Đề 2 thi chọn học sinh giỏi cấp huyện lớp 9 năm học 2011 - 2012 môn : Vật lý

Phòng Giáo dục và đào tạo phù ninh
Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện lớp 9 
Năm học 2011 - 2012
Môn : Vật lý
Ngày thi: 25 tháng 11 năm 2011
Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian giao đề)
 Câu 1: (4 điểm ) Cùng một lúc, có hai người cùng khởi hành từ A để đi trên quãng đường ABC (với AB = 2BC). Người thứ nhất đi trên quãng đường AB với vận tốc 12km/h, quãng đường BC với vận tốc 4km/h. Người thứ hai đi quãng đường AB với vận tốc 4km/h, quãng đường BC với vận tốc 12km/h. Người nọ đến trước người kia 30 phút. Ai đến sớm hơn? Tìm chiều dài quãng đường ABC.
 Câu 2: (3 điểm ) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng chứa nước ở nhiệt độ của phòng 250C thì thấy khi cân bằng nhiệt độ của nước trong thùng là 700C. Nếu đổ lượng nước sôi trên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biết rằng lượng nước sôi đổ vào thùng gấp 2 lần lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường
 Câu 3 : (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ.
 Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi là U = 33V. Bốn bóng đèn như nhau và có ghi 6V-12W. Một biến trở có ghi 15Ω - 6A, điện trở R = 4Ω.
 a. Nếu di chuyển con chạy đến vị trí N, các bóng đèn sẽ sáng như thế nào? Tại sao?
 b. Muốn cho các bóng đèn sáng bình thường phải di chuyển con chạy về phía nào? Tìm điện trở của biến trở khi đó.
B
Đ2
Đ1
Đ4
Đ3
R
A
N
M
 c. Đặt con chạy ở vị trí M có được không? Tại sao?
 Câu 4. (5 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ.
 Hiệu điện thế đặt vào mạch UAB = 7V không đổi. Các điện trở R1 = 2W, R2 = 3W, đèn có điện trở R3 = 3W. RCD là biến trở con chạy. 
Ampe kế, khóa K và dây nối có điện trở không đáng kể.
 a. K đóng, dịch chuyển con chạy trùng với C, đèn sáng bình thường. Xác định số chỉ am pe kế, hiệu điện thế và công suất định mức của đèn.
 b. K mở, di chuyển con chạy M đến vị trí sao cho RCM = 1W thì cường độ dòng điện qua đèn là 0,5A. Tìm điện trở của biến trở RCD.
 c. Đóng khóa K, công suất tiêu thụ trên R2 là 0,75W. Xác định vị trí con chạy M và tính số chỉ ampe kế khi đó.
R3
N
_
+
U
X
M
A
B
C
D
K
A
R2
R1
.
S
B
C
A
60o
 Câu 5: ( 4 điểm ) Hai gương phẳng giống nhau AB và AC được đặt hợp với nhau một góc 600, 
mặt phản xạ hướng vào nhau sao cho tam giác ABC là tam giác đều. Một nguồn sáng điểm S di chuyển trên cạnh BC. Ta chỉ xét trong mặt phẳng hình vẽ. Gọi S1 là ảnh của S qua AB, S2 là ảnh của S1 qua AC.
 a. Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S, phản xạ lần lượt trên AB, AC rồi đi về S. Chứng tỏ rằng độ dài đó bằng SS2;
 b. Với vị trí nào của S trên BC để tổng đường đi của tia sáng trong câu a là bé nhất?
...........hết..........
Họ và tên thí sinh:................................................... Số báo danh :................Phòng thi.................
Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
Phòng GD & ĐT Phù ninh
Hướng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi cấp huyện
năm học 2011 - 2012
 Môn : vật lý
Câu 1 : ( 4 điểm )
Thời gian người thứ nhất đi quãng đường ABC là :
 t1 = + = + = 
1đ
Thời gian người thứ hai đi quãng đường ABC là :
 t2 = + = + = 
1đ
Ta thấy t2 > t1 nên người thứ nhất đến sớm người thứ hai là 30 phút = 0,5h
0,5đ
Vậy ta có : 
t2 - t1 = - = 0,5 BC = 3km AB = 2BC = 6km
1đ
Ta được quãng đường ABC dài 9km.
0,5đ
Câu 2: ( 3 điểm )
Gọi khối lượng và nhiệt dung riêng của nước trong phòng là m , c ; của thùng là m1 , c1
 ( m , c , m1 , c1 > 0 ) 
0,5đ
Theo bài ra ta có khối lượng nước sôi là 2m (kg)
Khi đổ 1 lượng nước sôi vào thùng nước ta có : Qtỏa = Qthu
1đ
 2mc(t2 - tcb1) = m1c1( tcb1 - t1) + mc (tcb1 - t1)
 2mc (100 -70 ) = m1c1(70 -25 ) + mc (70 - 25 )
 60mc = 45m1c1 + 45mc
 15mc = 45m1c1 mc = 3m1c1 ( *)
Khi đổ 1 lượng nước sôi vào thùng không chứa nước thì ta có : Qtỏa = Qthu
1đ
 2mc(t2 - tcb2) = m1c1( tcb2 - t1) 
 2mc (100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25) Thay (*) vào ta được :
 2.3m1c1(100 - tcb2) = m1c1( tcb2 - 25)
 600 - 6 tcb2 = tcb2 - 25
 tcb2 89,30 .Vậy nhiệt độ của nước khi cân bằng là 89,30
0,5đ
Câu 3 : ( 4điểm )
a. (1.5đ)
 - Điện trở của đèn: Rd = ==3 
0,25đ
- Điện trở tương đương của đoạn mạch AB:
RAB = Rb ++R= Rb+Rđ + R = 15 + 3 + 4 = 22
0,5đ
- Cường độ dòng điện qua mạch: I = = = 1,5A
0,25đ
- Vì các bóng đèn giống nhau, nên cường độ dòng điện qua bóng đèn :
I12 = I34 = = = 0,75A
0,25đ
- Cường độ dòng điện định mức qua đèn :
 Iđm = = = 2A Ta thấy I12 < Iđm nên đèn sáng yếu.
