đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 24

Sở giáo dục và đào
tạo
Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh
lớp 9
Hải dơng năm học
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút.
Ngày thi: Ngày tháng năm
( Đề thi gồm 02trang )
Bài 1( 2,0 điểm )
Cùng một lúc có hai xe xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 60 km,
chúng chuyển động thẳng đều và cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành
từ A với vận tốc 30km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc 40km/h.
a) Tính khoảng cách giữa hai xe sau một giờ kể từ lúc xuất phát.
b)Sau khi xuất phát đợc 1 giờ 30 phút, xe thứ nhất đột ngột tăng tốc và đạt đến
vận tốc
1
' 50 /V km h=
. Hãy xác định thời điểm hai xe gặp nhau và vị trí chúng gặp
nhau.
Bài 2(1,5 điểm )
Trong một cốc mỏng có chứa m = 400g nớc đá ở nhiệt độ
0
1
20t C=
có những viên
đá với cùng khống lợng
2
20m g=
và nhiệt độ
0

2
5t C=
Hỏi :
a) Nếu thả hai viên nớc đá vào trong cốc thì nhiệt độ cuối cùng của nớc trong
cốc bằng bao nhiêu ?
b) Phải thả tiếp thêm vào cốc ít nhất bao nhiêu viên nớc đá nữa để cuối cùng
trong cốc có hỗn hợp nớc và nớc đá ?
Cho biết nhiệt dung riêng của cốc ( nhiệt lợng cần thiết để cốc nóng thêm
0
1 C
là
C = 250J/độ. Nhiệt dung riêng của nớc đá và nớc đá lần lợt là
3
1
4,2.10c =
J/kg.độ,
3
2
1,8.10c =
J/kg.độ. Nhiệt nóng chảy của nớc đá là
5
3,4.10

=
J/kg. Bỏ qua nhiệt toả
ra môi trờng .
Bài 3(2,5 điểm )
Cho mạch điện nh hình vẽ trong đó hiệu điện thế U =
12V các điện trở
1 2 3

10 ; 50 ; 20R R R= = =
vôn kế V
có điện trở rất lớn .Đoạn mạch BD gồm hai điện trở
R giống nhau khi hai điện trở này mắc nối tiếp thì số
chỉ của vôn kế là
1
U
, khi chúng mắc song song thì số
chỉ của vôn kế là
2 1
3U U=
a) Xác định R và hiệu điện thế
1
U
.
b)Nếu đoạn mạch DB chỉ có một điện trở R, thì số chỉ của vôn kế là bao nhiêu?
Bài 4 (2,0 điểm )
Một dây dẫn thẳng, đồng tính, tiết diện đều AB ( hình 1) có điện trở R = 60

.
Một vôn kế mắc giữa hai điểm A và B vôn kế chỉ 110
V, mắc vôn kế đó giữa A và điểm C ở
1
3
AB kể từ A thì
vôn kế chỉ 30V. Hỏi số chỉ của vôn kế khi mắc nó giữa
hai điểm C và B, giữa A và trung điểm M của AB là bao
nhiêu ?
Bài 5 (2,0 điểm )
_

+
M
C
B
A
V
A
B
D
C
_
+
U
R
R
R
3
R
2
R
1
V
a)Một chùm tia sáng song song với trục chính của thấu kính hội tụ L, qua thấu
kính cho điểm sáng F. Đặt thêm một gơng phẳng M sau thấu kính L ta thu đợc
điểm sáng S. Gơng cắt trục chính của thấu kính tại điểm I và tạo với trục chính
một góc
0
45
(hình bên).Cho biết OF = 50cm, I = 40cm ( O là quang tâm của thấu
kính ).Tính khoảng cách giữa S và F.

b)Cố định thấu kính L và chùm tia tới, quay gơng phẳng quanh trục I một góc

. Điểm sáng S sẽ chuyển động trên trên đờng nào, tính độ dài quãng đờng đó
theo

? ( Trục I vuông góc với trục chính của thấu kính và nằm trong mặt phẳng
gơng)
Hết
Họ và tên thí sinh: Số báo
danh
Chữ kí của giám thị 1: Chữ kí của giám thị
2:
Hớng dẫn chấm
Bài
Nội dung
Điể

