Download Đề thi chọn HSG huyện vật lý 9

[r]

PH ề NG GI O DÁ Ụ C –Đ O T À Ạ O BèNH S Ơ N

ĐỀ THI TUYỂN CHON HỌC SINH GIỎI LỚP 9

V ềNG I Năm học 2010-2011

M ụn Vật lớ (Tg 150ph)

B i 1(4 à đ): Cùng một lúc từ hai điểm cách nhau 20km trên cùng một đường thẳng có 2 xe khởi

h nh chà ạy cùng chiều Sau 2 giờ xe chạy nhanh đuổi kịp xe chạy chậm Biết một xe có vận

tốc 30km/h

a) Tớnh vận tốc của xe thứ hai ?

b) Tớnh quóng đường m mà ỗi xe đi được cho đến lúc gặp nhau ?

B i 2(4 à đ): Để đưa một vật có khối lượng 200kg lên độ cao 10m, người ta dùng một mặt phẳng

nghiêng d i l = 12m là ực kéo vật lúc n y l F = 1900N.à à

a) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng?

b) Tính lực ma sát giữa vật v mà ặt phẳng nghiêng?

B i 3(4 à đ) Cú hai bỡnh cỏch nhiệt,bỡnh thứ nhất chứa 4 lớt nước ở 80oC,bỡnh thứ hai chứa 2

lớt nước ở 20oC Người ta rót một lượng nước m từ bỡnh 1 v o bà ỡnh 2 Khi bỡnh 2 đó cõn

bằng nhiệt thỡ lại rút một lượng nước m từ bỡnh 2 sang bỡnh 1để lượng nước hai bỡnh như lúc đầu Nhiệt độ nước ở bỡnh 1 sau khi cõn bằng l 74à oC.Xác định lượng nước đó rút trong

mỗi lần?

B i 4(4 à đ) Cho mạch điện như sơ đồ hỡnh vẽ : U = 6V,bóng đèn Đ có điện trở Rđ = 2,5 và

hiệu điện thế định mức Uđ =4,5V MN l mà ột dây điện trở đồng chất tiết diện đều Bỏ qua điện trở của dây nối v cà ủa ampe kế

a) Cho biết đèn sáng bỡnh thường v sà ố chỉ của ampe kế l I = 2A Xác à định tỉ số

MC

NC ?

b) Thay đổi điểm M đến vị trí sao cho tỉ số NC = 4MC số chỉ của ampe kế khi đó bằng bao nhiêu?Độ sáng của đèn thay đổi như thế n o?à

Đ

C

M N

U

B i 5(4 à đ) Một điểm sáng đặt cách m n 1 khoà ảng 2m, giữa điểm sáng v m n ngà à ười

ta đặt 1 đĩa chắn sáng nh t n sao cho h́ r đĩa song song với m n v à à điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm v vuông góc và ới đĩa.

a) m T́ đường kính của bóng đen in trên m n bià ết đường kính của đĩa d = 20cm v à đĩa cách điểm sáng 50 cm

b) Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với m n mà ột đoạn bao nhiêu, theo chiều

n o à để đường kính bóng đen giảm đi một nửa?

c) Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v= 2m/s m vT́ ận tốc thay đổi đường kính của bóng đen ?

X

A

d) Giữ nguyên vị trí của đĩa v m n nhà à ư câu b thay điểm sáng bằng vật sáng nh ch́ ầu đường kính d1 = 8cm m vT́ ị trí đặt vật sáng để đường kính bóng đen vẫn như câu a mT́

diện tích của vùng nửa tối xung quanh bóng đen?

PH ề NG GI O DÁ Ụ C –Đ O T À Ạ O BèNH S Ơ N

Đ P N Á Á ĐỀ THI TUYỂN CHON HỌC SINH GIỎI LỚP 9

V ềNG I Năm học 2010-2011

B i 1(4 à đ ) : O s B s2 x

a) Vận tốc xe thứ hai A s1 C

+ Giả sử 2 xe chạy theo chiều AB trên đường Ox O trùng với điểm A

* Nếu xe chạy từ A có vận tốc v1= 30km/h, xe chạy từ B có vận tốc v2

+ Gọi S1 l quãng à đường của xe chạy từ A; S2 l quà ảng đường của xe chạy từ B ; S l quà ảng đường AB

