Đề và đáp án thi học sinh giỏi Vật lí lớp 9 - Đề số 1 - Năm học 2008-2009

Mã kí hiệu:
Đ02L-09-HSG9
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2008 - 2009
MÔN THI: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề này gồm 5 câu, 1 trang)
Bài 1: (4 điểm)
	Một cầu thang cuốn đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong siêu thị. Cầu thang trên đưa một người hành khách đứng yên lên lầu trong thời gian t1 = 1 phút. Nếu cầu thang không chuyển động thì người hành khách đó phải đi mất thời gian t2 = 3 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động, đồng thời người khách đi trên nó thì phải mất bao lâu để đưa người đó lên lầu.
Bài 2: (4 điểm)	
h
S1
S2
H
	Tại đáy của một cái nồi hình trụ tiết diện S1=10dm2, người ta khoét một lỗ tròn và cắm vào đó một ống kim loại tiết diện S2 = 1 dm2. Nồi được đặt trên một tấm cao su nhẵn, đáy lộn ngược lên trên, rót nước từ từ vào ống ở phía trên. Hỏi có thể rót nước tới độ cao H là bao nhiêu để nước không thoát ra từ phía dưới. Biết khối lượng của nồi và ống kim loại là m = 3,6 kg.Chiều cao của nồi là h = 20cm. Trọng lượng riêng của nước dn = 10.000N/m3). 
Bài 3: (4 điểm)
	Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25oC. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K. Nhiệt dung riêng của nhôm là C1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh.
Bài 4: (4 điểm)
	Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 10V; R1 = 2	; Ra = 0 ; RV vô cùng lớn; RMN = 6. Con chạy đặt ở vị trí nào thì ampe kế chỉ 1A. Lúc này vôn kế chỉ bao nhiêu?
Bài 5: (4 điểm)
Một vật sáng AB đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính (không sử dụng trực tiếp công thức của thấu kính).
-------------------- Hết --------------------
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Mã kí hiệu:
HD02L-09-HSG9
Năm học: 2008 - 2009
MÔN THI: VẬT LÍ
Bài
Nội dung
Điểm
Bài 1 
	Gọi v1: vận tốc chuyển động của thang ; v2 : vận tốc người đi bộ.
*Nếu người đứng yên còn thang chuyển động thì chiều dài thang được tính:
	s = v1.t1 	( 0,5đ)
1đ
*Nếu thang đứng yên, còn người chuyển động trên mặt thang thì chiều dài thang được tính:
1đ
*Nếu thang chuyển động với vận tốc v1, đồng thời người đi bộ trên thang với vận tốc v2 thì chiều dài thang được tính:
1đ
Thay (1), (2) vào (3) ta được: 
1đ
Bài 2
*Nước bắt đầu chảy ra khi áp lực của nó lên đáy nồi cân bằng với trọng lực:
	P = 10m ; F = p ( S1 - S2 )	(1)	
0,75đ
*Hơn nữa: p = d ( H – h )	(2)
0,75đ
	Từ (1) và (2) ta có:
0,5đ
	10m = d ( H – h ) (S1 – S2 )	
	H – h = 
1đ
*Thay số ta có:
	H = 0,2 + 	
1đ
Bài 3
*Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là:	Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J )
0,75đ
*Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25oC tới 100oC là:
Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J )
0,75đ
*Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết:
	Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J )	( 1 )	(0,5đ)
0,5đ
*Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút ( 1200 giây ) là:
	Q = H.P.t	( 2 )
Trong đó H = 100% - 30% = 70% 
P là công suất của ấm 
t = 20 phút = 1200 giây 	
1đ
*Từ ( 1 ) và ( 2 ) : P = 	(0,5đ)
1đ
Bài 4
*Vì điện trở của ampe kế Ra = 0 nên:
UAC = UAD = U1 = I1R1 = 2 ( V ) 	(Ampe kế chỉ dòng qua R1)
0,5đ
*Gọi điện trở phần MD là x thì: 	
1đ
0,5đ
0,5đ
*Giải ra được x = 2 . Con chạy phải đặt ở vị trí chia MN thành hai phần MD có giá trị 2 Ω và DN có giá trị 4 Ω. 
Lúc này vôn kế chỉ 8 vôn ( Vôn kế đo UDN.)
1đ
0,5đ
Bài 5
Hình B
Hình A
- Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính là d, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là d’. 
Ta tìm mối quan hệ giữa d, d’ và f:
 AOB ~ A'OB' 
 ;
 OIF' ~ A'B'F' 
 ; 
 hay d(d' - f) = fd' 	 
 dd' - df = fd' dd' = fd' + fd ; 
Chia hai vế cho dd'f ta được: (*)
- Ở vị trí ban đầu (Hình A): d’ = 2d 
 Ta có: (1) 
- Ở vị trí 2 (Hình B): Ta có:. 
Ta nhận thấy ảnh không thể di chuyển ra xa thấu kính, vì nếu di chuyển ra xa thì lúc đó , không thoả mãn công thức (*). Ảnh sẽ dịch chuyển về phía gần vật, và ta có: O’A” = OA’ - 15 - 15 = OA’ - 30 
 hay: .
Ta có phương trình: (2)
- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được: f = 30(cm).