Đề và đáp án thi chọn học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9

ĐỀ CHÍNH THỨC 
Bài 1:(2,5 điểm)
Ba người đi xe đạp từ A đến B với các vận tốc không đổi. Người thứ nhất và người thứ hai xuất phát cùng một lúc với vận tốc tương ứng là v1=10km/h và v2 =12km/h. Người thứ ba xuất phát sau hai người nói trên 30 phút và sau khi đuổi kịp người thứ nhất 1 giờ thì đuổi kịp người thứ hai. Tìm vận tốc của người thứ ba.
O
896
70752
2
0C
J
-2
Bài 2:(2,5 điểm)
	Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong ca nhôm theo nhiệt lượng cung cấp được cho trên đồ thị bên. Tìm khối lượng nước đá và khối lượng ca nhôm.
Cho Cnước = 4200 J/Kg.độ; 
Cnước đá =1800J/Kg. độ;
Cnhôm=880J/Kg.độ; 
lnước đá=3,4.105J/Kg.
V
A
A
B
R1
M
N
D
+
-
C
Bài 3:(2,5 điểm)
 Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 8V; R1 = 2; Điện trở ampe kế RA = 0; Điện trở vôn kế RV vô cùng lớn; RMN = 8. 
Con chạy đặt ở vị trí nào thì ampe kế chỉ 1A. Lúc này vôn kế chỉ bao nhiêu?
Bài 4: (2,5 điểm)	
Hai gương G1, G2 có mặt phản xạ hướng vào nhau hợp với nhau góc a như hình vẽ dưới.
G1
G2
S
I
O
a
J
a
G1
G2
S
I
O
J
a. Tia tới SI song song với G2 lần lượt phản xạ qua G1, G2. Tia phản xạ G2 song song với G1.
b. Tia tới SI song song với G2 lần lượt phản xạ qua G1, G2, G1, G2, G1. Tia phản xạ G1 (lần cuối) trùng với tia IS.
Tính số đo góc a trong mỗi trường hợp trên.
HƯỚNG DẪN CHẤM 
Bài 1: (2.5 điểm) 
Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất cách A 5 km, người thứ hai cách A 6km 
0,25
Gọi v là vận tốc người thứ ba ( v > v1 và v > v2), t1 và t2 là thời gian từ khi người thứ ba xuất phát cho đến khi gặp người thứ nhất và người thứ hai ta có: 
 vt1=5+10t1 
0,50
 vt2=6+12t2 
0,50
Theo đề bài : t2-t1= 1 nên:
	 - = 1 
0,50
 Þ v2 - 23v + 120 = 0
Giải phương trình được: v = 15 hoặc v = 8
0,50
Nghiệm cần tìm phải lớn hơn v1, v2 nên ta có v = 15 (km/h) 
0,25
Bài 3: (2.5 điểm) 
- Vì điện trở của ampe kế Ra = 0 nên:
	UAC = UAD = U1 = I1R1. = 2.1 = 2 (V)
0,50
V
C º D
A
AºM
BºN
R1
Rx
Gọi điện trở phần MD là x (x³ 0) thì: 	
-;
0,25
-
0,25
-
0,25
-
0,25
-
0,25
- Giải được x = ±4.
0,25
- Þ x = 4 Þ Con chạy ở chính giữa MN
0,25
- Chỉ số vôn kế bằng UDN = (V)
0,25
(Hoặc UDN = UAB - UAD = 8 - 2 = 6 (V)).
Bài 2: (2.5 điểm) 
Gọi x, y lần lượt là khối lượng nước đá, ca nhôm. Ta có:
- Nhiệt lượng tăng nhiệt độ nước đá từ -20 lên 00: 1800. 2x
0,25
- Nhiệt lượng tăng nhiệt độ ca nhôm từ -20 lên 00: 880. 2y
0,25
- Lập được phương trình: 1800. 2x + 880.2y = 896 	(1)
0,50
- Nhiệt lượng tăng nhiệt độ nước đá từ 00 lên 20: 4200. 2x
0,25
- Nhiệt lượng tăng nhiệt độ ca nhôm từ 00 lên 20: 880. 2y
0,25
- Nhiệt lượng nóng chảy nước đá: 3,4. 105.x
0,25
- Lập được phương trình: 4200.2x + 880.2y + 3,4. 105.x = 70752- 896	(2)
0,50
G1
G2
S
I
O
- Giải hệ (1) và (2) được: x = 0,2	y = 0,1 và kết luận.
0,25
G1
G2
S
I
O
J
Bài 4: (2.5 điểm) 
1
2
2
1
J
3
K
2
2
1
1
- Có ÐI1 = ÐI2 theo tính chất của gương phẳng.
- Có ÐI1 = ÐO (SI// G2) Þ ÐO = ÐI2.
- Tương tự ÐO = ÐJ1
- ÞD OIJ đều Þ a = 600.
- Chứng tỏ ÐO = ÐI2 như câu a).
- Kẻ pháp tuyến tại J có ÐJ1=ÐJ2.
- Chứng tỏ JK vuông góc với G1.
