Đề thi học sinh giỏi cấp huyện Vật lí lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Sở GD & ĐT Nghĩa Đàn

ĐỀ CHÍNH THỨC
PHềNG GD & ĐT NGHĨA ĐÀN
Đề thi gồm 01 trang
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9
 NĂM HỌC 2013-2014
MễN VẬT Lí 
Thời gian : 150 phỳt (Khụng kể thời gian giao 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. 2 xe khởi hành trờn cựng 1 điểm trờn đường trũn và đi cựng chiều.
b. 2 xe khởi hành trờn cựng 1 điểm trờn đường trũn và đi ngược chiều nhau.
Cõu 2(3,0 điểm) 
Thả một quả cầu kim loại được nung núng đến 1000C vào một chất lỏng cú nhiệt độ ban đầu 200C thỡ khi cõn bằng nhiệt, nhiệt độ của chỳng là 400C. Hỏi nếu thả thờm một quả cầu giống hệt như vậy (vẫn cú nhiệt độ ban đầu 1000C) vào chất lỏng trờn thỡ nhiệt độ khi cõn bằng nhiệt của chỳng là bao nhiờu? Cho rằng chỉ cú cỏc quả cầu kim loại và chất lỏng trờn trao đổi nhiệt với nhau.
 Cõu 3(5,0 điểm) 
 Cho mạch điện như hỡnh 1: 
Biết R1 = 4, búng đốn Đ: 6V - 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UMN = 10 V (khụng đổi). 
 a. Cho R2 = 6.Tớnh cụng suất tiờu thụ của đốn
 b. Xỏc định R2 để đốn sỏng bỡnh thường.
 c. Xỏc định R2 để cụng suất tiờu thụ trờn R2 là cực đại. Tỡm giỏ trị đú. 
Hỡnh1
Cõu 4 (4,0 điểm)
Cho mạch điện thắp sỏng như hỡnh 2.
 Đốn Đ1 loại 12V- 6W, đốn Đ2 loại 6V- 6W, đốn Đ3 cú cụng suất định mức là 3W, điện trở R1 = 8W. Biết cỏc đốn đều sỏng bỡnh thường. Hóy xỏc định:
Hiệu điện thế định mức của đốn Đ3 và giỏ trị của điện trở R2?
Điện trở tương đương của mạch điện và hiệu suất của mạch điện .
 (Điện năng tiờu thụ trờn đốn là cú ớch)
Hỡnh 2
Cõu: 5 (4,0 điểm)
 Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song cú mặt phản xạ quay vào nhau, cỏch nhau một đoạn d = 12cm. Nằm trong khoảng giữa hai gương cú điểm sỏng O và S cựng cỏch gương M1 một đoạn a = 4cm. Biết SO = h = 6cm.
 a, Hóy trỡnh bày cỏch vẽ một tia sỏng từ S đến gương M1 tại I, phản xạ tới gương M2 tại J rồi phản xạ đến O.
 b, Tớnh khoảng cỏch từ I đến A và từ J đến B. (AB là đường thẳng đi qua S và vuụng gúc với mặt gương)
Lưu ý: Học sinh bảng B khụng phải làm cõu 4b.
..................................HẾT........................................
PHềNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN
HƯỚNG DẪN CHẤM MễN: VẬT LÍ BẢNG A
Năm học: 2013-2014
Cõu
Nội dung
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. 
 (0 < t 50)
C là chu vi của đường trũn là quóng đường đi được của xe đạp trong 1 vũng: Với C = Sxđ = v.t = 50v
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	
	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
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
 b. Khi 2 xe đi ngược chiều.
	Ta có: 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.
0,25
 0,25
0,5
0,25
0,25
2
Gọi m0, C0, m,C lần lượt là khối lượng và nhiệt dung riờng của khối kim loại và chất lỏng. t là nhiệt độ khi cõn bằng nhiệt lần thứ 2
Phương trỡnh cõn bằng nhiệt khi thả quả cầu thứ nhất:
(1)
0,5
0,5
0,5
Phương trỡnh cõn bằng nhiệt khi thả quả cầu thứ 2:
 (2)
0,5
Thay (1) vào (2) ta được:
0,5
0,5
3
a
Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2).
