Đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 3

R
5
R
4
R
3
R
2
R
1
D
C
B
M
K
A
2
A
1
A
+
_
U
D
C
đ
1
Đ
2
Đ
4

Đ
3
Đ
5
_
+
B
A
Kỳ thi chọn học sinh
giỏi tỉnh lớp 9 thcs
năm học 2009 -2010
Câu1: (2 điểm).
Ba ngời đi xe đạp đều xuất phát từ A về B trên
đoạn đờng thẳng AB. Ngời thứ nhất đi với vận tốc là
v
1
= 8km/h. Ngời thứ hai xuất phát sau ngời thứ nhất
15 phút và đi với vận tốc v
2
= 12km/h. Ngời thứ ba
xuất phát sau ngời thứ hai
30 phút. Sau khi gặp ngời thứ nhất, ngời thứ ba đi
thêm 30 phút nữa thì sẽ cách đều ngời thứ nhất và ng-
ời thứ hai. Tìm vận tốc ngời thứ ba. Giả thiết chuyển
động của ba ngời đều là những chuyển động thẳng
đều.
Câu2: (2 điểm).
Ngời ta đổ nớc nóng vào một nhiệt lợng kế. Nếu
đổ cùng một lúc 10 gáo thì thấy nhiệt độ của nhiệt l-
ợng kế tăng thêm 8

0
C. Nếu đổ cùng một lúc 2 gáo
vào nhiệt lợng kế thì thấy nhiệt độ của nhiệt lợng kế
tăng 3
0
C. Nếu đổ 1 gáo vào nhiệt lợng kế thì nhiệt độ
của nhiệt lợng kế tăng bao nhiêu độ? Bỏ qua mọi hao
phí năng lợng.
Câu3: (2 điểm).
Cho mạch điện nh hình vẽ biết:
Hiệu điện thế nguồn không đổi U = 36V, R
1
= 4

, R
3
= 9

, R
2
= 6

, R
5
= 12

, R
A1

0, R
A2


0, R
4
là biến
trở.
a, Khi khoá K mở, ampe kế A
1
chỉ 1,5A hãy tìm R
4
.
b, Khi khoá K đóng, với giá trị R
4
tìm đợc ở câu a.
Tìm số chỉ của các ampe kế.
c, Gọi công suất tiêu thụ trên R
4
là P
4
.
Tính R
4
để P
4
cực đại.
Câu4: (2 điểm).
Cho mạch điện nh hình vẽ. Mắc AB vào nguồn
Sở giáo dục và đào tạo

Hải dơng
Môn: Vật lý. Mã số
Thời gian: 150 phút, không kể thời gian giao đề
(Đề thi gồm: 01 trang)
Màn
A
'
O
A
1
A
A
2
có hiệu điện thế không đổi U = 5V, thì công suất tiêu
thụ
trên các đèn tơng ứng P
1
= P
4
= 8W, P
2
= P
3
= 6W, P
5

= 2W.
Tính điện trở của các bóng đèn và cờng độ dòng điện
qua mỗi bóng đèn.
Bỏ qua điện trở của các dây nối.

Câu5: (2 điểm).
Đặt thấu kính cố định ở O. Vị trí vật và màn để
hứng ảnh rõ nét lần lợt nh sau:
- Vật ở A màn ở A

- Vật ở A
1
gần thấu kính hơn A (AA
1
= 3cm), màn
ở A
'
1
với A

A
'
1
= 30cm.
- Vật ở A
2
xa thấu kính hơn A (AA
2
= 2cm), màn
ở A
'
2
với A

A

'
2
= 10cm.
1.Nêu tính chất thấu kính và chiều dịch chuyển của
màn
2.Tính tiêu cự của thấu kính.
Với bài tập này cho phép sử dụng công thức
sau:
1 1 1
'd d f
+ =
Trong đó:
d : là khoảng cách từ vật đến
thấu kính.
d' : là khoảng cách từ ảnh đến
thấu kính.
f : là tiêu cự của thấu kính.
Hết
Câu Nội dung đáp án. Biểu
điểm
Câu1
Khi ngời thứ ba xuất phát thì ngời thứ nhất
đã đi đợc :
l
1
= v
1
t
01
= 8.

