Kỳ thi chọn học sinh giỏi năm học 2011-2012 đề thi môn vật lý lớp 9 thời gian làm bài: 150 phút

PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HUYỆN SễNG Lễ
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2011-2012
ĐỀ THI MễN VẬT Lí LỚP 9
Thời gian làm bài: 150 phỳt
 - Mó đề 43-
Câu 1: 
Một ôtô có trọng lượng P =12.000N, có công suất động cơ không đổi .Khi chạy trên một đoạn đường nằm ngang, chiều dài S = 1km với vận tốc không đổi v=54km/h thì ôtô tiêu thụ mất V= 0,1 lít xăng.Hỏi khi ôtô ấy chuyển động đều trên một đoạn đường dốc lên phía trên thì nó chạy với vận tốc bằng bao nhiêu? Biết rằng cứ hết chiều dài l = 200m thì chiều cao của dốc tăng thêm một đoạn h= 7m.Động cơ ôtô có hiệu suất H= 28% .
Khối lượng riêng của xăng là D = 800kg/m3. năng suất toả nhiệt của xăng là 
q = 4,5.107J/kg. Giả thiết lực cản do gió và ma sát tác dụng lên ôtô trong lúc chuyển động là không đổi.
Cõu 2 : 
	Nung núng một thỏi đồng hỡnh lập phương cạnh a=10cm rồi đặt thẳng đứng vào trong một nhiệt lượng kế bằng đồng đỏy là hỡnh vuụng cạnh b = 20 cm, thành thẳng đứng, khối lượng 200g. Khi cú sự cõn bằng nhiệt, đổ từ từ nước cú sẵn trong phũng vào nhiệt lượng kế. Để mức nước trong nhiệt lượng kế ngang bằng đỏy trờn của thỏi đồng thỡ cần phải đưa vào đú 3,5 kg nước. Nhiệt độ cuối cựng trong nhiệt lượng kế là 50OC. Hóy xỏc định nhiệt độ của thỏi đồng trước khi bỏ vào nhiệt lượng kế.
Biết nhiệt độ nơi làm thớ nghiệm là 20OC; nhiệt húa hơi của nước L = 2,3.106 J/kg; khối lượng riờng của đồng D=8900kg/m3; nhiệt dung riờng của nước và đồng lần lượt là C1 = 4200j/kg.K và C2 = 400j/kg.K.
Câu 3: 
 Cho mạch điện như hình vẽ:
Biết R = 4, bóng đèn Đ: 6V – 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UMN = 10 V (không đổi). 
 a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường.
 b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên R2 là cực đại. Tìm giá trị đó.
 c. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch mắc song song là cực đại. Tìm giá trị đó.
 Đ
	R N M	 A B 
 R 2
Cõu 4: 
 Một người già phải đeo sỏt mắt một thấu kớnh hội tụ cú tiờu cự 60cm thỡ mới nhỡn rừ vật gần nhất cỏch mắt 30cm. Hóy dựng ảnh của vật (cú dạng một đoạn thẳng đặt vuụng gúc với trục chớnh) tạo bởi thấu kớnh hội tụ và cho biết khi khụng đeo kớnh thỡ người ấy nhỡn rừ được vật gần nhất cỏch mắt bao nhiờu?
Cõu 5: 
 Có một hộp kín với 2 đầu dây dẫn ló ra ngoài, bên trong hộp có chứa ba điện trở loại 1W; 2W và 3W . Với một ắcquy 2V; một ampe-kế (giới hạn đo thích hợp) và các dây dẫn, hãy xác định bằng thực nghiệm để tìm sơ đồ thực của mạch điện trong hộp.
------------------------------- Hết--------------------------------
PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
SễNG Lễ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MễN VẬT Lí LỚP 9 NĂM HỌC 2011-2012
--------------------------------
A-Lưu ý: Cú thể chia nhỏ hơn điểm đó phõn phối cho cỏc ý. Điểm mỗi cõu và điểm toàn bài làm trũn đến 0,25 theo quy tắc làm trũn số.
Học sinh cú thể cú cỏch giải khỏc nhau, nhưng phương phỏp giải và kết quả đỳng thỡ vẫn cho điểm theo phõn phối điểm tương ứng trong hướng dẫn chấm.
B-Sơ bộ lời giải và cỏch cho điểm:
Cõu
Nội dung kiến thức cần đạt
Biểu điểm
1
(2điểm)
-Khối lượng của 0,1 lớt xăng m =0,1.10-3.800=0,08kg
-Nhiệt lượng do m kg xăng cháy toả ra là 
Q = mq = 0,08.4,5.107 =3,6.106J.
-Công do ôtô sinh ra là:
A = HQ = 0,28.3,6.106 = 1,008.106J.
 -Theo đề bài ôtô có vận tốc không đổi nên công A dùng để thắng lực ma sát trên quãng đường S= 1km là:
A = Fms.S Fms = = N 
-Khi lên dốc , ôtô còn chịu thêm lực Pt = P.sink cùng chiều với lực ma sát:
Pt=420N.
-Để ôtô vẫn chuyển động đều thì lực của đầu máy ôtô phải là:
F = Fms+ Pt = 1,008.103+ 420 = 1428N. 
-Do công suất N ôtô không đổi nên lên dốc ôtô phải chuyển động chậm lại. N = Fms .v =F v’ v’= ==38,1km/h. 
