đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 14

Sở giáo dục và
đào tạo hải dơng
(Đề 1)
Đề thi học sinh giỏi tỉnh lớp 9
Năm học 2009 2010
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 01 trang)
Bài 1: (1,75 điểm)
Ba ngời đi xe đạp từ A đến B với các vận tốc không đổi. Ngời thứ nhất và
ngời thứ hai xuất phát cùng lúc với các vận tốc lần lợt là 12km/h và 15km/h.
ngời thứ ba xuất phát sau hai ngời trên 30 phút. Khi ngời thứ ba gặp ngời thứ
hai thì ngời thứ hai và ngời thứ nhất cách nhau 6km. Tính vận tốc của ngời thứ
ba.
Bài 2: (1,75 điểm)
Một khối gỗ có thể tích 30dm
3
, có khối lợng riêng D
g
= 800 kg/m
3
nổi
trong bể nớc chứa 1m
3
nớc ở 5
0
c. Ngời ta truyền cho nớc trong bể một nhiệt l-
ợng bằng
168 000kJ. Tính thể tích phần chìm thêm của khối gỗ. Biết rằng khối lợng
riêng của nớc D
nớc

= 1000kg/m
3
, nhiệt rung riêng của nớc c
nớc
= 4 200J/kg.k;
1dm
3
nớc nóng từ 5
0
c đến 55
0
c tăng thêm thể tích 12cm
3
, hiệu suất truyền
nhiệt là 100%.
Bài 3: (2,0 điểm)
Hai bạn học sinh A và B đứng ở hai bên bờ của con sông có chiều rộng
30m sát mép nớc, mặt bờ cách mặt nớc 0,5m, chiều cao của hai bạn ngang
nhau và đều bằng 1,5m. Khi mặt nớc yên tĩnh, bạn A đi ra xa con sông theo h-
ớng vuông góc với bờ sông, bạn B đứng tại chỗ quan sát. Khi hai bạn cách
nhau khoảng bao xa thì B bắt đầu hoàn toàn không còn nhìn thấy bóng của A
in dới mặt nớc sông nữa?
Bài 4: (2,0 điểm)
Giữa hai điểm A và B có hiệu điện thế không đổi U = 18V, mắc bóng
đèn Đ(20V 10W) song song với biến trở R
X
(120

- 1,8A).
a. Tính công suất tiêu thụ của đèn và cho biết đèn sáng nh thế nào?

b. Điều chỉnh biến trở R
X
đến mọi giá trị có thể đợc, hãy tính công suất
tiêu thụ lớn nhất và nhỏ nhất của đoạn mạch AB.
Bài 5: (2,5 điểm)
Một dây điện trở đồng chất, tiết diện đều, đợc
gấp thành hình chữ nhật ABCD và đờng chéo BD nh
hình vẽ bên. Góc ABD=30
0
, đoạn dây ID = IB, điện trở
các dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế rất lớn.
a. Nối hai điểm D và B vào hiệu điện thế U =
12V. Xác định số chỉ của các vôn kế.
b. Cắt dời đoạn AB tại B thành đầu dây B
/
rồi nối
A
B
C
D
o
o
+
-
V
1
V
2
I
B

/
vào C. Xác định số chỉ của các vôn kế khi:
+ Nối hai điểm D và B vào hiệu điện thế U = 12V
+ Nối hai điểm D và C vào hiệu điện thế U = 12V
Hết
Họ và tên thí sinh Số báo
danh
Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám
thị2
Sở giáo dục và
đào tạo hải dơng
(Đề 2)
Đề thi học sinh giỏi Tỉnh lớp 9
Năm học 2009 2010
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 01 trang)
Bài 1: (2,0 điểm)
Một thanh AB đồng chất tiết diện đều, chiều dài l quay quanh điểm O tại
chính giữa thanh. Phần thanh OA bị gãy tại C,
2
.
3
OC OA=
Đoạn CA còn dính lại
và treo lủng lẳng tại C. Để thanh nằm cân bằng theo phơng ngang, ngời ta thực
hiện hai phơng án:
a. Cắt một phần thanh ở đầu B rồi đặt lên chính giữa phần thanh OB còn
lại. Hãy tính chiều dài phần thanh đã cắt.
b. Cắt bỏ một phần thanh ở đầu B. Hãy tính chiều dài phần thanh đã cắt