3
4
= 6km ;
Ngời thứ hai đi đợc : l
2
= v
2
t
02
= 12.0,5 =
6km
Gọi t
1
là thời gian ngời thứ ba đi đến khi gặp
0,25
0,25
0,25
ngời thứ nhất :
v
3
t
1
= l
1
+ v
1
t
1

t
1
=
1
3 1
l
v v
=
3
6
8v
(1)
Sau thời gian t
2
= (t
1
+ 0,5) (h) thì quãng đ-
ờng ngời thứ nhất đi đợc là : s
1
= l
1
+ v
1
t
2
= 6
+ 8 (t
1
+ 0,5)
Quãng đờng ngời thứ hai đi đợc là: s

2
= l
2
+
v
2
t
2
= 6 + 12 (t
1
+0,5)
Quãng đờng ngời thứ ba đi đợc : s
3
= v
3
t
2
=
v
3
(t
1
+ 0,5)
Theo đầu bài: s
2
s
3
= s
3
s

1
, tức là: s
1

+s
2
= 2s
3


6 + 8 (t
1
+ 0,5) + 6 + 12 (t
1
+ 0,5) = 2v
3

(t
1
+ 0,5)

12 = (2v
3
20)(t
1
+ 0,5) (2)
Thay t
1
từ (1) vào (2) ta đợc phơng trình: v
2

3

- 18v
3
+ 56 = 0 (*)
Giải phơng trình bậc hai (*) ta đợc hai giá
trị của v
3

:
v
3
= 4km/h và v
3
= 14km/h.
Ta lấy nghiệm v
3
= 14(km/h) (loại nghiệm)
v
3
= 4km/h, vì giá trị v
3
này < v
1
, v
2
)
0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
Câu2
Gọi m,c là khối lợng và nhiệt dung riêng
của 1 gáo nớc
m
0
, c
0
là khối lợng và nhiệt dung riêng của
nhiệt lợng kế
t
0
là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lợng kế
t là nhiệt độ ban đầu của nớc nóng
Nhiệt độ mà nhiệt lợng kế tăng thêm khi đổ
1 gáo nớc là
t

0
C
+ Nếu đổ cùng một lúc 10 gáo.
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế thu vào tăng
nhiệt độ lên 8
0
C
Q
(thu1)
= m
0

c
0
1
t

= 8 m
0
c
0
(J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t
0
C

(t
0
+8)
0
C
0,25
0,25
0,25
Q
(toả1)
= mc
1
t

= 10mc(t - (t

0
+8)) (J)
Theo PTCBN: Q
(thu1)
= Q
(toả1)


8 m
0
c
0
=
10mc(t - (t
0
+8)) (1)
+ Nếu đổ cùng một lúc 2 gáo.
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế thu vào tăng
nhiệt độ lên 3
0
C
Q
(thu2)
= m
0
c
0
2
t

= 3 m
0
c
0
(J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t
0
C

(t
0
+3)
0
C
Q
(toả2)
= mc
2
t

= 2mc(t - (t
0
+3)) (J)
Theo PTCBN: Q
(thu2)
= Q
(toả2)

3 m
0
c
0
=
2mc(t - (t
0
+3)) (2)
+ Nếu đổ 1 gáo.
Nhiệt lợng mà nhiệt lợng kế thu vào tăng
nhiệt độ lên
t

0
C
Q
(thu3)
= m
0
c
0
3
t

= m
0
c
0
t

(J)
Nhiệt lợng mà nớc toả ra để giảm nhiệt độ
từ t
0
C

(t
0
+
t

)
0
C
Q
(toả3)
= mc
3
t

= mc(t - (t
0
+
t

)) (J)
Theo PTCBN: Q
(thu3)
= Q
(toả3)

m
0
c
0

t

=
mc(t - (t
0
+
t

)) (3)
Lấy (1) chia cho (2) ta có:
))3((
))8((
5
3
8
0
0
+
+
=
tt
tt
7

96
)(
0
= tt
0
C
Lấy (1) chia cho (3) ta có:
)(
)8(108
0
0
00
00
tttmc
ttmc
tcm
cm


