đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 27

Sở giáo dục và đào tạo
hải dơng

kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9
Năm học
Môn thi: vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: Ngày tháng năm
( Đề gồm 01 trang )
Bài 1 (2,0 điểm)
Có hai ôtô cùng xuất phát tại hai địa điểm A và B chuyển động ngợc chiều
nhau sau một khoảng thời gian thì gặp nhau tại địa điểm C. Các xe chuyển động nh
sau: Xe A, trên nửa quãng đờng đầu chuyển động đều với vận tốc 40km/h; nửa quãng
đờng sau chuyển động đều với vận tốc 60km/h. Xe B, nửa khoảng thời gian đầu
chuyển động đều với vận tốc 35km/h; nửa khoảng thời gian còn lại chuyển động đều
với vận tốc 55km/h nên xe A đã đi đợc quãng đờng dài hơn xe B là 12km. Hỏi sau
thời gian bao lâu thì hai xe gặp nhau?
Bài 2 ( 1,5 điểm)
Ngời ta nung nóng khối hợp kim nhôm-thiếc đến 110
0
C rồi thả vào một ca
nhôm nặng 500g chứa 2lít nớc ở nhiệt độ 20
0
C. Khi có sự cân bằng nhiệt thì nhiệt độ
của nớc là 25
0
C. Biết: khối lợng của hợp kim là 800g; Nhiệt dung riêng của nhôm,
thiếc, nớc lần lợt là 900J/kgK, 230J/kgK, 4200J/kgK. Bỏ qua sự mất nhiệt cho môi tr-
ờng. Tính khối lợng của nhôm và thiếc trong hợp kim?
Bài 3 (2,5 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ nh hình vẽ,

vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Bóng
đèn có ghi ( 6V-3W).
Các điện trở R
1
= 10

, R
2
= R
3
= 15

,
R
MN
= 27

, U
AB
= 24V
a> Khi MC =
1
2
CN. Tính công suất
của đèn, Số chỉ vôn kế, chốt dơng của
vôn kế ở điểm nào?
b> Xác định vị trí của con chạy C để đèn sáng bình thờng?
Bài 4 (2,0 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ. Các ampe
kế A

1
, A
2
,A
3
giống nhau; ampe kế A
4
có điện trở không đáng kể. Ampe kế
A
1
chỉ 3A, A
4
chỉ 2A. R
0
= 4

a> Tính số chỉ các ampe kế A
2
,A
3
.

b> Tính U
AB
,
0
A
R
R
= ?

Bài 5 ( 2,0điểm)
Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, điểm A nằm
trên trục chính ta đợc ảnh A
1
B
1
cao bằng nửa vật. Dịch chuyển vật dọc theo trục chính
lại gần thấu kính một đoạn 20cm ta đợc ảnh dịch chuyển ra xa thấu kính 10cm. Tính
tiêu cự của thấu kính?
Hết
Họ và tên thí sinh Số báo danh
Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị 2
R
3
R
2
R
1
R
0
đáp án và biểu điểm
đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9
Năm học
Bài nội dung điểm
Bài 1
Xét chuyển động của xe A: quãng đờng xe A đi đợc là S
Thời gian đi trong nửa quãng đờng đầu:
1
2
S

v
thời gian đi trong nửa quãng đờng còn lại:
2
2
S
v
tổng thời gian t =
1
2
S
v
+
2
2
S
v
=
1 2
1 2
( )
2 .
S v v
v v
+
vận tốc trung bình v
A
=
1 2
1 2
2 .v vS

t v v
=
+
=48 km/h
Xét chuyển động của xe B: đi hết thời gian t'
quãng đờng đi đợc trong nửa thời gian đầu:
3
'.
2
t v
quãng đờng đi đợc trong nửa thời gian sau:
4
'.
2
t v
quãng đờng xe B đi:
3 3 4
4
' '( )
'
'
2 2 2
t v t v v
t v
S
+
= + =
vận tốc trung bình
3 4
'

' 2
B
v v
S
v
t
+
= =
= 45km/h
giả sử sau khoảng thời gian t hai xe gạp nhau:
48t - 45t = 12

3t = 12

t = 4h
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Bài 2
Khối lợng của nhôm và thiếc lần lợt trong hợp kim là m
1
và m
2
m
1
+ m