bỏ.
Bài 2: (2,0 điểm)
Một điểm sáng S đợc đặt cách một màn ảnh phẳng một đoạn D = 4,5m.
Đặt một quả cầu chắn sáng tâm O bán kính r = 0,3m giữa S và màn sao cho SO
vuông góc với màn. Tính vận tốc thu nhỏ trung bình của bán kính vùng bóng
đen in trên màn khi cầu di chuyển dọc theo đờng thẳng SO với vận tốc 0,5m/s
từ vị trí O cách màn 4m đến vị trí O cách màn 0,5m.
Bài 3: (1,5 điểm)
Thả một miếng đồng có khối lợng m, đợc nung nóng đến 120
0
c vào một
chậu nớc làm nhiệt độ của nớc tăng từ 40
0
c đến 60
0
c. Thả tiếp miếng đồng có
khối lợng 2m, nhiệt độ 100
0
c vào chậu trên thì nhiệt độ sau cùng của nớc khi
có sự cân bằng nhiệt là bao nhiêu?(coi nớc chỉ trao đổi nhiệt với đồng)
Bài 4: (2,0 điểm)
Cho mạch điện nh hình 1, đoạn mạch PQ
P R
0
J R Q
V
A
M c N
R
X

o o
đợc đặt vào hiệu điện thế không đổi U. biết R
0
=
24

; R = 60

; biến trở R
X
có giá trị thay
đổi trong khoảng 15

đến 120

. Khi con chạy
c di chuyển tối đa về phía M, vôn kế chỉ 12V.
Ampe kế và vôn kế lí tởng.
a. Tính hiệu điện thế U. số chỉ của ampe kế
trong khoảng nào khi con chạy c di chuyển?
b. Xác định R
X
để công suất tiêu thụ ở R
0
lớn nhất, tính công suất tiêu thụ đó.
H.1
Bài 5: (2,5 điểm)
Cho mạch điện nh hình 2, R
1
= 6

; R
2
= 4

;
R
3
= 6

. Hiệu điện thế không đổi U. Vôn kế và
dây nối lí tởng.
a. Vôn kế chỉ 3V, tính hiệu điện thế U.
b. Mắc ampe kế nối tiếp với R
2
để đo cờng
độ dòng điện qua R
2
, số chỉ của vôn kế là 3,5 V.
Xác định số chỉ và điện trở của ampe kế. Sai số
của ampe kế khi đo là bao nhiêu phần trăm?
H.2
Hết
Họ và tên thí sinh Số báo
danh
Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị
2
Đáp án và biểu điểm đề thi học sinh giỏi tỉnh
năm học 2009 - 2010
Môn: Vật lí 9

Đề 1
Bài Nội dung kiến thức Điểm
Bài 1
1,75
điểm
Tính đến thời điểm ngời thứ 3 xuất phát thì ngời
thứ nhất đi đợc
12.0,5 = 6km
Ngời thứ hai đi đợc 15.0,5 = 7,5km
Gọi thời gian từ lúc ngời thứ 3 xuất phát đến khi
gặp ngời thứ 2 là t, quãng đờng mỗi ngời đi đợc tính từ
điểm xuất phát là:
s
1
= 6 + v
1
t
s
2
= 7,5 + v
2
t
s
2
s
1
= (v
2
v
1

)t +1,5 = 6 => t = 4,5 : 3 = 1,5(h)
s
3
= s
2
= 7,5 + 15.1,5 = 30(km)
Vận tốc của ngời thứ 3: v
3
= s
3
: t = 30 : 1,5 =
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
R
2
R
3
R
1
V
U
+
-
20(km/h)
Bài 2
1,75

điểm
V
/
là thể tích phần chìm, ta có:
3
3
.
800.30.10
. . 0,024( )
1000
g g
n g g
n
D V
D V D V V m
D


= = = =
Khi đợc truyền nhiệt, độ tăng nhiệt độ của nớc:
0
. .
.
168000000
40
4200000
n n
n n
Q
Q c m t t

c m
c
= = =
=
Thể tích nớc tăng thêm trong bể:
3
40.12
.1000 9600( )
50
cm=
= 0,0096m
3
Thể tích nớc trong bể: 1,0096m
3
Thể tích phần chìm của gỗ lúc này: V
//
3
3
.
. .
30.10 800 24
0,02423( )
1000
990,5
1,0096
g g
n g g
n
V D
D V V D V

D
m


= =

= = =
Thể tích phần chìm thêm của gỗ: V
//
- V
/
= 0,02423
0,24 = 0,00023m
3
= 230cm
3
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
Bài 3
2,0 điểm
Vẽ đúng hình
Khi A đi đến vị trí A
/
thì B hoàn toàn không còn nhìn
thấy bóng của A dới mặt nớc nh hình vẽ. Theo định
luật phản xạ ánh sáng ta dễ thấy
A H I BJI IH IJ

= =
IKH
đồng dạng với
IBJ
0,5 1
30 : 5 6 ;
0,5 1,5 4
24 24 ; 48
HK IH
IH m
JB IJ
IJ m IH m H J IH IJ m
= = = = =
+

= = = + =
Vậy khi hai bạn cách nhau 48m thì B không còn nhìn
0,5
0,25
0,25
0,5
A
B
I
H
/
H
A
/

K
J
thấy bóng của A in dới mặt nớc sông nữa. 0,5
Bài 4
2,0 điểm
a.