- ÐJ1 = ÐO (Cùng phụ với J3)
- ÐJ1+ÐJ2+ÐI2 = 900 Þ 3ÐÔ = 900 
- Þ ÐÔ = 300 hay a = 300
Mỗi bước cho 0,25 điểm
ĐỀ CHÍNH THỨC - VÒNG II
O
A
B
Bài 1: (2.5 điểm)
 Một thanh AB đồng chất tiết diện đều một đầu nhúng vào nước, đầu kia tựa vào thành chậu tại O sao cho OB = 2OA. Khi thanh cân bằng, mực nước ở chính giữa thanh. Tìm khối lượng riêng D của thanh biết khối lượng riêng của nước Dn = 1000 Kg/m3.
Bài 2: (2.5 điểm)
Dẫn luồng hơi nước ở 1000C vào một bình đựng nước đá ở - 40C. Sau một thời gian thì thu được 0,6kg nước ở 120C. Bỏ qua sự truyền nhiệt cho bình và cho môi trường. 
Tính khối lượng nước đá ban đầu có trong bình.
Cho:Cnước = 4200 J/Kg.độ; Cnước đá =1800 J/Kg.độ; 
 lnước đá=3,4.105J/Kg; Lnước=2,3.106J/Kg.
Bài 3: (2.5 điểm)
 Cho mạch điện như hình vẽ bên (H). 
Có UMN = 6V, R1 = 3W. Khi khóa K mở ampe kế A1 chỉ 1,2 A. Khi khóa K đóng ampe kế A2 chỉ 0,75 A. 
Bỏ qua điện trở của dây dẫn, ampe kế, khóa K. Hãy tính R2 , R3.
A1
A2
R1
R2
R3
M
N
K
Bài 4: (2.5 điểm)
	Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ bên. Điện trở toàn phần của biến trở là Ro , điện trở của vôn kế rất lớn. Bỏ qua điện trở của ampe kế, các dây nối và sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. Duy trì hai đầu mạch một hiệu điện thế U không đổi. Lúc đầu con chạy C của biến trở đặt gần phía M. Hỏi số chỉ của các dụng cụ đo sẽ thay đổi như thế nào khi dịch chuyển con chạy C về phía N? Hãy giải thích tại sao?
M
V
A1
R1
C
N
A
HƯỚNG DẪN CHẤM 
Bài 1: (2.5 điểm) 
Thanh AB chịu tác dụng của trọng lực P đặt tại trung điểm M của thanh AB và lực đẩy Asimet F đặt tại trung điểm N của MB.
0,50
Thanh có thể quay quanh O. Áp dụng qui tắc cân bằng ta có:
P. OM = F. ON (1)
0,50
Đặt độ dài của thanh AB là 3x ta có:
MB = ; OM = OB - MB = 2x - ; ON = OM + MN = 
0,50
Gọi S là tiết diện của thanh ta có: P = 10.D.S.3x; F = 10.Dn.S.
0,50
Thay vào (1) được:
 10.D.S. = 10.Dn.S. Þ D = Dn.
0,25
Thay số được: D = .1000 = 1250 Kg/m3.
0,25
O
A
B
P
F
M
N
Bài 2: (2.5 điểm) 
- Nước thu được ở 120C nên tất cả nước đá đã nóng chảy.
0,25
Gọi x (kg) là khối lượng nước đá có trong bình ta có:
- Nhiệt lượng để tăng x (kg) nước đá từ - 40C lên 00C là: 
 Q1 = Cnước đá. x. (0-(-4)) = 4.1800 x (J)
0,25
- Nhiệt lượng để nóng chảy x (kg) nước đá: Q2 = lnước đá. x = 340000 x (J)
0,25
- Nhiệt lượng để tăng x (kg) nước từ 00C lên 120C là: 
 Q3 = Cnước x. (12-0) = 4200.12.x (J)
0,25
- Lượng nước ngưng tụ là: 0,6 - x
0,25
- Nhiệt lượng toả ra do ngưng tụ: Q4 = m. L = 2300000(0,6-x)
0,25
- Nhiệt lượng toả ra khi hạ nhiệt từ 100 xuống 120C là: Q5 = Cmước(0,6-x)(100-12)
0,25
- Có Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5
0,25
- 4.1800x+340000x+4200.12.x = 2300000.0,6-2300000x+88.0,6.4200-88.4200.x
0,25
- (Kg). Kết luận
0,25
Bài 3: (2.5 điểm) 
- Khi khoá K mở có R1 nt R3 được R = R1 + R3 và 
0,25
- 
0,25
- Thay số được: 
0,25
- Khi khoá K đóng có 
0,50
- 
0,25
- và nên 
0,25
- Lập được quan hệ: 
0,25
- Thay số: 
0,25
- Giải được:
0,25
Bài 4: (2.5 điểm) 
Gọi x là phần điện trở của đoạn MC của biến trở; I1 và UV là số chỉ của ampe kế A1 và vôn kế. 
- Điện trở tương đương R của đoạn mạch: R = (Ro – x) + 
0,50
- Biến đổi: R = 
0,50
- Lí luận: Khi dịch con chạy về phía N thì x tăng Þ () tăng Þ R giảm Þ cường độ dòng điện mạch chính: I = U/R sẽ tăng (do U không đổi). Chỉ số Ampe kế A tăng.
0,50
Mặt khác, ta lại có: 	 Þ	I1 = 
0,50
- Lí luận : khi x tăng thì (1 + giảm và I tăng (c/m ở trên) nên I1 tăng Þ UV = I1.R cũng tăng (do IA tăng, R không đổi) Chỉ số của ampe kế A1 và vôn kế V tăng.
0,50