+ Công thức tính quảng đường của 2 xe :

S1 = v1.t = 30t 0.25đ

S2 = v2.t 0.25đ

+ Sau 2 giờ để 2 xe gặp nhau tại C thì

S1 = S + S2 0.25đ

⇔ 30t = 20 + v2.t

⇒ 30.2 = 20.v2.2 ⇒ 2v2 = 60 – 20 = 40

⇒ v2 = 20(km/h) 0.75đ

* Nếu xe chạy từ B có vận tốc v2 = 30km/h ; xe chạy từ A có vận tốc v1 l bao nhiêu ?à

+ Quãng đường đi của 2 xe :

S1 = v1.t 0.25đ

S2 = v2.t = 30t 0.25đ

+ Sau 2 giờ hai xe gặp nhau thì :

S1 = S + S2 0.25đ

⇔ v1.t = 20 + 30.t

0.75đ

b) Quãng đường mỗi xe đi được cho đến lúc gặp nhau :

+ Với xe đi từ A có vận tốc v1 = 30 km/h

S1 = v1.t = 30.2 = 60 (km) 0.25đ

+ Với xe đi từ B có vận tốc v2 = 20 km/h

S2 = v2.t = 20.2 = 40 (km) 0.25đ

+ Với xe đi từ A có vận tốc v2 = 40 km/h

S1 = v1.t = 40.2 = 80 (km) 0.25đ

+ Với xe đi từ B có vận tốc v2 = 30 km/h

S2 = v2.t = 30.2 = 60 (km) 0.25đ

B i 2(4 à đ)

a) + Công có ích đưa vật lên độ cao 10m

Ai = P.h = 10m.h = 10.200.10 = 20000J 1,0đ

+ Công to n phà ần đưa vật lên độ cao 10m bằng mặt phẳng nghiêng

Atp = F.l = 1900 12 = 22800 J 1,0đ

+ Hiệu suất mặt phẳng nghiờng

H = Ai/Atp = 20000/22800 = 87,7% 0.75đ

b) Công hao phí để thắng lực ma sát

Ahp = Atp – Ai = 22800 – 20000 = 2800J 0.75đ

Lực ma sỏt

Fms = Ahp/l = 2800/12 = 233,3 N 0.5đ

B i 3(4 à đ ) :

a) Lập phương trình cho lần rót nước thứ nhất (từ bình 1 sang bình 2)

+ Gọi t1’l nhià ệt độ khi có cân bằng nhiệt ở bình 1.

Gọi t2’l nhià ệt độ khi có cân bằng nhiệt ở bình 2.

+ Nhiệt lượng nước toả ra để hạ nhiệt độ từ 800C đến t2’

Q1 = cm (t1-t2’)

Q1= cm ( 80 – t2’) 0.25đ

+ Nhiệt lượng thu v o cà ủa nước ở bình 2 tăng nhiệt độ từ 200C đến t2’

Q2= cm2 ( t2’- t2)

Q2= c.2(t2’- 20) 0.25đ

+ áp dụng phương trình cân bằng nhiệt :

Q1= Q2

⇔ c.m ( 80 – t2’) = c.2 (t2’-20 ) + Đơn giản c ở hai vế ta có :

m ( 80 – t2’) = 2 (t2’- 20)

⇒ 80m – mt2’ = 2t2’- 40

⇒ 80m – m t2’- 2t2’ = - 40 (1) 0.75đ

b) Lập phương trình cho lần rót nước thứ 2 ( từ bình 2 sang bình 1)

+ Nhiệt lượng nước toả ra ở bình 1 để hạ nhiệt độ từ 800C đến t1’ :

Q1= c ( m1- m ) (t1- t1’)

Q1= c ( 4 – m ) ( 80 – 74 )

Q1= c ( 4 – m ).6 0.25đ

+ Nhiệt lượng nước thu v o à để tăng nhiệt độ từ t2’ đến t1’

Q2= cm ( t1’- t2’)

Q2= cm ( 74 – t2’) 0.25đ

+ áp dụng phương trình cân bằng nhiệt :

Q1= Q2

⇔ c.(4 – m ).6 = c.m (74 – t2’)

