Kỳ thi chọn học sinh giỏi huyện năm học 2012 - 2013 môn thi: Vật lí 9

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THANH CHƯƠNG
Đề chính thức
Số báo danh
.......................
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN
Năm học 2012 - 2013
Môn thi: Vật lí 9
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 27/11/2012
 - Mã đề 40-
Câu 1: (2,0 điểm)
 	Một bạn học sinh làm thí nghiệm lấy một sợi chỉ dài cắt làm đôi, một nửa dùng để treo một khúc gỗ lên một giá đỡ, nữa còn lại buộc vào một cái móc ở mặt dưới khúc gỗ. Nếu cầm đầu sợi chỉ ở dưới kéo từ từ thì sợi chỉ ở trên sẽ đứt còn nếu cầm đầu sợi chỉ dưới giật thật nhanh thì sợi chỉ ở dưới sẽ đứt. 
Em hãy giải thích giúp bạn học sinh hiện tượng ở thí nghiệm trên.
Câu 2: (4,0 điểm)
Hai thành phố A và B cách nhau 120 km. Lúc 6 giờ sáng, một người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc 18km/h, một người khác đi xe đạp từ B đến A với vận tốc 24km/h. Lúc 7h một người đi xe máy đi từ A về phía B với vận tốc 27km/h. 
Hỏi lúc xe máy cách đều hai xe đạp là mấy giờ và xe máy ở cách đều hai xe đạp bao nhiêu km?
Câu 3: (4,0 điểm)
Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 100g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 100C. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m = 200g được nung nóng đến nhiệt độ t2 = 1200C. Nhiệt độ cân bằng của hệ thống t = 140C. Tính khối lượng nhôm, thiếc có trong hợp kim. Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, thiếc lần lượt là: c1 = 880J/kg.K, c2 = 4200J/kg.K, c3 = 230J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.
Câu 4: (4,0 điểm)
Một gương phẳng phản xạ ánh sáng mặt trời lên trần nhà (có dạng vòm tròn, tâm tại gương) tạo ra một vệt sáng cách gương 6 m. Khi gương quay một góc 200 (quanh trục qua điểm tới và vuông góc với mặt phẳng tới) thì vệt sáng dịch chuyển trên vòm (trần nhà) một cung có độ dài bao nhiêu?
Câu 5: (6,0 điểm) 
H×nh 1
A
+ 
 r
R1
R2
 U
B
A
C
-
K
 Cho mạch điện như hình 1. Nguồn điện có hiệu điện thế
U = 8V. Các điện trở r = 2, R2 = 3, điện trở của đèn không đổi R1 = 3, AB là một biến trở. Ampe kế, dây nối và khóa K có điện trở không đáng kể. 
a) K mở, di chuyển con chạy C thì đèn luôn sáng. Khi điện trở phần BC của biến trở AB có giá trị 1 thì độ sáng của đèn yếu nhất. Tính điện trở toàn phần của biến trở.
b) Biết rằng đèn chịu được hiệu điện thế cực đại gấp 1,2 lần
hiệu điện thế định mức. Đóng K, di chuyển con chạy C thì đèn luôn sáng và có một vị trí độ sáng của đèn đạt tối đa. 
 Xác định điện trở phần AC của biến trở, công suất định mức của đèn và số chỉ Ampe kế lúc đó. 
----------------------- Hết ----------------------
 Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRIỆU SƠN
Hướng dẫn chấm
Đề chính thức
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN
Năm học 2012 - 2013
Môn thi: Vật lí 9
Ngày thi: 27/11/2012
(Đáp án có 04 trang, gồm 05 câu).
Câu
ý
Nội dung đáp án
Điểm
1
2,0
 Có hiện tượng trên là do sợi chỉ phía trên chịu một lực căng chính là trọng lượng của khúc gỗ nên khi cầm sợi chỉ ở dưới kéo từ từ thì sợi chỉ ở trên, ngoài lực căng đó lại chịu thêm một lực kéo nữa nó sẽ bị đứt. 
 Còn nếu cầm đầu sợi chỉ dưới giật thật nhanh lực kéo này lớn và nhanh do có quán tính nên khúc gỗ chưa kịp thay đổi vận tốc (coi như đứng yên). Do đó, lực giật lớn làm sợi chỉ ở dưới sẽ đứt. 
1,0
1,0
2
	t; v1 t; v2
 A E C D B
	(t – 1); v3
Gọi t là thời gian từ lúc hai xe đạp xuất phát đến khi xe máy cách đều hai xe đạp.
 C là điểm xe máy cách 2 xe đạp
 D là điểm mà xe thứ nhất cách đều xe máy.
 E là điểm mà xe thứ hai cách đều xe máy.
