Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học 2013 - 2014 môn: Vật lý; Thời gian: 150 phút làm bài

UBND HUYỆN NGHI XUÂN
PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2013 - 2014
Môn: VẬT LÝ; Thời gian: 150 phút làm bài
Câu 1: Hai xe máy A và B chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 2 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 3 km. Nếu xe A đuổi theo xe B thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại giảm đi 50m. Tính vận tốc của mỗi xe.
Câu 2: Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
 a. Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
 b. Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
Câu 3: Một khí cầu có thể tích 12m3 chứa khí hiđrô. Biết rằng trọng lượng của vỏ khí cầu là 100N, trọng lượng riêng của không khí là 12,9N/m3, của khí hiđrô 0,9N/m3.
a. Khí cầu có thể kéo lên trên không một vật nặng bằng bao nhiêu?
	b. Muốn kéo một người nặng 62kg lên thì khí cầu phải có thể tích tối thiểu là bao nhiêu, nếu coi trọng lượng của vỏ khí cầu vẫn không đổi.
Câu 4: Một bình nóng lạnh có ghi 220V - 1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V.
	a. Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó
	b. Tính thời gian để bình đun sôi 11 lít nước từ nhiệt độ 200C, biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K; bỏ qua nhiệt lượng hao phí.
	c. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 40 phút và giá tiền điện là 1500đ/kW.h.
Câu 5:Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 18V luôn không đổi. Biết R1 = 5, R2 = R4 = R5 = 4, R3 = 3. Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. 
a. Khi khoá K mở. Tính điện trở tương đương của mạch và Số chỉ của ampe kế.
b. Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.
A
R3
R2
K
+
-
R1
R5
R4
Hình 2
A
B
---------------Hết---------------
Họ và tên thí sinh:....nguyen thanh thach.........Số báo danh:.....15102001.....
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm!
PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO NGHI XUÂN
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9
NĂM HỌC 2013 – 2014. Môn: Vật lí
Câu 1
3,0 điểm
Điểm
Gọi vận tốc xe 1 và 2 là v1 và v2 (tính bằng m/s).
+ Khi 2 vật đi ngược chiều:
Quãng đường xe 1 và xe 2 đi được trong 2 phút lần lượt là: 
 S1 = 120.v1 (1) và S2 = 120.v2	(2)	
Khoảng cách giữa 2 vật giảm đi 4,2km => S1 + S2 = 3000 (3)
Thay (1), (2) vào (3): 120v1 + 120.v2 = 3000 v1 + v2 = 25 (4)
0,25
 0,5
0,5
0,5
+ Khi xe 1 đuổi theo xe 2: = 10.v1 (5) và = 10.v2 (6)
Khoảng cách giữa chúng giảm 50 m => = 50 (7)
Thay (5), (6) vào (7) : 10v1 - 10.v2 = 50 v1 – v2 = 5 (8)
Từ (4) và (8) suy ra: v1 = 15m/s; v2 = 10m/s.
0,25
0,25
0,25
0,5
Câu 2
4 điểm (a: 2đ và b: 2đ)
a
2 điểm
+ Vẽ hình:
1,0
+ Cách vẽ:
- Lấy S1 đối xứng với S qua G1
- Lấy S2 đối xứng với S qua G2 
 - Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J 
 - Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ.
0,25
0,25
0,25
0,25
b
2 điểm
 Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K 
Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông là: và ; có góc:= 600 Do đó góc còn lại IKJ = 1200
 Suy ra: Trong JKI có: + = 600 
Mà các cặp góc tới và góc phản xạ: = =
 + ++ = 1200
0,25
0,50
0,25
0,25
0,25
Xét SJI có tổng 2 góc: + = 1200
Do vậy: ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ)
0,5
Câu 3
4 điểm (a: 2 đ; b:2đ)
a
2 điểm
Trọng lượng của khí hiđrô trong khí cầu:
 PH = dH . V = 0,9 . 12 = 10,8 (N)
Trọng lượng của khí cầu và người:
 P = Pv + PH = 100 + 10,8 = 110,8 (N)
Lực đẩy Acsimét tác dụng lên khí cầu: 
 FA = dkk . V = 12,9 . 12 = 154,8(N)
Trọng lượng tối đa của vật mà khí cầu có thể kéo lên là: 
 P’ = FA – P = 44(N)
Vậy khí cầu có thể kéo một vật có khối lượng: m = = 4,4 (kg)
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
B
2 điểm
Gọi Vx là thể tích của khí cầu khi kéo người. 
Trọng lượng của khí hiđrô trong khí cầu: P’H = dH . Vx 
Trọng lượng của người là: PN = 10. 62 = 620 (N)
Trong lượng của khí cầu và người: Pv + P’H + PN
Lực đẩy Acsimét tác dụng lên khí cầu: F’A = dkk . Vx 
Muốn bay lên được thì hợp lực tác dụng vào khí cầu phải thỏa điều kiện: 	F’A Pv + P’H + PN ó dkk . Vx 100 + dH . Vx + 620
	Vx(dkk – dH) 720 =>	Vx 60 m3
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu 4
3 điểm (a: 1,0đ; b: 1đ; c: 1đ)
a
1 điểm
Cường độ dòng điện qua bình: I = = = 5A
1.0
b
1điểm
Thời gian đun sôi 11 lít nước ở 200C: Q = m.C. = P.t 
=> t =/P = 4200.11.80:1100 = 3360 (s)= 56 (phút) 
0,5
0,5
c
1 điểm
Điện năng tiêu thụ trong một tháng: 
Q = P.t 30 = 1,1.30 = 22 (kW.h)
Tiền điện phải trả trong một tháng: S = 22 .1500 = 33000 (đồng)
0,5
0,5
Câu 5
6 điểm
a
2,5 điểm
+ Khi K mở ta có: {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 
+ Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = 8
+ Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = 8
+ Điện trở R1234 = R13.R24: (R13 + R24 )= 4
+ Điện trở tương đương cả mạch: RAB = R5 + R1234 = 4 + 4 = 8
+ Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I = U/Rtd = 2,25A
+ U1234 = I.R1234 = 12 V
+ Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 12V
+ Cường độ dòng điện qua R24 : I24 = U24/R24 = 1,125A
+ Vậy dòng qua Ampe kế là: IA = I24 = 1,125A
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
b
3,5
điểm
 Khi K mở, sơ đồ mạch điện: R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)]
Cường độ dòng điện qua cả mạch:
 (1) 
0,25
0,25
Vì R13 // Rxy nên :
 hay 
 (2) 
0,5
Từ (1) và (2) suy ra: 
Biến đổi Rx + Ry = 12 (3)
Từ (3) 0 < Rx; Ry < 12 (4) 
0,25
0,25
Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry)
Cường độ dòng điện trong mạch chính: 
Vì R1 // Rx nên: ó hay (6) 
Từ (5),(6)=>
6Rx2 – 128Rx + 666 = 0
0,5
0,25
0,25
Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm 
 Rx1 = 12,33 W và Rx2 = 9 W 
Theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9
 Suy ra Ry = 12 – Rx = 12 – 9 = 3
 Vậy Rx= 9; Ry = 3.
0,25
0,5