HÌnh đại diện 163344 Ngô Quốc Tuyền
Các đề Vật Lý danh cho các ban đang bồi dưỡng học sinh giỏi 9
Bởi 163344 Ngô Quốc Tuyền - Chủ nhật, 2 Tháng mười hai 2012, 02:48 PM
 
SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Số báo danh:............. KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS
NĂM HỌC 2011 - 2012

Môn: VẬT LÍ
Khóa ngày: 28/3/2012
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)

Câu 1. (2 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Giá trị toàn phần của biến trở RMN = R, hiệu điện thế giữa hai đầu A, B là U, điện trở vôn kế rất lớn, điện trở ampe kế không đáng kể. Ban đầu vị trí con chạy C tại trung điểm của MN.
a) Tăng hiệu điện thế hai đầu A, B lên đến giá trị 2U, phải dịch chuyển con chạy C đến vị trí nào để số chỉ vôn kế không đổi so với ban đầu?
b) Dịch chuyển con chạy C khỏi vị trí trung điểm của MN thì số chỉ ampe kế thay đổi như thế nào?

Câu 2. (3 điểm) Một nguồn sáng điểm S cách màn ảnh E một khoảng L = 60 cm. Giữa màn E và điểm sáng S có đặt một thấu kính hội tụ sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với màn và đi qua S. Thấu kính có tiêu cự f = 20 cm và đường kính rìa D = 10 cm.
a) Thấu kính ở chính giữa màn và điểm sáng.
+ Vẽ hai tia sáng từ S tới hai điểm M, N trên rìa thấu kính rồi khúc xạ tới màn E. Chứng minh rằng ảnh S’ của S qua thấu kính nằm phía sau màn E.
+ Tính đường kính d của vệt sáng trên màn.
b) Cố định màn E và điểm sáng S, dịch chuyển tịnh tiến thấu kính dọc theo trục chính của nó giữa S và màn E. Xác định vị trí của thấu kính để đường kính của vệt sáng trên màn là nhỏ nhất.

Câu 3. (2,5 điểm) Xe I xuất phát từ A đi đến B, trên nửa đoạn đường đầu đi với tốc độ không đổi v1, nửa đoạn đường sau với tốc độ không đổi v2. Xe II xuất phát từ B đi về A, trong nửa thời gian đầu đi với tốc độ không đổi v1, nửa thời gian sau đi với tốc độ không đổi v2. Biết v1 = 20 km/h và v2 = 60 km/h. Nếu xe II xuất phát muộn hơn 30 phút so với xe I, thì xe II đến A và xe I đến B cùng một lúc.
a) Tính tốc độ trung bình của mỗi xe trên đoạn đường AB.
b) Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì chúng sẽ gặp nhau tại vị trí cách A một khoảng bằng bao nhiêu?
Câu 4. (2,5 điểm) Một khối thép hình trụ cao 20 cm, khối lượng 15,8 kg, ở nhiệt độ ban đầu là t0 = 200 C. Người ta đặt nó vào trong một lò than trong thời gian 15 phút, rồi lấy ra thì nhiệt độ khối thép là t1 = 8200C. Cho biết 10% nhiệt lượng của lò than tỏa ra được truyền cho khối thép.
a) Hãy xác định khối lượng than trung bình đã cháy trong lò trong 1 giờ. Biết năng suất tỏa nhiệt của than là 34.106 J/kg.
b) Khối thép được lấy từ lò ra được đặt trong một vại sành (cách nhiệt) hình trụ tròn, đường kính trong là D = 30 cm. Người ta tưới nước ở nhiệt độ t = 20oC lên khối thép cho đến khi nó vừa đúng ngập trong nước. Nhiệt độ của nước khi hệ cân bằng nhiệt t2 = 70oC. Hãy tính khối lượng nước đã tưới lên khối thép. Cho biết các thông số nhiệt của nước và thép là:
Khối lượng riêng Nhiệt dung riêng Nhiệt hóa hơi Nhiệt độ sôi
Nước 1000 kg/m3 4200 J/kg.K 2,3.106 J/kg 100oC
Thép 7900 kg/m3 460 J/kg.K

----------------- Hết -----------------
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

KÌ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS
NĂM HỌC 2011 – 2012

Môn: VẬT LÍ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
Câu Nội dung Điểm










1
2 điểm







a
(1,25đ)
Giả sử RCN = xR thì RCM = (1 – x)R
RAC = RCM = (1 – x)R, RCB = R.RCNR + RCN = xx+1R suy ra điện trở của mạch Rm = RAC + RCB = 1 + x - x2x + 1R.........................................................................................
UABRm = UVRCB  UV = RCBRmUAB = x1 + x - x2UAB....................................................................
Theo bài ra thì UV(x = 0,5; UAB = U) = UV(x,UAB = 2U), hay
0,51 + 0,5 - 0,52U = x1 + x - x22U  x = 5 - 2 Tức là phải dịch chuyển con chạy C đến vị trí mà RCN = (5 - 2)R.........................................................