2
400
40( )
10
DM
D
DM
U
R
P
= = =
Công suất tiêu thụ của đèn trong
Mạch điện:
2 2
18
8,1( )
40
D
U
P W
R
= = =
P < P

DM
đèn tối hơn bình thờng.
b.
R
AB
lớn nhất khi R
X
lớn nhất: R
X
= 120

=> P
AB
nhỏ nhất, ta có:
2 2
.
40.120
30( )
160
18
10,8( )
30
D X
AB
D X
Min
AB
R R
R
R R

U
P W
R
= = =
+
= = =
I
X
= 1,8A => R
X
nhỏ nhất => I
AB
lớn nhất => công suất
tiêu thụ của đoạn mạch AB lớn nhất.
18
.( ) 18. 1,8 40,5( )
40
D
P U I I W


= + = + =
ữ

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
Bài 5
2,5 điểm
a.
Góc ABD = 30
0
=> AD =ID = IB, giả sử mỗi đoạn dây
này có điện trở là r, => R
AB
= R
CD
=
2 2
4 3r r r =
Ta có U
DI
= U
IB
= 12:2 = 6(V)
12
4,4( )
3 3 1 3
DA DA
DA
AB DB
U Ur r
U V
U U
r r r

= = = =
+ +
Vậy số chỉ của vôn kế V
1
là 6 4,4 = 1,6(V)
U
AB
= U
DC
= 12 4,4 = 7,6(V)
Vậy số chỉ của vôn kế V
2
là 7,6 6 = 1,6(V)
b.
+ Nối D và B vào U = 12V:
Mạch điện gồm: (((R
DA
nt R
AB
)ssR
DC
)nt R
CB
) ss R
DA
U
DI
= U
IB
= 6(V)

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
A B
U
R
X
Đ
( 3). 3 3(1 3)
1,06.
3 3 1 2 3
.
12.1,06
6,17( )
1,06
DC
DC DC DB DC
DC
CB CB CB DC
r r r r
R r
r r r
U R U R
r
U V
U R R R r r
+ +
= =

+ + +
= = =
+ +
=> số chỉ của vôn kế V
2
= 6,17 6 = 0,17(V)
.
6,17
2,26( )
3 3 1 3
DC
DA
DA
AB
U r
U r
U V
U
r r r
= =
+ +
Vậy vôn kế V
1
chỉ 6 2,26

3,74(V)
+ Nối D và C vào U = 12V
Mạch điện gồm:(R
DA
nt R

AB
)// R
DC
// (R
DB
nt R
BC
)
Theo lời giải phần a ta có: U
DA
= 4,4V.
U
DI
= 12:3 = 4(V)
Số chỉ của vôn kế V
1
là 4,4 4 = 0,4(V)
Số chỉ của vôn kế V
2
là 12 4 = 8 (V)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Đáp án và biểu điểm đề thi học sinh giỏi tỉnh
năm học 2009 - 2010
Môn: Vật lí 9
Đề 2
Bài Nội dung kiến thức Điểm

Bài 1
2,0
điểm
a.
Gọi độ dài phần thanh cần cắt là x, trọng lợng thanh là
P:
áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có:
1 2 3
. . .
3 6 4
. . .
6 3 3 6 2 4
8 9 9
9 8
9
l l l x
P P P
P l P l P l x
l l x
l l x
l
x

+ =

+ =

= =
=
b.

Gọi độ dài phần thanh
cần cắt bỏ là y, tiết diện
là S, trọng lợng riêng
là d.
Theo điều kiện cân
bằng của đòn bẩy
ta có:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
O
A
P
1
C
P
2
P
/
3
O
A
P
1
C
P
2
P

3
x
1 2 3
2
2 2
1
2
2
. . .
3 6 4
2 . . . . 2
. . . . .
9 2 4 9 2 4
36 36 0
35
. ( )
36 2
36
l l l y
P P P
Pl P l y l S d l S d l y
S y d S y d
y ly l
l
y l loai
l
y


+ =

= =
ữ ữ

+ =
=
=
Vậy phần thanh cần cắt bỏ dài
36
l

0,5
Bài 2
2,0
điểm
Vùng bóng đen có
bán kính MN = R
+ Khi O cách màn
4m:
Vẽ hình
Từ hình vẽ ta có
SI