+ Đơn giản c ở 2 vế ta có :

(4 – m ).6 = m (74 – t2’)

⇒ 24 – 6m = 74m – mt2’

⇒ 80m – mt2’ = 24 (2) 0.75đ

+ Kết hợp (1) v (2) ta có :à

80m – mt2’- 2t2’ = - 40 (1)

80m – mt2’ = 24 (2)

Trừ (1) cho (20), vế cho vế : 0 + 0 – 2t2’ = - 64

⇒ t2’= 320C 1.0đ

+ Thay t2’= 320C v o (2) ta à được :

80m – 32m = 24

48m = 2

m = 0,5 (kg) 0.5đ

B i 4(4 à đ)

a) Do đèn sáng bỡnh thường nên UCN = Uđ = 4.5V

Cường độ dũng điện qua đèn Iđ = Uđ/Rđ = 4.5/2.5 = 1.8 (A) 0.5 đ

Cường độ dũng điện qua phần CN : I = IA – Iđ = 0.2A 0.25 đ

UMC = U – UCN = 6 – 4.5 = 1.5V 0.25 đ

RMC = UMC/IMC = 1.5/2 = 0.75 0.25đ

RNC = UNC/INC = 4.5/0.2 = 22.5 0.25 đ

Ta cú MC/NC = RMC/ RNC = 0.75/22.5 = 1/30 0.5 đ

b)

RMN =RMC + RNC = 23.25  0.25 đ

R’

NC = 4R’

MC suy ra R’

MC = RMN/5 = 23.25/5 = 4.65 

R’

NC= 18.6 0.5 đ

Điện trở tương đương của đèn v NC l Rà à // = Rđ R’

NC/( Rđ + R’

NC) = 2.2 0,25 đ

Điện trở to n mà ạch Rt đ = R’

MC + R// = 6.85 0,25 đ

Cường độ dũng điện qua mạch

I = U / Rt đ = 6/6.85 = 0.88 A 0,25 đ

Hiệu điện thế hai đầu đèn

Uđ’ = U’

CN = I.R// = 0,88.2,2 = 1,94W 0,25 đ

Đèn sáng mờ hơn lúc đầu 0,25đ

B i 5(4 à đ)

a) Gọi AB, A’B’ lần lượt l à đường kính của đĩa v cà ủa bóng đen Theo định l Talet taư có:

S

A

B

A1

B1

I

I1

A'

A 2 I' B2 B'

cm SI

SI AB B A SI

SI B

A

AB

80 50

200 20 ' ' ' ' '

( 0.5đ )

b) Gọi A2, B2 lần lượt l trung à điểm của I’A’ v I’B’ à Để đường kính bóng đen giảm đi

một nửa(tức l Aà 2B2) t h́ đĩa AB phải nằm ở vị trí A1B1 vV́ ậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía m n à

Theo định l Talet ta có :ư

cm SI

B A

B A SI SI

SI B A

B A

100 200 40

20 '

1 1 1 1 2 2

1

0,5đ

Vậy cần dịch chuyển đĩa một đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm 0,25 đ

c) Thời gian để đĩa đi được qu ng ă đường II1 l :à

t = v

s

= v

II1

= 2

5 , 0

= 0,25 s 0,25 đ

Tốc độ thay đổi đường kính của bóng đen l :à

B A -B

A   2 2

= 0 , 25

4 , 0 8 ,

0 

= 1,6m/s 0,25 đ

d) Gọi CD l à đường kính vật sáng, O l tâm Ta có:à

4

1 4

1 80

20

3 3

3 3

3

















MI B

A

B A I

M

MI

=> MI3 = I I cm

3

100 3

3





0,75 đ

Mặt khác

cm MI

MO B

A

CD MI

MO

3

40 3

100 5

2 5

2 5

2 20

8

3 3

3 3

















0,75đ

C

A3

B3 D

I’

A’

A2

I3 O

=> OI3 = MI3 – MO = 20cm

3

60 3

40 3

100







0.25đ

V ậy đặt vật sáng cách đĩa một khoảng l 20 cm à

- Diện tích vùng nửa tối S =  (IA22  IA2)  3 , 14 ( 802  402)  15080cm2 0,5 đ

B3

B2 B’