®iÖn trong hép..[r]
Trang 1Sở GD - ĐT Vĩnh Phúc
Đề chính thức
Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học 2008 - 2009
Đề thi môn: Vật lý
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1: Một chất điểm X có vận tốc khi di chuyển là 4m/s Trên đờng di chuyển từ A đến C,
chất điểm này có dừng lại tại điểm E trong thời gian 3s (E cách A một đoạn 20 m) Thời gian
để X di chuyển từ E đến C là 8 s Khi X bắt đầu di chuyển khỏi E thì gặp một chất điểm Y đi
ngợc chiều Chất điểm Y di chuyển tới A thì quay ngay lại C và gặp chất điểm X tại C (Y khi
di chuyển không thay đổi vận tốc)
a) Tính vận tốc của chất điểm Y
b) Vẽ đồ thị thể hiện các chuyển động trên (trục hoành chỉ thời gian; trục tung chỉ
quãng đờng)
Bài 2: Ngời ta nhúng vào trong thùng chất lỏng một ống nhẹ dài
hình trụ đờng kính d; ở phía dới ống có dính chặt một cái đĩa hình
trụ dày h, đờng kính D, khối lợng riêng của vật liệu làm đĩa là
ρ Khối lợng riêng của chất lỏng là ρ L( với ρ > ρ L)
Ngời ta nhấc ống từ từ lên cao theo phơng thẳng đứng
Hãy xác định độ sâu H (tính từ miệng dới của ống lên đến
mặt thoáng của chất lỏng) khi đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống
Bài 3: Dẫn m1= 0,4 kg hơi nớc ở nhiệt độ t1= 1000C từ một lò hơi
vào một bình chứa m2= 0,8 kg nớc đá ở t0= 00C Hỏi khi có cân bằng nhiệt, khối lợng và
nhiệt độ nớc ở trong bình khi đó là bao nhiêu? Cho biết nhiệt dung riêng của nớc là C =
4200 J/kg.độ; nhiệt hoá hơi của nớc là L = 2,3.106 J/kg và nhiệt nóng chảy của nớc đá là
λ = 3,4.105 J/kg; (Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình chứa)
Bài 4: Một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự f Đặt một vật AB vuông góc với trục
chính của thấu kính (A ở trên trục chính) trớc thấu kính một đoạn d, cho ảnh A'B' rõ nét
hứng đợc trên màn (màn vuông góc với trục chính) cách thấu kính một đoạn d'
a) Chứng minh: 1
f =
1
d+
1
d '
b) Biết thấu kính này có tiêu cự f = 12,5 cm và L là khoảng cách từ vật AB đến ảnh
A'B' Hỏi L nhỏ nhất là bao nhiêu để có đợc ảnh rõ nét của vật ở trên màn ?
c) Cho L = 90 cm Xác định vị trí của thấu kính
Bài 5: Có một hộp đen với 2 đầu dây dẫn ló ra ngoài, bên trong hộp có chứa ba điện trở loại
1; 2 và 3 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 -hớng dẫn chấm thi học sinh giỏi lớp 9 môn vật lý Năm học 2008 - 2009
a) Vận tốc của Y: Chọn t = 0 tại A lúc X bắt đầu di chuyển
Thời gian X đi từ A đến E là: t1 = 20 : 4 = 5 s và quãng đờng EC là: 4 x 8 = 32 m
Quãng đờng AC dài 20 + 32 = 52 m
Vì X và Y đến C cùng lúc nên thời gian Y đi là tY = 8 s
và quãng đờng Y đã đi: 20 + 52 = 72 m
Vậy vận tốc của Y là: VY = 72 : 8 = 9 m/s
b) Đồ thị của X là đờng gấp khúc AEE'C Đồ thị của Y là đờng gấp khúc E'MC
0,5 0,25 0,25 0,25
D
d H
h
Trang 2(Để vẽ chính xác điểm M, vẽ F đối xứng với E' qua trục hoành rồi nối FC cắt trục hoành tại
M, nếu học sinh không xác định chính xác M thì không cho điểm đồ thị Y)
20
52
s(m)
M
C
0,25
HV 0,5
+ F1 là áp lực của chất lỏng tác dụng vào mặt dới của đĩa
F2 là áp lực của chất lỏng tác dụng lên phần nhô ra ngoài giới hạn của ống ở mặt trên của đĩa
P là trọng lợng của đĩa
+ Đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống khi: P + F2 = F1 (1)
Với: F1 = p1S =10.(H+h) ρ
L .S =
2
10 4
D
(H+h) ρ
L
F2 = p2S' =10.H ρ
L.(
)
P = 10 ρ
.V = 10 ρ
.h
2
4
D
+ Thế tất cả vào (1) và rút gọn: D2.h ρ + (D2 - d2)H ρ L = D2 (H + h) ρ L
2
L L
D h D h
H
d
=
2
L L
D h d
0,25 0,5 0,25 0,25
0,25 0,5
- Giả sử 0,4kg hơi nớc ngng tụ hết thành nớc ở 1000C thì nó toả ra nhiệt lợng:
Q1 = mL = 0,4 2,3106 = 920.000 J