OI =>

2 2
0,16 0, 4SI SO OI m= = =
SIO

đồng dạng với
SNM

. 0,3.4,5
3,375( )
0,4
SI IO IO SN
MN R m
SN MN SI
= = = = =
+ Khi O cách màn 0,5m:
Giải tơng tự ta đợc:
2 2
4 0,3 3,987( )SI m

=

. 4,5.0,3
0,338( )
3,987
SN IO
R m
SI

= =

Quãng đờng O chuyển động: s = 4 0,5 = 3,5(m)
Thời gian chuyển động: t = s : v = 3,5 : 0,5 = 7(s)
Quãng đờng M di chuyển làm R giảm:
3,375 0,338 3,037( )s R R m

= = =
Vận tốc thu nhỏ của bán kính vùng bóng đen:
3, 037
0,434( / )
7
s
v m s
t


= =
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 3
1,5
điểm
Thả miếng đồng thứ nhất vào chậu nớc:
Q
toả1
= Q
thu1
<=> c
đ

. m
đ
(120 60) = c
n
m
n
(60 40)
=> 60 c
đ
. m
đ
= 20 c
n
m
n
<=> c
n
m
n
= 3 c
đ
. m
đ
(1)
0,5
0,25
S
O
I
M

N
Khi thả miếng đồng thứ hai vào chậu nớc, gọi nhiệt
độ khi cân bằng là t:
Q
toả2
= Q
thu2
<=> 2c
đ
. m
đ
(100 t) = c
n
m
n
(t 60) (2)
Từ (1) và (2) ta có:
2c
đ
. m
đ
(100 t) = 3c
đ
m
đ
(t 60) <=> 200 2t = 3t
180
<=> t = 380 : 5 = 76
0
c

0,5
0,25
Bài 4
2,0
điểm
a.
* Khi con chạy di chuyển tối đa về phía M, điện trở
của biến trở tham gia trong mạch điện là R
X
= 15

.
. 60.15
12( )
60 15
X
JQ
X
R R
R
R R
= = =
+ +
Cờng độ dòng điện mạch chính I = I
0
= U
0
: R
0
= 12:24 =

0,5(A)
=> U
JQ
= I.R
JQ
= 0,5. 12 = 6(V)
Số chỉ của am pe kế lúc này là:
6
0,1( )
60
JQ
A
U
I A
R
= = =
* Khi con chạy c di chuyển tối đa về phía N giá trị
điện trở lớn nhất và bằng 120

.
60.120
40( )
60 120
.
18.40
11, 25( )
40 24
X
JQ
X

JQ
JQ
PQ
R R
R
R R
U R
U V
R


= = =

+ +

= = =
+
Số chỉ của ampe kế lúc này là:
11, 25
0,19( )
60
JQ
A
U
I A
R

= = =
Vậy khi con chạy c di chuyển ampe kế chỉ trong
khoảng từ

0,1A đến 0,19A
b.
Công suất tiêu thụ trên R
0
:
P
0
= U
0
.I
0
= I
2
.R
0

P
0
lớn nhất khi I lớn nhất
0
00
.
1
X
JQ
X
X
U U U
I
R R R

R R
RR
R
R R
R
= = =
+
++
+
+
=> I lớn nhất khi R
X
nhỏ nhất, khiđó R
X
= 15

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
C«ng suÊt tiªu thô trªn R
0
lóc nµy lµ: P
0
= I
2

.R
0
= 0,5
2
.
24 = 6(W)
Bµi 5
2,5
®iÓm
a.
2 3
2,3
2 3
.
4.6
2,4( )
4 6
R R
R
R R
= = = Ω
+ +
Ta l¹i cã:
2,3 1
1 1
1
2,3 2,3 2,3
.
3.6
7,5( )

2,4
U R
U R
U V
U R R
= ⇒ = = =
HiÖu ®iÖn thÕ U cña m¹ch ®iÖn:
U = U
1
+ U
2,3
= 7,5 + 3 = 10,5(V)
b.
Khi cha m¾c ampe kÕ, cêng ®é dßng ®iÖn qua R
2
:
2,3
2
2
3
0,75( )
4
U
I A
R
= = =
Khi m¾c ampe kÕ:
Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh:
1
1 3 1

1
7
10,5 3,5 7( ) ( )
6
U
U U U V I I A
R
′
′ ′ ′ ′
= − = − = ⇒ = = =
Sè chØ cña ampe kÕ:
3
3 3
3
7 3,5 3,5
0,58( )
6 6 6
A
U
I I I I I A
R
′
′ ′ ′ ′
= − = − = − = = ≈
§iÖn trë cña ampe kÕ: R
A
= R
3
– R
2

= 6 – 4 = 2(
Ω
)
Sai sè cña ampe kÕ khi ®o:
2
2
0,75 0,58
.100% 22,67%
0,75
A
I I
I
− −
= ≈
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5