=


Thay
7
96
)(
0
= tt
0
C

Ct
0
68,1=
Nhiệt lợng kế tăng thêm
C
0
68,1
khi đổ 1 gáo
nớc nóng
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu3
a, Khi khóa k mở ta có mạch điện nh sau:
I
3
= I
A1
= 1,5 (A)

U
45
= U
3
= I
3
R
3

= 1,5.9 =
13,5 (V) (1)
0,25
U
_
+
A
A
1
M
B
C
D
R
1
R
2
R
3
R
4
R
5
R
45
= R
4
+12 (
Ω
)

→
R
345
=
21
9).12(
4
4
+
+
R
R
(
Ω
)
R
tm
= R
1
+R
2
+R
345
=
21
31819
4
4
+
+

R
R
(
Ω
)
→
I
tm
=
345
4
4
31819
)21(36
I
R
R
R
U
tm
tm
=
+
+
=
I
45
= I
tm
– I

A1
=
31819
)21(36
4
4
+
+
R
R
- 1,5 =
31819
2795,7
4
4
+
+
R
R
(A)
U
45
= I
45
. R
45
=
31819
2795,7
4

4
+
+
R
R
. R
4
+12 = 13,5
⇔
7,5R
2
4
+ 112,5R
4
-945 = 0
R
4
= 6(
Ω
)
VËy R
4
= - 21(
Ω
) ( lo¹i do R
4
>0)
0,25
0,25
b, Khi khãa k ®ãng víi R

4
= 6(
Ω
)
Do R
A1

≈
0, R
A2

≈
0 m¹ch ®iÖn vÏ l¹i lµ
R
tm
=
1
53
42
42
53
42
42
)(
R
RR
RR
RR
RR
RR

RR
+
++
+
+
+
=
)(104
129
66
6.6
12)9
66
6.6
(
Ω=+
++
+
+
+
I
tm
=
tm
tm
R
U
=I
2435
= 3,6(A)

→
U
243
= U
2435
=
I
2435
R
2435
= 21,6(V)
→
I
24
= I
243
=
243
243
R
U
=1,8 (A)
→
U
2
= U
24
= I
24
R

24
= 5,4(V)

→
I
4
= I
2
=
2
2
R
U
=0,9(A)
→
I
A1
= I
3
= 1,8(A)
I
A2
= I
tm
– I
2
= 3,6 – 0,9 = 2,7(A)
0,25
0,25
c, Khi khãa k ®ãng

R
tm
=
1
53
42
42
53
42
42
)(
R
RR
RR
RR
RR
RR
RR
+
++
+
+
+
=
)(
143
12832
4
129
6

6
12)9
6
6
(
4
4
4
4
4
4
Ω
+
+
=+
++
+
+
+
R
R
R
R
R
R
0,25
R
2
U
_

+
A
R
1
R
3
R
4
R
5
I
2435
= I
tm
=
tm
tm
R
U
)4(8
)143(9
143
)4(32
36
4
4
4
4
+
+

=
+
+
R
R
R
R
(A)

U
2435
= I
2435
R
2435
= U
243
=
)4(2
)518(9
4
4
R
R
+
+
(V)

I
24

= I
3
= I
243
=
)4(2
)6(3
4
4
243
243
R
R
R
U
+
+
=
(A)

U
24
= U
4
=
I
24
R
24
=

4
4
4
9
R
R
+
(V)
8
16
9
)4(
9
)
4
9
(
4
4
2
2
4
4
2
4
2
4
4
4
2

4
4
++
=
+
=
+
==
R
R
R
R
R
R
R
R
U
P
4
P
đạt giá trị lớn nhất khi
8
16
4
4
++ R
R
đạt giá trị
nhỏ nhất. Theo bất đẳng thức Côsi ta có
4

4
16
R
R
+

4
4
16
2 R
R

8

Dấu bằng xảy ra khi
4
4
16
R
R
=


R
4
= 4(

) và
4
P

đạt giá trị lớn nhất là
)(
16
81
16
9
max
2
4
WP ==
khi R
4
= 4(

)
0,25
0,25
Câu4
Công suất tiêu thụ toàn mạch là:
6
68
)(6
)(30
313
3
1
1
3
3
1

1
31
54321
=+=+=+=+===
=++++=
UUU
P
U
P
R
U
R
U
IIIA
U
P
I
WPPPPPP
tm
tm
tm
(1)
I
1
= I
5
+ I
2
mà I
4