- Nhiệt lợng để cho 0,8 kg nớc đá nóng chảy hết:
Q2 = m2 = 3,4 105 0,8 = 272.000 J
- Do Q1 > Q2 chứng tỏ nớc đá nóng chảy hết và tiếp tục nóng lên, giả sử nóng lên đến 1000C
- Nhiệt lợng nó phải thu là: Q3 = m2C(t1 - t0) = 0,8 4200 (100 - 0) = 336.000 J
Q2 + Q3 = 272.000 + 336.000 = 608.000 J
- Do Q1 > Q2 + Q3 chứng tỏ hơi nớc dẫn vào không ngng tụ hết và nớc nóng đến 1000C
Khối lợng hơi nớc đã ngng tụ: m' = (Q2 + Q3)/ L = 608.000 : 2,3106 = 0,26 kg
Vậy khối lợng nớc trong bình khi đó là : 0,8 + 0,26 = 1,06 kg
và nhiệt độ trong bình là 1000C
0,25 0,25
0,5 0,25 0,5
0,25
a) Chứng minh: 1
f=
1
d+
1
d ' Do ảnh hứng đợc trên màn nên ảnh thật
Hai AOB A'OB':
A ' B '
OA '
d ' d
Hai tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F':
A ' B '
A ' F '
OF ' =
A ' B '
AB (vì OI = AB) hay d ' − f
f =
d ' d
0,25
0,25
0,25
I f
d' d
B'
A' F'
O
B
A
F
Trang 3 d(d' - f) = fd' dd' - df = fd' dd' = fd' + fd 1
f=
1
d+
1
d '
b) Ta có: d + d' = L (1)
và 1
f=
1
d+
1
d ' f =
dd '
d+d ' dd' = f(d + d') = fL (2)
Từ (1) và (2): X2 -LX + 12,5L = 0
Δ = L2 - 50L = L(L - 50) Để bài toán có nghiệm thì Δ 0 L 50 Lmin= 50
(cm)
c) Với L = 90 cm d + d' = 90 và dd' = 1125
X2 - 90X + 1125 = 0 Giải ra ta đợc: X1 = 15cm; X2 = 75cm
d = 15cm; d' = 75cm hoặc d = 75cm; d' = 15cm
Vậy thấu kính cách màn 15cm hoặc 75cm
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
Ba điện trở này có thể mắc với nhau theo các sơ đồ sau: (mỗi hình 0,25đ)
a) R1= 6 b) R2=11/3 c) R3=11/4 d) R4=11/5
e) R5=3/2 f) R6= 4/3 g) R7=5/6 h) R8=6/11
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
1,00
1,00
a) Chứng minh: 1
f=
1
d+
1
d ' Do ảnh hứng đợc trên màn nên ảnh thật
Hai AOB A'OB':
A ' B '
OA '
d ' d
Hai tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F':
A ' B '
A ' F '
OF ' =
A ' B '
AB (vì OI = AB) hay d ' − f
f =
d ' d
d(d' - f) = fd' dd' - df = fd' dd' = fd' + fd 1
f=
1
d+
1
d '
b) Ta có: d + d' = L (1)
và 1
f=
1
d+
1
d ' f =
dd '
d+d ' dd' = f(d + d') = fL (2)
Từ (1) và (2): X2 -LX + 12,5L = 0
Δ = L2 - 50L = L(L - 50) Để bài toán có nghiệm thì Δ 0 L 50 Lmin= 50
(cm)
c) Với L = 90 cm d + d' = 90 và dd' = 1125
X2 - 90X + 1125 = 0 Giải ra ta đợc: X1 = 15cm; X2 = 75cm
d = 15cm; d' = 75cm hoặc d = 75cm; d' = 15cm
Vậy thấu kính cách màn 15cm hoặc 75cm
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
Ba điện trở này có thể mắc với nhau theo các sơ đồ sau: (mỗi hình 0,25đ)
U =2V
I f
d' d
B'
A' F'
O B
A
Trang 4a) R1= 6 b) R2=11/3 c) R3=11/4 d) R4=11/5
e) R5=3/2 f) R6= 4/3 g) R7=5/6 h) R8=6/11
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
1,00
1,00
a) Chứng minh: 1
f=
1
d+
1
d ' Do ảnh hứng đợc trên màn nên ảnh thật
Hai AOB A'OB':
A ' B '
OA '
d ' d
Hai tam giác đồng dạng OIF' và A'B'F':
A ' B '
A ' F '
OF ' =
A ' B '
AB (vì OI = AB) hay d ' − f
f =
d ' d
d(d' - f) = fd' dd' - df = fd' dd' = fd' + fd 1
f=
1
d+
1
d '
b) Ta có: d + d' = L (1)
và 1
f=
1
d+
1
d ' f =
dd '
d+d ' dd' = f(d + d') = fL (2)
Từ (1) và (2): X2 -LX + 12,5L = 0
Δ = L2 - 50L = L(L - 50) Để bài toán có nghiệm thì Δ 0 L 50 Lmin= 50
(cm)
c) Với L = 90 cm d + d' = 90 và dd' = 1125
X2 - 90X + 1125 = 0 Giải ra ta đợc: X1 = 15cm; X2 = 75cm
d = 15cm; d' = 75cm hoặc d = 75cm; d' = 15cm
Vậy thấu kính cách màn 15cm hoặc 75cm
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
Ba điện trở này có thể mắc với nhau theo các sơ đồ sau: (mỗi hình 0,25đ)
a) R1= 6 b) R2=11/3 c) R3=11/4 d) R4=11/5
e) R5=3/2 f) R6= 4/3 g) R7=5/6 h) R8=6/11
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
1,00
1,00
I f
d' d
B'
A' F'
O
B
A
U =2V
Trang 5®iÖn trong hép.