0,25đ
b. (1.5đ) - Đèn sáng bình thường thì : I12 = I34 = 2A
0,5đ
- Cường độ dòng điện qua mạch: I’AB = I12 + I34 = 2 + 2 = 4A
- Điện trở tương đương của đoạn mạch AB :
R’AB = Rb + Rđ + R = = = 8,25
 Rb = 8,25 - Rđ - R = 8,25 - 3 - 4 = 1,25 
Vậy phải dịch chuyển con chạy về phía M
1đ
c.(1đ) Khi đặt con chạy ở vị trí M thì RMN không tham gia vào mạch điện nên ta có:
 Cường độ dòng điện qua mạch :
 I”AB = = = 4,71A
0,5đ
- Cường độ dòng điện qua bóng đèn : I’’12 = I’’34 = = 2,4A
Ta thấy : I’’12 > Iđm : đèn quá sáng dễ bị hỏng Không nên đặt con chạy ở vị trí M
0,5đ
Câu 4: ( 5 điểm )
a. ( 1,5đ)
- Khi k đóng di chuyển con chạy trùng với C. Mạch điện gồm : ( R2 // R3 ) nt R1
R2
R1
B
A
R3
0,25đ
- Điện trở tương đương của mạch điện : Rtđ = + R1 = + 2 = 3,5
0,25đ
- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính : IAB = = = 2A
0,25đ
- Hiệu điện thế hai đầu đèn : Uđ = I . = 2.1,5 = 3V Uđm = Uđ = 3V
0,25đ
- Công suất định mức của đèn : P = = = 3W
0,25đ
- Số chỉ của Ampe kế : IA = I2 = = = 1A.
0,25đ
b. (1,5đ)
- Khi K mở mạch điện gồm : 
R2
A
B
R1
RCM
N
M
X
R3
RMD
0,25đ
 Rtđ = RCM + + R1 = 1 + +2 = 3 + 
 Rtđ = 
0,25đ
- Cường độ dòng điện qua mạch chính : I = = 
- Hiệu điện thế hai đầu R2 : 
 U2 = I.= . = 
0,25đ
0,25đ
- Cường độ dòng điện qua đèn : 
 Iđ = == 0,5A RMD = 2,5
0,25đ
 Vậy RCD = RCM + RMD = 2,5 + 1 = 3,5
0,25đ
c. ( 2đ)
- Khi K đóng mạch điện gồm : 
RCM
R2
M
A
B
R1
N
RDM
X
R3
0,25đ
- Gọi RDM = x ( 0 ) RCM = 3,5 - x 
- Ta có điện trở RAM = = 
 RAN == 
RAB = + 2 = 
0,25đ
 IAB = I2 = .
 = = (1)
0,25đ
Ta lại có : I2 == = = 0,5 A (2)
0,25đ
Từ (1) và (2) ta có : = 0,5 A -5x2+ 17,5x + 73,5 = 147 
0,25đ
 -5x2+ 17,5x - 73,5 = 0 x = 1,75 
0,25đ
Vậy khi RCM = RDM = 1,75 hay con chạy M nằm ở trung điểm CD thì PR2 = 0,75W.
0,25đ
- Số chỉ của Ampe kế : IA = ICM = = = 0,25A.
0,25đ
Câu 5 : (4 điểm )
- HS nêu được cách dựng cho 0.5điểm
- Vẽ hình đúng cho 0,5 điểm
a. ( 2đ) - S1 là ảnh của S qua gương AB S1 đối xứng với S qua AB
0.5đ
 - S2 là ảnh của S qua gương AB S2 đối xứng với S1 qua AC
 Ta nối S2 với S cắt AC tại J, nối J với S1 cắt AB tại I
 SI, IJ, JS là ba đoạn của tia sáng cần dựng
 Tổng độ dài ba đoạn : SI + IJ + JS = S1I + IJ + JS = S1J + JS = S2J + JS = S2S
 ( Đối xứng trục )
1đ
 Vậy SI + IJ + JS = SS2 ( đpcm)
J
I
H
S1
S2
A
B
C
S
	 ( 0.5đ)
b.( 2đ) Tìm vị trí của S trên BC để SS2 nhỏ nhất
 Ta có : S1AS = 2S1AB (1)
0.25đ
 S1AS2 = 2S1AC ( 2)
Lấy (2) - (1) ta được: S1AS2 - S1AS = 2(S1AC - S1AB) 
 SAS2 = 2SAB 
 SAS2 = 1200
0.5đ
Từ A kẻ đường cao AH ( vuông góc S2S)
Xét cân SAS2 tại A có A = 1200 ASS2 = AS2S =300
 SS2 = 2SH = 2. = SA. 
0.75đ
 SS2 nhỏ nhất SA nhỏ nhất AS là đường cao của đều ABC 
 S là trung điểm của BC.
0.5đ
Ghi chú : - Nếu đáp số nào thiếu hoặc sai đơn vị thì trừ một phần hai số điểm ứng với đáp số đó nhưng toàn bài không trừ quá 0,5 điểm
 - Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.