Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Trường THCS Thanh Mai (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Trường THCS Thanh Mai (Có đáp án)

1. PHÒNG GD&ĐT THANH OAI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 TRƯỜNG THCS THANH MAI NĂM HỌC 2013-2014 Môn: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 150 phút Bài 1: (5,0 điểm) Một người đánh cá bơi thuyền ngược dòng sông. Khi tới chiếc cầu bắc ngang sông, người đó đánh rơi một chiếc phao. Sau 1 giờ, người đó mới phát hiện ra, cho thuyền quay lại và gặp phao cách cầu 6 km. Tìm vận tốc của dòng nước, biết vận tốc của thuyền là không đổi. Bài 2: (4,0 điểm) Người ta cho vòi nước nóng 700C và vòi nước lạnh 100C đồng thời chảy vào bể đã có sẵn 100kg nước ở nhiệt độ 60 0C để thu được nước có nhiệt độ 45 0C. Hỏi phải mở hai vòi trong bao lâu ? Cho biết lưu lượng của mỗi vòi là 20kg/phút. Bài 3 : (4,0 điểm) G1 Hai gương phẳng hợp với nhau một góc , mặt phản xạ quay vào nhau. Khoảng giữa hai gương có một điểm sáng S. (Hình vẽ). a. Hãy trình bày cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra S từ S đến gương 1, phản xạ lần lượt trên hai gương và tia phản xạ ra khỏi gương 2 đi qua S. b. Biết < 1800 . Chứng tỏ rằng góc hợp bởi tia tới ban đầu G2 và tia phản xạ ra khỏi gương 2 không phụ thuộc góc tới mà O chỉ phụ thuộc góc hợp bởi hai gương. Bài 4: (4,0 điểm) R R Cho đoạn mạch điện như hình vẽ: 1 C 2 UAB = 150V, R1= 30; A A B R2 = 60; R3 = 90; + - R4 là biến trở được làm từ dây nikêlin K có điện trở suất 0,4.106m, R D chiều dài 60 mét, tiết diện 0,2mm2. 3 R4 Biết điện trở của ampe kế, dây nối không đáng kể. a. Tính điện trở toàn phần của biến trở R4? b. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB khi: 1. K mở. 2. K đóng. c. Khi K đóng, điều chỉnh để R 4 có giá trị là 20 . Xác định số chỉ và chiều dòng điện qua ampekế.
2. Bài 5: (2 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ bên: + – R0 / U / U = 24V; R0 = 4  ; R2 = 15  ; đèn Đ là loại 6V – 3W R1 M Ñ A và sáng bình thường. Vôn kế có điện trở lớn vô cùng lớn   + X  B và chỉ 3V, chốt dương của vôn kế mắc vào điểm M. V R2 – R3  Hãy tìm R1 và R3 N HẾT (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh SBD
3. PHÒNG GD&ĐT THANH OAI HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG TRƯỜNG THCS THANH MAI MÔN :VẬT LÝ 9 Bài Đáp án Điểm Gọi : vận tốc của thuyền là v1 (km/h), vận tốc của dòng nước là v2 (km/h) 0.5đ Khi xuôi dòng, vận tốc của thuyền đối với bờ là : vx = v1 + v2 Khi ngược dòng, vận tốc của thuyền đối với bờ là : vx = v1 - v2 Gọi C là vị trí của cầu, A là vị trí thuyền quay trở lại, B là vị trí thuyền gặp phao A C B Nước chảy theo chiều từ A đến B. Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: 1đ SAB SAC SCB (v1 v2 ).1 6 tAB Mà SAC SCA (v1 v2 ).t1 tAB v1 v2 v1 v2 v1 v2 1 Gọi thời gian tính từ khi rơi phao đến khi gặp lại phao là t(h) Ta có: 1đ (v1 v2 ) 6 t tCA tAB 1 (1) v1 v2 S 6 Mặt khác: t CB (2) v2 v2 0.5đ (v v ) 6 6 2v 6v 6 Từ (1) và (2), ta có : 1 1 2 1 2 v1 v2 v2 v1 v2 v2 1đ 2v1v2 6v2 6v1 6v2 2v1v2 6v1 1đ v2 3(km / h) . Đáp số: 3km/h Vì lưu lượng hai vòi chảy như nhau nên khối lượng hai loại 1đ nước xả vào bể bằng nhau. Gọi khối lượng mỗi loại nước là m(kg): 1đ Ta có: m.c(70 – 45) + 100.c(60 – 45) = m.c(45 – 10) 25.m + 1500 = 35.m 10.m = 1500 1đ 2 1500 m 150(kg) 10 Thời gian mở hai vòi là: 150 t 7,5(phút) 1đ 20 Đáp số: 7,5 phút
4. G1 S1 a. *Vẽ hình đúng : S I 1đ G a 2 O J S2 * Trình bày cách vẽ : - Nhận xét: Gọi S1 là ảnh của S qua gương 1. Tia phản xạ tại G1 từ I phải có đường kéo dài đi qua S1. 0.5đ Để tia phản xạ tại G2 từ J đi qua được S thì tia phản xạ tại J có đường kéo dài đi qua S2 là ảnh của S1 qua G2.  Cách vẽ: - Lấy S1 đối xứng với S qua G1 - Lấy S2 đối xứng với S1 qua G2 0.5đ Nối S2S cắt G2 tại J, Nối S1J cắt G1 tại I => Nối SI J S => Tia sáng SI J S là tia cần vẽ. G1 b.Vẽ hình, xác định đúng góc  S 1đ  i  i’ N j j’ G2 3 O J - Góc hợp bởi góc hợp bởi tia tới ban đầu và tia phản xạ ra khỏi gương 2 là góc  trên hình vẽ. 1đ Tứ giác OINJ có I Jµ 900 ( IN và JN là hai pháp tuyến của hai gương)
5. Oµ Nµ 1800 Nµ 1800 (1) Xét tam giác INJ có Nµ i j 1800 (2) Từ (1) và (2) ta có = i +j  là góc ngoài của tam giác ISJ =>  = 2(i +j ) = 2 (Đpcm) l 6 60 0,5đ a. Điện trở R2 = 0,4.10 . 120() S 0,2.10 6 b.* Khi K mở: Đoạn mạch gồm : (R1nt R2) // (R3 nt R4) 0.5đ + R1,2 R1 R2 30 60 90() + R3,4 R3 R4 90 120 210() 0,5đ R1,2.R3,4 90.210 R AB 63() R1,2 R3,4 90 210 * Khi K đóng : Do RA 0 => C  D 0.5đ Đoạn mạch gồm : (R1/// R3) nt (R2 // R4) R1.R3 30.90 * RAC 22,5() R1 R3 30 90 R2.R4 60.120 0,5đ 4 * RCD 40() R2 R4 60 120 RAB RAC RCD 22,5 40 62,5() c. Cường độ dòng điện trong mạch : U AB 150 0,5đ I AB I AC I Cb 2,4(A) RAB 62,5 U AC I AC .RAC 2,4.22,5 54(V ) U1 U CB U AB U AC 150 54 96(V ) U 2 Cường độ dòng điện qua các điện trở: U1 54 U 2 96 0.25đ I1 1,8(A) I 2 1,6(A) R1 30 R2 60 Biểu diễn chiều dòng điện lên sơ đồ ban đầu I1 C I2 Ia R1 R2 0.25đ A A B + - R3 K R4 D 0.25đ Xét tại C: Ta thấy : I1 > I2 Nên I1 = I2 + Ia => Ia = I1 – I2 = 1,8 – 1,6 = 0,2(A)
6. Vậy ampekê chỉ 0,2A, dòng điện qua ampekế có chiều từ C xuống D 0.25đ Đáp số: a. 120  b.63  ; 62,5  c. 0,2A Vì điện trở của vôn kế rất lớn nên ta có mạch điện được mắc như sau : [ (R1 nt Rđ) // ( R2 nt R3)] nt R0 0.25 + – R0 Pd U Nên ta có : I2 = I3 và I1 = IĐ = I / / U 0.25 d I R1 M Ñ A 1 = 3 = 0.5 A   + X  B 6 V R2 R3 Hiệu điện thế trên R3 là : UNB = I2.R3 I2 –  5 Ta có : UMB = UĐ = 6V N hay UMN + UNB = 3 + I2.R3 0.25 3 Từ 6 = 3 + I2.R3 suy ra I2.R3 = 3 I2 R 3 3 Mà I = I1 + I2 = 0,5 + (1) R 3 0.25 Mặt khác U = I.R0 + I2(R2+ R3) 3 3 0.25 hay 24 = (0,5 + ).4 + (15 + R3) R 3 R 3 57 0.25 Hay 19 = hay R3 = 3  (2) R3 Thay (2) vào (1) ta có I = 1,5 A UAB = U – I.R0 = 24 – 1.5.4 = 18 V 0.25 U1 = UAB – UĐ = 18 – 6 = 12 V U1 U1 12 0.25 R1 = = 24  I1 U N 0.5