Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường Vật lí lớp 9 - Năm học 2015-2016

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VềNG TRƯỜNG, NĂM HỌC: 2015-2016
Đề thi mụn: Vật lý 9
Thời gian: 120 phỳt (khụng kể thời gian phỏt đề)
________________
Cõu 1 (4 điểm): Một xe mỏy và một xe đạp cựng chuyển động trờn một đường trũn với vận tốc khụng đổi. Xe mỏy đi một vũng hết 10 phỳt, xe đạp đi một vũng hết 50 phỳt. Hỏi khi xe đạp đi một vũng thỡ gặp xe mỏy mấy lần. Hóy tớnh trong từng trường hợp:
a. Hai xe khởi hành trờn cựng 1 điểm trờn đường trũn và đi cựng chiều?
b. Hai xe khởi hành trờn cựng 1 điểm trờn đường trũn và đi ngược chiều nhau?
Cõu 2 (4 điểm): Cú hai bỡnh cỏch nhiệt, bỡnh 1 chứa 10kg nước ở nhiệt độ 600C. Bỡnh 2 chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta rút một lượng nước ở bỡnh 1 sang bỡnh 2, khi cú cõn bằng nhiệt lại rút lượng nước như cũ từ bỡnh 2 sang bỡnh 1. Khi đú nhiệt độ bỡnh 1 là 580C.
	a. Tớnh khối lượng nước đó rút và nhiệt độ của bỡnh thứ hai?
	b. Tiếp tục làm như vậy nhiều lần, tỡm nhiệt độ mỗi bỡnh?
Cõu 3 (4 điểm): Trong một căn phũng khoảng cỏch giữa hai bức tường là L và chiều cao tường là H cú treo một gương phẳng trờn một bức tường. Một người đứng cỏch gương một khoảng bằng d để nhỡn gương. Độ cao nhỏ nhất của gương là bao nhiờu để người đú nhỡn thấy cả bức tường sau lưng mỡnh.
Cõu 4 (4 điểm): 
 Cho mạch điện (như hỡnh vẽ) cú: 
R1= R2= R3= 40, R4 = 30, ampe kế chỉ 0,5A.
a.Tỡm cường độ dũng điện qua cỏc điện trở, qua mạch chớnh.
b. Tớnh U
c. Giữ nguyờn vị trớ cỏc điện trở, hoỏn vị ampe kế và nguồn điện U, thỡ ampe kế chỉ bao nhiờu? Trong bài toỏn này coi ampe kế là ampekế lớ tưởng.
Cõu 5 (4 điểm):
Cho mạch điện như hỡnh vẽ: Biết R1 = 4, búng đốn Đ: 6V - 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UMN = 10 V (khụng đổi). 
 a. Xỏc định R2 để đốn sỏng bỡnh thường.
 b. Xỏc định R2 để cụng suất tiờu thụ trờn R2 là cực đại. Tỡm giỏ trị đú. 
 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VềNG TRƯỜNG, NĂM HỌC: 2015-2016
Hướng dẫn chấm mụn: Vật lý 9
Thời gian: 150 phỳt (khụng kể thời gian phỏt đề)
Cõu
Đỏp ỏn
Điểm
1
Gọi vận tốc của xe đạp là v đ vận tốc của xe mỏy là 5v 
Gọi t là thời gian tớnh từ lỳc khởi hành đến lỳc 2 xe gặp nhau. 
đ (0 < t 50); gọi C là chu vi của đường trũn.
a. Khi 2 xe đi cựng chiều.
	Quảng đường xe mỏy đi được: S1 = 5v.t	 
	Quảng đường xe đạp đi được: S2 = v.t	 
	Ta cú: S1 = S2 + n.C
	Với C = 50v; n là lần gặp nhau thứ n, n N*
đ 5v.t = v.t + 50v.n Û 5t = t + 50n Û 4t = 50n Û t = 	 
	Vỡ 0 < t 50 đ 0 < 50 Û 0 < 1	 
	Û n `= 1, 2, 3, 4. Vậy 2 xe sẽ gặp nhau 4 lần
b. Khi 2 xe đi ngược chiều.
	Ta cú: S1 + S2 = m.C (m là lần gặp nhau thứ m, mẻ N*)	 
	đ 5v.t + v.t = m.50v	 
	Û 5t + t = 50m Û 6t = 50m Û t = m 
Vỡ 0 < t 50 đ 0 <m 50	 
Û 0 < 1 Û m = 1, 2, 3, 4, 5, 6. Vậy 2 xe sẽ gặp nhau 6 lần.