0,25
0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2 (2điểm)
-Thể tớch và khối lượng thỏi đồng là V = a3= 10-3m3 và m=V1.D2 = 8,9kg
-Thể tớch trống bờn trong nhiệt lượng kế xung quanh thỏi đồng là 
 V/ = b2.a – a3 = 3.10-3m3.
-Số nước cuối cựng trong nhiệt lượng kế là m1= 3kg < 3,5kg.Như vậy đó cú lượng nước bị húa hơi trong quỏ trỡnh thớ nghiệm, lượng đú là m2 =0,5 kg.
-Gọi nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng là t, nhiệt độ cuối cựng là t2.
-Nhiệt lượng tỏa ra do thỏi đồng tỏa nhiệt: 
 Q = m.C2 (t- t2)= 8,9.400 (t-50)=3560(t-50)
-Nhiệt lượng cỏc quỏ trỡnh thu nhiệt:
 +m2 kg nước tăng từ t1=20OC lờn 100OC và húa hơi:
 Q1= 0,5.4200 (100-20) + 0,5. 2,3.106 = 1318000(J) 
 +m1 kg nước và nhiệt lượng kế tăng từ 20OC lờn 50OC :
 Q2= (3.4200+0,2.400).(50-20) = 380400(J)
-Phương trỡnh cõn bằng nhiệt:Q= Q+ Q2 
Thay số tớnh ra t = 527OC.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
3
(2điểm)
 Sơ đồ mạch R nt (Rđ // R2).
P = đ Rđ = = = 12()	đ Iđ = = = 0,5 (A)
a. Để đèn sáng bình thường đ uđ = 6v, Iđ = 0,5(A).
 Vì Rđ // R2 đ RAB = ; uAB = uđ = 6v.	
 đ uMA = uMN – uAN = 10 – 6 = 4v
Vì R nt (Rđ // R2) đ = = = đ 3RMA = 2RAN.	đ = 3.4 đ 2.R2 = 12 + R2 đ R2 = 12	 Vậy để đèn sáng bình thường R2 = 12	
b.Vì Rđ // R2 đ R2đ = đ Rtđ = 4 + = 
áp dụng định luật Ôm: I = = .	
Vì R nt R2đ đ IR = I2đ = I = đ u2đ = I.R2đ = .
áp dụng công thức: P=đP2 = = = 
Chia cả 2 vế cho R2 đ P2 = 
 Để P2 max đ đạt giá trị nhỏ nhất
 đ đạt giá trị nhỏ nhất
áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: 
 + 162.R2 2. = 2.48.16 
đ P2 Max ==4,6875 (W).	
Đạt được khi: = 162.R2 đ R22 = = 32 đ R2 = 3 	
Vậy khi R2 = 3 thì công suất tiêu thụ trên R2 là đạt giá trị cực đại.
c. Gọi điện trở đoạn mạch song song là x đ RAB = x
đ Rtđ = x + 4 đ I = 	
đ PAB = I2.RAB=.x = = 
Để PAB đạt giá trị lớn nhất đ đạt giá trị nhỏ nhất
áp dụng bất đẳng thức Côsi: x + 2. = 2.4 = 8	
đ PAB Max = = = 6,25 (W)
Đạt được khi: x = đ x2 = 16 đ x = 40,25 đ
Mà R2 // Rđ đ = + đ = - = - = 
 đ R2 = 6.
Vậy khi R2 = 6 thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch song song đạt cực đại. 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
4
(2điểm)
-Nờu cỏch dựng hỡnh
-Vẽ hỡnh sự tạo ảnh của vật AB qua thấu kớnh hội tụ, thể hiện:
	+ đỳng cỏc khoảng cỏch từ vật và ảnh đến thấu kớnh
	+ đỳng tớnh chất của ảnh (ảo)
	+ đỳng cỏc tia sỏng (nột liền cú hướng) và đường kộo dài cỏc tia sỏng (nột đứt khụng cú hướng)
-Dựa vào hỡnh vẽ, dựng cụng thức tam giỏc đồng dạng tớnh được khoảng cỏch từ ảnh A’B’ đến thấu kớnh bằng 60cm
(Nếu giải bằng cỏch dựng cụng thức thấu kớnh thỡ phõn phối điểm như sau:
	+ viết đỳng cụng thức thấu kớnh cho 0,5 điểm
	+ thế số và tớnh đỳng d’ = - 60cm cho 0,5 điểm)
-Do kớnh đeo sỏt mắt và vỡ AB gần mắt nhất nờn A’B’ phải nằm ở điểm cực cận của mắt 	=> khoảng cực cận của mắt bằng 60cm
Vậy khi khụng mang kớnh người ấy sẽ nhỡn rừ vật gần nhất cỏch mắt 60cm
0,5
0,75
0,5
0,25
5
(2điểm)
Ba điện trở này có thể mắc với nhau theo các sơ đồ sau: 
(vẽ được 8 sơ đồ mạch điện được 0,75 điểm)
( tính Rtđ trong 8 sơ đồ đúng cho 0,25 điểm)
a) R1= 6W	b) R2=11/3W c) R3=11/4W	d) R4=11/5W
 e) R5=3/2W	f) R6= 4/3W	g) R7=5/6W	h) R8=6/11W
Hộp kớn
A
U =2V
Mắc hộp kín vào mạch điện theo sơ đồ bên
Với U = 2V. Đọc số chỉ của A-kế là I.
=> Rn = U/I = 2/I. So sánh giá trị của Rn 
với giá trị ở các sơ đồ trên suy ra mạch 
điện trong hộp. 	 
0,5
0,5
0,5
0,5