M
F
I
O
L
m
1
a)Quãng đơng các xe đi trong 1
giờ là :
Xe 1:
1 1
. 30S V t km= =
Xe II:

2 2
. 40S V t km= =
Vì khoảng cách ban đầu giữa hai xe là : S = AB = 60km nên khoảng
cách giữa hai xe sau 1 giờ là :
2 1
40 60 30 70MN S S S km= + = + =
Vậy sau 1 giờ khoảng cách giữa hai xe là 70km
0,25
0,25
b) Sau khi đi đợc 1h30' quãng đờng các xe đi đợc là
Xe 1:
1 1
. 30.1,5 45S V t km= = =
Xe II:
2 2
. 40.1,5 60S V t km= = =
Khoảng cách giữa hai xe lúc đó là :
2 1
60 60 45 75L S S S km= + = + =
0,25
0,25
Giả sử sau khoảng thời gian
0
t
kể từ lúc tăng tốc xe I đuổi kịp xe II
quãng đờng chuyển động của các xe là
Xe 1:
1 1 0 0
' '. 50.S V t t= =
Xe II:

2 2 0 0
' '. 40.S V t t= =
Khi hai xe gặp nhau ta có :
1 2
0 0 0 0
' '
50 40 75 10 75 7,5
S S L
t t t t h
=
= = =
0,25
0,25
0,25
Vị trí gặp nhau cách A một khoảng là
l
.
Ta có :
1 1 0
1 1
' '. 50.7, 5 375
' 375 45 420
S V t km
l S S km
= = =
= + = + =
0,25
2
a)Đặt x là khối lợng nớc đá (ở
0

2
5t C=
) vừa đủ để thả vào cốc nớc
làm nớc trong cốc hạ xuống
0
0 C
và làm nớc đá cũng tan hét thành n-
ớc.
khi đó ta có
( ) ( ) ( )
( )
( )
1 1 2 2
3
1 1
5 3
2 2
0 0 (1)
0, 4.42.10 250 20
0,1106 110,6
3,4.10 1,8.10 .5
mc C t xc t x
mc C t
x kg g
c t


+ = +
+
+

= = = =
+
0,25
0,25
Nếu thả 2 viên nớc đá vào cốc thì nớc đá tan hết ( vì
2
2 )m x<
và nhiệt
độ cuối cùng là t.
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
1 1 2 2 2 2 2 1
1 1 2 2 2 2
1 2 1
3 3 5
0
3 3
1 2 0 2 2 0
2 2
2
0,4.4,2.10 250 .20 2.0,02.1,8.10 .( 5) 2.0,02.3,4.10
11,7
0,4.4,2.10 250 2.0,02.4, 2.10
mc C t t m c t m m c t
mc C t m c t m
t
mc C m c
C

+ = + +
+ +
=
+ +
+ +
= =
+ +
0,25
0,25
b)Số cục nớc đá ứng với x là :
2
110,6
5,53
20
x
n
m
= = =
Vậy nếu thả vào cốc 5 viên nớc đá (
1
)n n<
thì nớc đá tan hếtthành nớc
Để trong cốc có hỗn hợp nớc và nớc đá thì phải thả vào ít nhất là 6
viên đá
( để
2
)n n>
, nh vậy phải thả thêm vào
1

' 2 6 2 4n n= = =
viên nớc đá
0,25
0,25
S=AB = 60km
N
B
M
A
V
2
S
2
S
1
V
1
a)Vì vôn kế có điện trở rất lớn nên cờng độ
dòng điện qua vôn kế bằng 0 vậy đoạn
mạch gồm hai nhánh
1 2
R R+
và
3
R R R+ +
mắc
song song với nhau
Với
1 2
12 , 10 , 50

AB
U V R R= = =
dễ dàng tính đ-
ợc
10
CB
U V=
0,25
Khi hai điện trở R mắc nối tiếp thì điện trở mạch nhánh ADB là
3
2 20 2
ADB
R R R R= + = +
và hiệu điện thế
DB
U
gia B và D là :
2 12
. 12.
20 2 10
BD
BD
ADB
R R R
U U
R R R
= = =
+ +
Số chỉ của vôn kế là :
1