 Rđ = = = 12()	
R2đ = 4 ; RMN = 8
I2đ = I=
Uđ =U2đ = 1,25.4= 5(V)
Pđ = (W)
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
b
Vỡ đốn sỏng bỡnh thường nờn
U2 =Uđ =Uđm = 6V
Iđ = Iđm = = = 0,5 (A)
U1 = UMN –U2 = 10 -6 =4 (V)
I1 = 
I2 = I1 –Iđ = 1,5 -1=0,5 (A)
R2=
Vậy Khi R2 =12 thỡ đốn sỏng bỡnh thường
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
c
Gọi giỏ trị của R2 lỳc này là x 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
-
0,25
4
a
- Do cỏc búng đốn sỏng bỡnh thường nờn cường độ dũng điện chạy qua 
đốn Đ1 và đốn Đ2 lần lượt là:
- Do I2 > I1 nờn dũng điện I3 chạy qua đốn Đ3 cú chiều từ N đến M và cú giỏ trị là: I3 = I2 - I1 = 1 - 
- Hiệu điện thế định mức của đốn Đ3 là: U3 = 
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là:
 UR1 = UAN = UAM + UMN = U1 - U3 = 12 - 6 = 6(V)
- Cường độ dũng điện qua R1 là: IR1 = 
- Cường độ dũng điện chạy qua R2 là: IR2 = IR1 - I3 = 
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R2 là: 
UR2 = UNB = UNM + UMB = U3 + U2 = 6 + 6 = 12(V)
- Giỏ trị của điện trở R2 là : R2 = 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
b
Hiệu điện thế giữa hai đầu A, B của mạch là: 
 UAB = U1 + U2 = 12 + 6 = 18(V)
Cường độ dũng điện chạy trong mạch chớnh là:
 I = I1 + IR1 = 
Điện trở tương đương của mạch là:
 RAB = 
Cụng suất tiờu thụ của toàn mạch điện là: 
 P = UAB.I = 18. = 22,5(W)
Cụng suất cú ớch của mạch bằng tổng cụng suất tiờu thụ của cỏc búng đốn: Pci = P1 + P2 + P3 = 6 + 6 + 3 = 15(W) 
Hiệu suất của mạch điện là:
 H = 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
5
S
A
S1
O1
O
M2
B
H
J
a
a
d
(d-a)
I
M1
- Vẽ đỳng hỡnh, đẹp
Nếu khụng vẽ chiều truyền và phớa
 sau khụng vẽ nột đứt thỡ mỗi ý trừ
 0,25 đ
S
A
S1
O1
O
M2
B
H
J
a
a
d
(d-a)
I
1,0
a
- Lấy S1 đối xứng với S qua gương M1, O1 đối xứng với với O qua gương M2
- Nối S1O1 cắt gương M1 tại I, cắt gương M2 tại J.
- Nối SIJO ta được tia sỏng cần vẽ.
0,5
0,5
0,5
b
- đồng dạng với nờn ta cú:
 hay 
- đồng dạng với nờn ta cú:
0,25
0,5
0,25
0,5
PHềNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHĨA ĐÀN
HƯỚNG DẪN CHẤM MễN: VẬT LÍ BẢNG B
Năm học: 2013-2014
Cõu
Nội dung
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. 
 (0 < t 50);
C là chu vi của đường trũn là quóng đường đi được của xe đạp trong 1 vũng: Với C = Sxđ = v.t = 50v
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	
	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
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
 b. Khi 2 xe đi ngược chiều.
	Ta có: 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.
0,25
 0,25
0,5
0,25
0,25
2
Gọi m0, C0, m,C lần lượt là khối lượng và nhiệt dung riờng của khối kim loại và chất lỏng. t là nhiệt độ khi cõn bằng nhiệt lần thứ 2
Phương trỡnh cõn bằng nhiệt khi thả quả cầu thứ nhất:
(1)
0,5
0,5
0,5
Phương trỡnh cõn bằng nhiệt khi thả quả cầu thứ 2:
 (2)
0,5
Thay (1) vào (2) ta được:
0,5
0,5
3
a
Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2).
 Rđ = = = 12()	
R2đ = 4 ; RMN = 8
I2đ = I=
Uđ =U2đ = 1,25.4= 5(V)
Pđ = (W)
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
b
Vỡ đốn sỏng bỡnh thường nờn
U2 =Uđ =Uđm = 6V
Iđ = Iđm = = = 0,5 (A)
U1 = UMN –U2 = 10 -6 =4 (V)
I1 = 
I2 = I1 –Iđ = 1,5 -1=0,5 (A)
R2=
Vậy Khi R2 =12 thỡ đốn sỏng bỡnh thường
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
c
Gọi giỏ trị của R2 lỳc này là x 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
-
0,25
4
a
- Do cỏc búng đốn sỏng bỡnh thường nờn cường độ dũng điện chạy qua 
đốn Đ1 và đốn Đ2 lần lượt là:
- Do I2 > I1 nờn dũng điện I3 chạy qua đốn Đ3 cú chiều từ N đến M và cú giỏ trị là: I3 = I2 - I1 = 1 - 
- Hiệu điện thế định mức của đốn Đ3 là: U3 = 
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 là:
 UR1 = UAN = UAM + UMN = U1 - U3 = 12 - 6 = 6(V)
- Cường độ dũng điện qua R1 là: IR1 = 
- Cường độ dũng điện chạy qua R2 là: IR2 = IR1 - I3 = 
- Hiệu điện thế giữa hai đầu R2 là: 
UR2 = UNB = UNM + UMB = U3 + U2 = 6 + 6 = 12(V)
- Giỏ trị của điện trở R2 là : R2 = 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
5
S
A
S1
O1
O
M2
B
H
J
a
a
d
(d-a)
I
M1
- Vẽ đỳng hỡnh, đẹp
Nếu khụng vẽ chiều truyền và phớa
 sau khụng vẽ nột đứt thỡ mỗi ý trừ
 0,25 đ
S
A
S1
O1
O
M2
B
H
J
a
a
d
(d-a)
I
1,0
a
- Lấy S1 đối xứng với S qua gương M1, O1 đối xứng với với O qua gương M2
- Nối S1O1 cắt gương M1 tại I, cắt gương M2 tại J.
- Nối SIJO ta được tia sỏng cần vẽ.
0,5
0,5
0,5
b
- đồng dạng với nờn ta cú:
 hay 
- đồng dạng với nờn ta cú:
0,25
0,5
0,25
0,5