U . Tính R biết: 1 V U =3 2 V U . Câu 4 (2,5 điểm): Cho mạch điện nh hình vẽ. Biết U = 15V, R 1 = 1 15 R, R 2 = R 3 = R 4 = R, các vôn kế giống nhau và điện trở của các dây nối không đáng kể, vôn kế V 1 chỉ 14V. a) Vôn kế có lí tởng không? Vì sao? b) Tính số chỉ của vôn kế V 2 ? Câu 5 (2 điểm): Đặt vật sáng AB dạng mũi tên cách thấu kính một khoảng 12 cm cho ảnh AB= 3 4 AB. Biết AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính của thấu kính. a) Tìm tiêu cự của thấu kính. b) Ngời ta dịch chuyển vật lên trên và theo phơng vuông góc với trục chính một đoạn 4 cm trong thời gian là 2 giây. Tìm vận tốc trung bình của ảnh. hết Họ và tên thí sinh .Số báo danh V A B R 1 R 2 R 3 C D U + _ R b _ + A B C D U R 1 R 2 R 3 R 4 V 1 V 2 Đề chính thức Chữ kí của giám thị số 1 .Chữ kí của giám thị 2 . . . Biểu điểm và đáp án Đề thi chọn học sinh giỏi môn vật lí 9 Năm học: 2009-2010 Câu Nội dung Điểm 1 Gọi v 1 và t 1 , v 2 và t 2 , v 3 và t 3 lần lợt là vận tốc và thời gian của vòng 1, vòng 2, vòng 3. Theo bài ta có: v 2 = v 1 + 2, t 2 = t 1 - 1 21 0,25 v 3 = v 1 + 4, t 3 = t 1 - 1 12 0,25 v 1 . t 1 = v 2 . t 2 v 1 . t 1 = (v 1 + 2).( t 1 - 1 21 ) 2t 1 - 1 21 v 1 = 2 21 (1) 0,25 v 1 . t 1 = v 3 . t 3 v 1 . t 1 =( v 1 + 4).( t 1 - 1 12 ) 4t 1 - 1 12 v 1 = 1 3 (2) 0,25 Giải hệ phơng trình (1) và (2) ta đợc: v 1 = 12 km/h, t 1 = 1 3 h 0,25 Chu vi của sân là: S = v 1 . t 1 = 12. 1 3 = 4 (km) 0,25 2 Rót khối lợng m (kg) nớc từ bình 1 sang bình 2 thì: Nhiệt lợng m (kg) nớc đó thu vào là: Q 1 = mc(t -30). 0,25 Nhiệt lợng 5 (kg) nớc ở bình 2 toả ra là: Q 2 = 5c(70 - t). 0,25 Ta có Q 1 = Q 2 mc(t -30) = 5c(70 - t) m(t -30) = 5(70 - t) (1) 0,25 Sau khi cân bằng nhiệt thì: Bình 1 có khối lợng là 3 - m (kg), nhiệt độ là 30 0 . Bình 2 có: khối lợng là 5 + m (kg), nhiệt độ là t. Rót khối lợng m (kg) nớc từ bình 2 sang bình 1 thì: Nhiệt lợng m (kg) nớc này toả ra là: Q 3 = mc(t -31,95). 0,25 Nhiệt lợng 3- m (kg) nớc ở bình 1 thu vào là: Q 4 = (3 - m)c(31,95 -30). 0,25 Ta có Q 3 = Q 4 mc(t -31,95) = (3 - m)c(31,95 -30) m(t - 30) = 5,85 (2) 0,25 Từ (1) và (2) ta tìm đợc: t = 68,83 0 C, m 0,15 kg. 0,5 3 a) Vôn kế lí tởng nên mạch AB gồm: (R 1 nt R 2 )//(R 3 nt R b ). Hiệu điện thế ở hai đầu R 2 là: 2 2 1 2 12 U .R .50 R R 10 50 = = + + AB U = 10 (V) Hiệu điện thế ở hai đầu R b là: b b 3 b 12 U .R .30 R R 20 30 = = + + AB U = 7,2 (V) 0,25 Số chỉ của vôn kế là: U V = U 2 U b = 10 7,2 = 2,8(V) 0,25 b) Khi điều chỉnh biến trở thì ta có: 2 2 1 2 U .R R R = + AB U = 10 (V) và b b b 3 b b 12R U .R R R 20 R = = + + AB U 0,25 Khi R b = R thì b 12R U 20 R = + Vì chốt (+) của vôn kế đợc nối với C 1 V 2 b U U U= 0,25 1 V 2 b 200 2R U U U 20 R = = + 0,25 Khi R b = 4R thì b 48R U 20 4R = + 2 V 2 b 200 8R U U U 20 4R = = + 0,25 V A B R 1 R 2 R 3 C D U + _ R b Ta có: 1 V U =3 2 V U 200 2R 200 8R 3. 