0,25

0,25


0,5




0,25



b
(0,75đ) Cường độ dòng điện qua ampe kế
IA = UVRCN = 11 + x - x2.UR...............................................................................
Do 1 + x – x2 = 54 - x - 122 ≤ 54 Dấu “=” xảy ra khi x = 12, khi đó IA đạt cực tiểu.
Vậy khi con chạy C ở vị trí trung điểm của MN thì IA = IAmin. Nếu dịch chuyển C, dù sang bên nào thì IA đều tăng.

0,25





0,5



















2
3 điểm



























a
(1,75đ) Vẽ hình

+ Chứng minh S’ nằm sau màn E
Xét các tam giác đồng dạng ta có
D'D = y - fy = fL2  y = fLL - 2f = 20.6060 - 2.20 = 60 cm ........................................
Khoảng cách từ thấu kính tới màn là L2 = 30 cm + Tính đường kính vệt sáng trên màn
dD = y - L2y = 12  d = 0,5D = 5 cm.............................................................










0,75



0,5




0,25


0,25






b
(1,25đ) Vị trí thấu kính để d cực tiểu
+ Khi S nằm ngoài tiêu cự của thấu kính
dD = y – (L – x)y  d = Dy - (L - x)y = 10y - (60 - x)y...................................
D'D = y - fy = fx  y = xfx - f = 20xx - 20...............................................................
Suy ra
d = 12x + 1200x - 60...................................................................................
d = dmin khi x = 1200x  x = 203 cm
Khi đó dmin » 4,64 cm.................................................................................
Khi S nằm trong tiêu cự của thấu kính thì chùm tia qua thấu kính là chùm phân kì, vệt sáng trên màn có kích thước lớn hơn thấu kính............


0,25


0,25


0,25



0,25


0,25













3
2,5 điểm







a
(1đ) Kí hiệu AB = S. Thời gian đi từ A đến B của xe I là:
.......................................................................
Tốc độ trung bình trên quãng đường AB của xe I là:
...........................................................................
Gọi thời gian đi từ B đến A của xe II là t2. Theo đề bài ta có
.......................................................................
Tốc độ trung bình trên quãng đường BA của xe II là:
...........................................................................



0,25


0,25



0,25


0,25





b
(1,5đ) Theo bài ra ta có .......................................
Khi hai xe xuất phát cùng một lúc thì quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là:
SA = 20t nếu (1)
SA = 30+(t-1,5).60 nếu (2)
SB = 20t nếu (3)
SB = 15+(t-0,75).60 nếu (4)..................................................

Hai xe gặp nhau khi SA + SB=S=60 ..............................................................
và chỉ xảy ra khi . Sử dụng (1) và (4):
20t+15+(t-0,75)60=60..............................................................................
Giải phương trình ta có t=9/8 h và vị trí hai xe gặp nhau cách A là: SA=20.9/8 =22,5km.......................................................................................

0,25





0,5

0,25

0,25

0,25













4
2,5 điểm














a
(1đ) Đổi 15 phút = giờ
Gọi Q là nhiệt lượng mà than tỏa ra trong vòng 1 giờ, vậy nhiệt lượng than tỏa ra trong vòng 15 phút là
Nhiệt lượng than cung cấp cho khối thép: ...........................
Phương trình cân bằng nhiệt: .....................
Lượng than cháy trong 1 giờ là
.............................................................................









0,25




0,5


0,25







b
(1,5đ) Thể tích khối thép là ........................................
Thể tích trong của vại sành có chiều cao bằng chiều cao của khối thép là: ...............................................
Thể tích nước trong vại là:
Khối lượng nước trong vại: ........................
Gọi m, là khối lượng nước đã hóa hơi, L là nhiệt hóa hơi của nước ta có phương trình cân bằng nhiệt
Vậy khối lượng nước cần dùng là mn = m + m, = 12,13 + 1,1 = 13,23 kg

0,25


0,25



0,25


0,25



0,25

0,25