 Quãng đường mà người thứ nhất đến điểm cách đều xe máy là:
 SAD = v1t = 18t 
 Quãng đường mà người thứ hai đến điểm cách đều xe máy là:
 SBE = v2t = 24t 
 Quãng đường mà người đi xe máy tới điểm cách đều hai xe đạp là:
 SAC = v3.(t – 1) = 27(t – 1)
 Để CD = CE thì 
 ó 
 ó (1)
 Giải PT (1) ta được t = ; t = 
 Vậy:
 Lúc 8 giờ phút thì xe máy cách đều hai xe đạp một khoảng là: km
 Lúc 8 giờ 54 phút thì xe máy cách đều hai xe đạp một khoảng là: km
4,0
0,5
0,5
0,5
0,5
 1,0
0,5
0,25
0,25
3
4,0
Gọi m3, m4 theo thứ tự là khối lượng của nhôm, thiếc có trong hợp kim.
Ta có:
 m3 + m4 = 0,2 (1)
Nhiệt lượng thỏi hợp kim toả ra khi nhiệt độ hạ từ 1200 xuống 140 là: 
 Q = (m3c1 + m4c3)(t2 – t) = 1060(88m3 + 23m4)
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào khi tăng nhiệt độ từ 100 lên 140 là:
 Q’ = (m1c1 + m2c2)(t – t1) = 7072 (J)
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào bằng nhiệt lượng thỏi hợp kim toả ra:
 Q = Q’
Hay 1060(88m3 + 23m4) = 7072
 ó 88m3 + 23m4 = (2)
Từ (1) và (2) ta tính được: m3 0,0319 (kg), m3 0,1681 (kg)
Vậy khối lượng của nhôm, thiếc trong hợp kim lần lượt là: 31,9g; 168,1g.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
4
 N1 N2
	R1
	S
 i	R2
 I
Khi quay gương một góc thì đường pháp tuyến cũng quay một góc 
Ta có: 
 SIN2 = i + 
 SIR2 = 2 ( i + ) (2)
 Từ (1) và (2) suy ra: 
 R1IR2 = SIR2 – SIR1 = 2(i + ) – 2i = 2
Như vậy khi quay gương một góc = 200 thì tia phản xạ quay đi một góc 2 = 400 ứng với đường tròn: đường tròn
Chu vi đường tròn là: 
 C = 2.r = 2.3,14.6 37,68(m)
Vệt sáng đã dịch chuyển một cung dài.
 l = 
4,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
5
a.
r
U
Khi K mở: Ta vẽ lại mạch điện như hình bên. 
§
 x xxx
 Gọi điện trở phần BC lµ x, ®iÖn trë toµn phÇn AB lµ R.
- Điện trở toàn mạch là:
D
C
R2
- C­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh lµ: 
4,0
 0,5
0,5
 0,5 
- HĐT giữa hai điểm C và D:
 (1)
0,75
 - Cường độ dòng điện qua đèn là: 
 (2)
0,5
 - Khi đèn tối nhất tức đạt min, và khi đó mẫu số ë biÓu thøc (2) đạt cực đại.
- Xét y = , y = - (x - )2 + 21 + 6R + 
0,75
 - Ta thÊy ymax khi ; Suy ra 3 ().
0,5
b.
r
u
 Khi K đóng: Ta chập các điểm A và B lại với nhau
 như hình vẽ. 
§
 - Đặt điện trở tương đương cụm AC là X, điện trở 
R2
x
A
B
phần AC của biến trở x. Ta có:
D
C
3-x
2,0
0,25
 - Cường độ dòng điện trong mạch chính :
- Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn: UĐ = U – Ir = 8 – 2I
 Ta thấy đèn sáng nhất khi I trong mạnh chính cực tiểu. 
 Từ (1) Imin ó Xmax.
0,25
0,25
- Mặt khác: (*) (BĐT Cô - si)
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi: x = 3 – x x = 1,5(W)
0,25
- Khi đó:
 Imin = (A) 
 UĐmax= U – Iminr = 8 – 2,1.2 3,8(V)
 Uđm = 3,2 (V)
- Công suất định mức của đèn là:
 Pđm = 3,4 (W)
0,25
0,25
- Cường độ dòng điện chạy qua R2 là:
 I2 1 (A)
- Cường độ dòng điện chạy qua nhánh AC là:
 IAC 0,53(A) 
0,25
- Số chỉ Ampe kế là:
 IA = I – IAC 2,1 – 0,53 = 1,57 (A)
0,25
Chú ý: 
Thí sinh có thể làm bài bằng cách khác, nếu đúng vẫn được điểm tối đa.
Nếu thí sinh tiếp tục sử dụng kết quả sai để làm bài ở các phần tiếp theo thì không tính điểm ở các phần tiếp theo đó.