0,5
 0,5
0,5
 0,5
0,5
0,5
0,5
 0,5
2
a) Gọi khối lượng nước rút là m(kg); nhiệt độ bỡnh 2 là t2 ta cú:
Nhiệt lượng thu vào của bỡnh 2 là:	Q1 = 4200.2(t2 – 20)	
Nhiệt lượng toả ra của m kg nước rút sang bỡnh 2:	Q2 = 4200.m(60 – t2)
Do Q1 = Q2, ta cú phương trỡnh:
4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2)
 => 2t2 – 40 = m (60 – t2)	 (1)
ở bỡnh 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ:
	Q3 = 4200(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m)	 
Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bỡnh 2 rút sang là;
	Q4 = 4200.m(58 – t2)	
Do Q3 = Q4, ta cú phương trỡnh:
	4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2)	 
 => 2(10 - m) = m(58 – t2)	 (2)	
Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trỡnh:
Giải hệ phương trỡnh tỡm ra t2 = 300 C; m = 
b) Nếu đổ đi lại nhiều lần thỡ nhiệt độ cuối cựng của mỗi bỡnh gần bằng nhau và bằng nhiệt độ hỗn hợp khi đổ 2 bỡnh vào nhau.	 
gọi nhiệt độ cuối là t ta cú: Qtoả = 10. 4200(60 – t)	
Qthu = 2.4200(t – 20); Qtoả = Qthu => 5(60 – t) = t – 20
	=> t 53,30C
0,25
0,25
 0,25
0,25
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
3
Dựng B’C’ là ảnh của BC qua gương. Để người quan sỏt nhỡn thấy cả bức tường sau gương thỡ mắt phải đồng thời nhỡn thấy ảnh B’ và C’. Muốn vậy mắt M phải đún nhận được cỏc tia phản xạ từ gương của cỏc tia tới xuất phỏt từ B và C. Gọi I, K lần lượt là giao điểm của B’M và C’M với AD. Do đú chiều cao nhỏ nhất của gương là đoạn IK.
Ta cú NKM ~ DKC’ (g – g) (1)
 NMI ~ AB’I (g – g) (2)
Từ (1) và (2) , ỏp dụng tớnh chất dóy tỷ số bằng nhau ta được: 
Vậy chiều cao nhỏ nhất của gương: 
1
1
0,5
0,5
0,5
0,5
4
a. Tớnh cường độ dũng điện :
Do R1 = R2 và mắc // với nhau nờn I1 = I2 (1)
R123 = 
 = = 60; R4 = 30 
 I4 = 2 I123 = 2 I12 = 2.( I1 + I2 ) (2)
Số chỉ của ampe kế : IA = I2 + I4 = 0,5 A (3)
 Từ (1) (2) (3) ta cú: 	I1 = 0,1 A 	I3= 0,2 A 	0,25đ
	I2 = 0,1 A	I4= 0,4 A	0,25đ
	 ITĐ = 0,6 A
b. Hiệu điện thế : U = I4 . R4 = 0,4 . 30 = 12 V
c. Hoỏn đổi vị trớ ampe kế và nguồn U : 
Ta cú : IA = I3 + I4
I4 = A
I3 = 0,1 A	
 IA = 0,5 A
0,5
0,5
0,5
1
0,5
0,5
0,5
5
Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2).
Từ CT: P = đ Rđ = = = 12()	đ Iđ = = = 0,5 (A)
a. Để đốn sỏng bỡnh thường đ Uđ = 6v, Iđ = 0,5(A).
 Vỡ Rđ // R2 đ RAB = ; UAB = Uđ = 6v.	
 đ UMA = UMN – UAN = 10 – 6 = 4v
Vỡ R1 nt (Rđ // R2) đ = = = đ 3RMA = 2RAN.	đ = 3.4 đ 2.R2 = 12 + R2 đ R2 = 12	 	Vậy để đốn sỏng bỡnh thường R2 = 12 
b. 	Vỡ Rđ // R2 đ R2đ = đ Rtđ = 4 + = 
ỏp dụng định luật ễm: I = = .	
Vỡ R nt R2đ đ IR = I2đ = I = đ U2đ = I.R2đ = 
ỏp dụng cụng thức: P=đP2 = == 
Chia cả 2 vế cho R2 đ P2 = 
 Để P2 max đ đạt giỏ trị nhỏ nhất
 đ đạt giỏ trị nhỏ nhất
ỏp dụng bất đẳng thức Cụsi ta cú: 
 + 162.R2 2. = 2.48.16 
đ P2 Max == 4,6875 (W).	
Đạt được khi: = 162.R2 đ R22 = = 32 đ R2 = 3 	
Vậy khi R2 = 3 thỡ cụng suất tiờu thụ trờn R2 là đạt giỏ trị cực đại.
0,25
0,25
0,25
0,25
 0,5
 0,25
 0,25
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25