= I
5
+ I
3


I
5
= I
1
I
2
= I
4
I
3


3
3
4
4
5
5
U
P
U
P
U
P

=
Mà U
5
= U
3
U
1
và U
4
= U

- U
3

3
3
3
4
13
5
U
P
UU
P
UU
P


=

0,25
0,25
0,25
Đ
4
Đ
3
Đ
5
Đ
2
Đ
1
-
+
I
4
I
3
I
5
I
2
I
1
B
A

=

3313
6
5
82
UUUU
3313
3
5
41
UUUU


=

(2)
Từ (1) ta có
(*)
33
4
3
3
4
3
3
1
31

==

U
U
U
UU
Thay (*) vào
(2)


U
3
= 3 (V)
=+

=


015143
3
5
4
33
4
1
3
2
3
33
3
3
3

UU
UU
U
U
U
U
3
=
3
5
(V)
* Trờng hợp 1 với U
3
= 3(V)

U
1
= 2(V)
I
3
=
)(5,1)(2
3
3
3
3
3
===
I
U

RA
U
P
)(5,1)(2)(5,0
)(2)(1)(5,0)(4
2512
5
5
5
5
5
5135
1
1
1
1
1
1
=====
========
RAIII
I
U
R
A
U
P
IVUUU
I
U

RA
U
P
I
I
4
= I
5
+ I
3
= 4(A)
)(5,0
4
= R
* Trờng hợp 2 với U
3
=
3
5
(V)

U
1
=
3
10
(V)
I
3
=

)(
54
25
)(
5
18
3
5
6
3
3
3
3
3
====
I
U
RA
U
P
)(
3
5
)(
18
25
)(
5
12
135

1
1
1
1
1
1
VUUU
I
U
RA
U
P
I ======
Vậy
dòng điện có chiều ngợc lại
)(
54
25
)(
5
18
)(
18
25
)(
5
6
2512
5
5

5
5
5
5
==+===== RAIII
I
U
RA
U
P
I
I
4
= I
3
I
5
=
5
12
(A)
)(
18
25
4
= R
.
0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
Câu5
1.Đó là thấu kính hội tụ vì chỉ có thấu kính
hội tụ mới cho ảnh rõ nét trên màn.
Ta có
1 1 1
'd d f
+ =
- Nếu d tăng thì d

giảm và ngợc lại d giảm
thì d

tăng
- Nên vật dịch về gần thấu kính (d giảm)


0,25
0,25
Màn dịch ra xa thấu kính
(d

tăng)
- Nếu vật dịch ra xa thấu kính (d tăng)


Màn dịch về gần thấu kính
(d

giảm)
2 Khi vật ở A ta có
1 1 1
'd d f
+ =
(1)
- Khi vật ở A
1
ta có d
A1
= d 3
d
'
1A
= d

+ 30

30
1
3
11
'
+
+

=
d
df
(2)

- Khi vật ở A
2
ta có d
A2
= d + 2
d
'
2A
= d

- 10

10
1
2
11
'

+
+
=
d
df
(3)
- Kết hợp (1) và (2)

30
1
3
111

''
+
+

=+
d
d
d
d

d

(d

+ 30) = 10d(d-3) (4)
- Kết hợp (1) và (3)


10
1
2
111
''

+
+
=+
d
d
d

d

d

(d

-10) = 5d(d+2) (5)
- Lấy (4) chia cho (5)

8
50
)2(5
)3(10
)10(
)30(
'
''
''

=
+

=

+
d
d
d
dd
dd

dd
dd
(6)
- Thay (6) vào (4)

d

(d

+ 30) = 10d(d-3)
222
20)8(400)8()3(10)30
8
50
(
8
50
===+

dddd
d
d
d
d
d - 8 = 20 d = 28
(cm)
Vậy

d - 8 = - 20 d =
-12 (cm) (loại)

Với d = 28 (cm) thay vào (6) d


= 70 (cm)
Ta có
1 1 1
'd d f
+ =


f =
20
2870
28.70
'
'
=
+
+ dd
dd
(cm)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
d
'
d

Màn
A
'
o
A
A
1
A
2