12 100 2
10
10 10
CB DB
R R
U U U
R R

= = =
+ +
0,25
0,25
Khi hai điện trở R mắc song song thì điện trở mạch nhánh BD là
2
R
,
của đoạn mạch ADB là
3
20
2 2
R R
R + = +
và hiệu điện thế
12
2
' . 12.
40
20
2
BD

BD
ADB
R
R R
U U
R
R R
= = =
+
+

0,25
0,25
Số chỉ của vôn kế là
2
12 400 2
' 10
40 40
CB DB
R R
U U U
R R

= = =
+ +
0,25
Theo đầu bài ta có
2 1
3U U=
( )

2
20
400 2 3(100 2 )
80 2000 0
100
40 10
R
R R
R R
R loai
R R
=


= + =

=
+ +

Vậy R = 20

1
2U V =
0,25
b) Nếu đoạn mạch BD chỉ có một điện trở R thì
20
BD AD
R R= =
do đó
3

' 6 ' 10 6 4
2
AB
DB AD CD DB
U
U U V U U U V= = = = = =
0,25
4
Khi mắc vôn kế vào hai điểm A và B, thì số chỉ của vôn kế chính là
hiệu điện thế
AB
U
giữa hai điểm đó .
Vậy
110
AB
U V=

0,25
Khi vôn kế mắc giữa hai điểm A và C chỉ 30 V thì hiệu điện thế
AC
U

giữa A và C là 30 , và hiệu điện thế
CB
U
giữa C và B là 110 - 30 = 80
V
0,25
Hai đoạn mạch AC và CB mắc nối tiếp

30 3
(1)
80 8
AC AC
CB CB
R U
R U
= = =

0,25
Gọi
V
R
là điện trở của vôn kế .Điện trở đoạn dây AC là
60
20
3
AC
R = =

và
40
CB
R =
Điện trở của đoạn mạch AC là
.
20
20
V
AC

V
R
R
R
=
+
thay vào (1)
ta có
0,25
0,25
_
+
M
C
B
A
V
A
B
D
C
_
+
U
R
R
R
3
R
2

R
1
V
.
20
3 3
.40 15 60
20 8 8
V
CB V
V
R
R R
R
= = = =
+
Khi mắc vôn kế vào hai điểm C và B thì điện trở toàn mạch AC là 20

, đoạn mạch CB là
.
40
60.40
24
40 60 40
V
CB
V
R
R
R

= = =
+ +
0,25
Số chỉ của vôn kế tức là hiệu điện thế
CB
U
khi đó là :
24
. 110. 60
20 24
CB
CB
AC CB
R
U U V
R R
= = =
+ +
0,25
Khi mắc vô kế giữa A và M, thì
30 ; 20
AM MB
R R= =
và
110.20
44
20 30
MB
U V= =
+

0,25
5 a) S là ảnh thật của vật ảo F tạo bởi gơng
M nên S và F đối xứng với nhau qua g-
ơng phẳng M.Vậy
ã
ã
0
45MIS MIF SI FI= =
0,25
0,25
Tam giác IFS là tam giác vuông cân tại đỉnh I.
. 2 10 2FS FI = =
cm
0,25
b) Vì S là ảnh của F nên :
10IS IF OF OI cm= = =
Vì I là trục quay,
10SI =
cm không đổi nên khi quay gơng S chuyển
động trên đờng tròn nằm trong mặt phẳng , có tâm là I và bán khính
R=
10SI =
cm
0,25
0,25
Theo định luật phản xạ ánh sáng, khi gơng quay một góc

thì góc
tới biến đổi một góc

, góc phản xạ cũng biến đổi một góc

.
0,25
Vì tia tới cố định nên khi quay gơng một góc

tia phản xạ sẽ quay
một góc 2

.
Vậy độ dài cung đờng mà S đi dợc là
' 2 20 ( )SS R cm

= =
0,25
0,25
4
5

4
5

M
F
I
O
L