Đáp án đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh Vật lí lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Sở GD & ĐT Phú Thọ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
PHÚ THỌ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2016 - 2017
MÔN: VẬT LÝ 
(Hướng dẫn chấm có 05 trang)
Phần trắc nghiệm khách quan (10,0 điểm)
Câu
Đáp án
Câu
Đáp án
Câu
Đáp án
Câu
Đáp án
1
D
6
B
11
C
16
B
2
A
7
A,C
12
A
17
A,C
3
B, D
8
B
13
D
18
D
4
D
9
D
14
B
19
C,D
5
C
10
A
15
A,B
20
C
II. Phần tự luận (10,0 điểm)
Câu
Nội dung
Điểm
1
(2,5điểm)
Câu 1: Hai xe ô tô xuất phát từ hai bến A và B. Xe thứ nhất xuất phát lúc 
6 giờ để đi từ A đến B, xe thứ hai xuất phát lúc 7 giờ để đi từ B đến A thì chúng gặp nhau lúc 9 giờ. Hỏi chúng đến nơi lúc mấy giờ. Biết, nếu xe thứ nhất xuất phát lúc 8 giờ và xe thứ hai xuất phát lúc 7 giờ vẫn với vận tốc như cũ thì chúng gặp nhau lúc 9 giờ 48 phút. Coi chuyển động của hai xe là chuyển động đều. 
Giả sử hai xe gặp nhau tại C, thời gian chuyển động từ A tới C và từ B đến C của xe thứ nhất và xe thứ hai trong trường hợp đầu là 3(h) và 2(h), còn trong trường hợp sau là 1,8(h) và 2,8(h)
0,25
Gọi lần lượt là vận tốc của hai xe, theo đề bài ta có:
 (1)
 (2)
0,25
Từ (1) và (2) ta có: (3)
0,25
Tính thời gian chuyển động của mỗi xe:
 (4)
0,5
Thay (3) vào (4) ta có: 
0,25
Tương tự: (5)
0,5
Thay (3) vào (5) ta có: 
0,25
Vậy xe xuất phát từ A sẽ đến B vào lúc 6+6 = 12 giờ
Còn xe xuất phát từ B sẽ đến A vào lúc 7+4 = 11 giờ
0,25
2
(1,5điểm)
Câu 2: Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m ở nhiệt độ
 t1 = 230C, cho vào nhiệt lượng kế một khối lượng m (kg) nước ở nhiệt độ t2. Sau khi hệ cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 90C. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với nước) ở nhiệt độ t3 = 450C. Khi có cân bằng nhiệt lần hai, nhiệt độ của hệ lại giảm 100C so với nhiệt độ cân bằng lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là C1 =900J/(kg.K) và C2 = 4200 J/(kg.K). Bỏ qua mọi mất mát nhiệt khác.
a) Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là t, ta có:
mC1 (t – t1) = mC2(t2 – t) (1)
0,25
Mà t = t2 – 9, t1 = 230C, C1 =900J/(kg.K), C2 = 4200 J/(kg.K
0,25
(1) 
0,25
, Vậy 
0,25
Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ hai, nhiệt độ cân bằng của hệ là , ta có:
 (2) (C là nhiệt dung của chất lỏng đổ thêm vào). Mà 
0,25
Vậy nhiệt dung riêng của chất lỏng đổ thêm vào là C = 2550J/(kg.K)
0,25
3
(2,0điểm)
Câu 3: Một vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, sao cho điểm B nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính một khoảng BO = a. Nhận thấy rằng nếu dịch vật đi một khoảng b = 5 cm lại gần hoặc ra xa thấu kính thì đều được ảnh có độ cao bằng ba lần vật, trong đó một ảnh cùng chiều và một ảnh ngược chiều với vật. Không dùng công thức thấu kính, hãy xác định khoảng cách a và vị trí tiêu điểm của thấu kính.
B2
B1
O
A2
 
I
F'
0,5
Kí hiệu vị trí của vật khi lại gần thấu kính là và khi ra xa thấu kính là . Vẽ đường đi các tia sáng để tạo ảnh của vật ứng với các vị trí đặt vật nói trên. Ta được các ảnh và như hình vẽ.
Xét hai tam giác đồng dạng và , ta có: 
0,25
Xét hai tam giác đồng dạng và , ta có: 
0,25
Xét hai tam giác đồng dạng và , ta có: 
0,25
Kí hiệu , suy ra . Vậy và 
0,25
Thay các giá trị này vào (1) và (2) ta được: và 
0,25
Do đó . Vậy tiêu điểm F nằm cách thấu kính 15 cm.
Điểm B nằm cách đều B1 và B2 một khoảng là 5cm. Thay f = 15cm vào ta được OB1 = 10cm. 
Vậy vị trí ban đầu OB = a = 10 + 5 = 15cm. Điểm B trùng với tiêu điểm trước của thấu kính.
0,25
4
(4,0điểm
R3
C
R2
A
D
M
N
R1
K
A
B
Câu 4: Cho mạch điện như hình vẽ bên. Đặt vào hai điểm A, B một hiệu điện thế không đổi U = 6V. 
Các điện trở R1 = 1,5Ω, R2 = 3Ω, bóng đèn có điện trở R3 = 3 Ω, RCD là một biến trở con chạy. 
Coi điện trở bóng điện không thay đổi theo nhiệt độ, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể.
a) Khóa K đóng, dịch chuyển con chạy đến khi M trùng C thì đèn sáng bình thường. Xác định số chỉ ampe kế, hiệu điện thế và công suất định mức của đèn.
b) Khóa K mở, dịch chuyển con chạy M đến vị trí sao cho RCM = 1Ω thì cường độ dòng điện qua đèn là . Tìm điện trở của biến trở.
c) Thay đổi biến trở ở trên bằng một biến trở khác có giá trị điện trở là 16Ω. Đóng khóa K, xác định vị trí con chạy M để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị lớn nhất
A
B
R2
R3
R1
a) Khi K đóng, di chuyển con chạy M trùng C. Mạch gồm (R2//R3) nt R1.
0,25
Ta có: 
Cường độ dòng điện mạch chính: 
Ta có: 
Hiệu điện thế định mức của bóng đèn là 
0,25
Công suất định mức của đèn: 
0,25
Số chỉ ampe kế: 
0,25
R3
RMD
R2
R1
A
RCM
M
N
B
b) Khi K mở mạch như hình vẽ:
0,25
Đặt RMD = x; Ta có:
Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:
0,25
Cường độ dòng điện trong mạch chính: 
0,25
Ta có: 
0,25
0,25
Vậy: 
0,25
c) Mạch điện được vẽ lại như hình vẽ:
R2
R1
A
RCM
M
N
B
R3
RMD
0,25
Đặt điện trở đoạn mạch AM là y (y>0).
Đặt điện trở đoạn mạch AN là: 
Đặt điện trở đoạn mạch AB là: 
0,25
Cường độ dòng điện trong mạch chính là: 
Ta có: 
0,25
Công suất tỏa nhiệt trên biến trở:
0,25
Để công suất trên biến trở đạt giá trị lớn nhất thì đạt giá trị nhỏ nhất. Áp dụng bất đẳng thức Cô-si: 
Dấu “ = ” xảy ra khi và chỉ khi: 
0,25
Mà: 
Ta có: 
Khi con chạy M ở chính giữa biến trở thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị cực đại
0,25
Chú ý : 
 + Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.
 + Nếu thiếu 1 đơn vị trừ 0,25 đ nhưng không trừ quá 0,5đ mỗi bài.