20 R 20 4R = + + 2 R 40R 500 0+ = 0,25 Giải phơng trình ta đợc R = 10 và R = -50 (loại). 0,25 4 a. Vôn không li tởng. 0,25 Nếu vôn kế lí tởng thì mạch R 1 nt R 2 nt R 3 . Số chỉ của vôn kế V 1 là U 2 + U 3 = 14V U 1 = 15 14 = 1V, U 2 = U 3 = 7V 0,25 1 1 2 2 R U 1 R U 7 = = R 1 = 1 7 R 2 = 1 7 R mâu thuẫn với đề bài R 1 = 1 15 R. Vậy vôn kế không lí tởng 0,25 b. Vì vôn kế không lí tởng nên ta có mạch gồm: R 1 nt [R 2 nt{(R v nt R 4 )//R 3 }//R v ] (với R v là điện trở của vôn kế) 0,25 U DA = U V1 = 14VU MD = U MN U DA = 1V. 0,25 Ta có: I = I 1 + I 2 1 V MD DA 1 2 CA V U U U R R R R = + + v v v 15 14 14 R(R R ) R R R 2R R = + + + + 0,25 2 2 v v 16R 11R.R 42R 0 = R v = 2R và R v = - 21 16 R (loại). 0,25 Đoạn mạch DCA có: DC CA 2 CA U U R R = CA CA v v 14 U U R(R R ) R 2R R = + + U CA = 6V. 0,25 2 4 V V R 4 U R 2R 2 U R R = = = U V2 = 2U R4 . 0,25 kết hợp với U V2 + U R4 =6 U V2 = 4V. Vậy số chỉ của vôn kế V 2 là 4V. 0,25 5 a + Nếu ảnh AB là ảnh ảo thì thấu kính trên là thấu kính phân kì và ảnh AB luôn nằm trong tiêu cự. 0,25 4 3 ' ' ( . ) ' 9 ' ' ' 3 4 = = = =: OA AB ABO A B O g g OA OA cm OA A B 0,25 4 ' ' ( . ) ' ' ' 3 4 36 9 3 = = = = : OF OK OKF A B F g g A F A B f f cm f 0,25 + Nếu ảnh AB là thật thì thấu kính trên là thấu kính hội tụ. ảnh AB thật nhỏ hơn vật nên AB nằm ngoài khoảng 2f. N R 1 R 2 I 1 V 2 V 1 R 3 R 4 I 2 I D C A M A B A B F F K O 0,25 4 3 ' ' ( . ) ' 9 ' ' ' 3 4 = = = =: OA AB ABO A B O g g OA OA cm OA A B ' 4 ' ' ' '( . ) ' ' ' ' 3 4 36 9 3 7 = = = = : OF OK OKF A B F g g A F A B f f cm f 0,25 b) Vật ở A thì thì ảnh ở A, khi dịch chuyển vật đến vị trí A 1 (A A 1 = 4cm) thì ảnh dịch chuyển đến vị trí A 1 A A 1 là ảnh của A A 1 . 0,25 Vì A A 1 vuông góc với trục chính nên theo bài ta có A A 1 = 3 4 A A 1 =3cm. 0,25 Khi vật 2 dịch chuyển giây thì ảnh cũng dịch chuyển 2 giây và A A 1 là đoạn đờng ảnh dịch chuyển. Vận tốc của ảnh là: 3:2 = 1,5 (cm/s) 0,25 A B A B F F K O . tỉnh lớp 9 THCS năm học 20 09- 2010 Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: Ngày 28 tháng 3 năm 2010 (Đề thi gồm 01. mc(t -31 ,95 ). 0,25 Nhiệt lợng 3- m (kg) nớc ở bình 1 thu vào là: Q 4 = (3 - m)c(31 ,95 -30). 0,25 Ta có Q 3 = Q 4 mc(t -31 ,95 ) = (3 - m)c(31 ,95 -30) m(t