2
= 0,8kg (1)
Nhiệt lợng toả ra: Q
toả
= (m
1
C
1
+ m
2
C
2
).85
Nhiệt lợng thu vào:Q
thu
= 0,5.900.5 + 2.4200.5 = 44250J
Phơng trình cân bằng nhiệt: Q
thu
= Q
toả
(900m
1
+ 230m
2
).85 = 44250 (2)
giải (1) và (2) ta đợc m
1
= 0,3 kg, m
2
= 0,5kg

0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Bài 3
a. MC = 1/2CN nên R
4
= 9

,
R
5
= 18

.
Điện trở của đèn
R
Đ
=
2
36
12
3
d
d
U
P
= =
R

5Đ
=
5
5
.
18.12
7, 2
18 12
D
D
R R
R R
= =
+ +
R
345Đ
= R
3
+ R
4
+ R
5Đ
= 15 + 9 + 7,2 = 31,2

R
12
= R
1
+ R
2

= 25

Do R
12
// R
345Đ
nên: U
345Đ
= U
12
= U
AB
= 24V
Cờng độ dòng điện:
I
1
= I
2
=
12
12
24
0,96
25
U
A
R
= =
I
3

= I
4
= I
5Đ
=
345
345
24
0,77
31, 2
D
D
U
A
R
= =
0,25
0,25
R
3
R
2
R
1
R
Đ
R
5
R
4

Hiệu điện thế:
U
1
= I
1
.R
1
= 0,96. 10 = 9,6V
U
3
= I
3
.R
3
= 0,77. 15 =11,55V
Ta có R
Đ
// R
5
nên hiệu điện thế của đènU
Đ
= U
5
=0,77. 7,2 = 5,544V
Công suất của đèn khi đó: P =
2
2
(5,544)
2,56
12

D
D
U
W
R
= =
đèn sáng yếu hơn bình thờng.
Số chỉ của vôn kế: U
PQ
= U
PA
+ U
AQ
= - U
1
+ U
3
= 1,95V
Do U
PQ
>0 Nên chốt dơng của vôn kế tại P, chốt âm tại Q
b. Xét đoạn mạch rẽ:
Để đèn sáng bình thờng U
Đ
= 6V, P
Đ
= 3W

I
Đ

= 0,5A
Ta có (R
Đ
//R
5
) nt R
4
nt R
3
nên I
5Đ
= I
4
= I
3
U
5
= U
Đ
= 6V

U
34
= U
AB
- U
5Đ
= 18V
Cờng độ dòng điện:
Giả sử R

5
= x thì R
4
= 27 - x ( điều kiện 0 < x

27
Ta có R
34
= R
3
+ R
4
= 42 - x
R
5Đ
=
5
5
.
12
12
D
D
R R
x
R R x
=
+ +
I
3

= I
4
= I
34
=
34
34
18
42
U
R x
=

I
5Đ
=
5
6(12 ) 12
12 2
D
D
U x x
R x x
+ +
= =
Ta đợc phơng trình
18 12
42 2
x
x x

+
=

(*)
Giải phơng trình (*) ta đợc x = 19,65 là thoả mãn
Vậy phải điều chỉnh con chạy C sao cho:
R
CN
= 19,65

, R
CM
= 7,35

thì đèn sáng bình thờng
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 4
Điện trở các ampe kế A
1
, A
2
, A
3

lần lợt là R
1
=R
2
=R
3
.
* Trờng hợp dòng điện đi từ M đến N:
I
1
= I
4
+ I
2
=> Số chỉ A
2
: I
2
= 1A
Do A
4
có điện trở không đáng kể nên U
3
= U
1
, mà R
1
=R
3

Số chỉ A
3
: I
3
= I
1
=3A
Tại nút N: I
0
= I
4
+ I
3
= 5A
U
0
= I
0
.R
0
= 5.4 = 20V
mà R
2
// R
0
nên U
2
= U
0
= 20V

Điện trở các ampe kế R
1
=R
2
=R
3
=
2
2
20
U
I
=
Hiệu điện thế của A
1
và A
3
:
U
1
= U
3
= 3.20 = 60V
Hiệu điện thế của mạch:
U
AB
= U
1
+ U
2

= 60 + 20 = 80V
Tỉ số
0
4 1
60 15
A
R
R
= =
0,25
0,25
0,25
0,25
* Trờng hợp dòng điện đi từ N đến M:
Tại nút M: I
2
= I
1
+ I
4
= 5A
Số chỉ A
2
là 5A
Số chỉ A
3
bằng số chỉ A
1
là 3A,
Tại nút N: I

0
= I
3
- I
4
= 1A
U
0
= I
0
.R
0
= 4V
U
2
= U
0
= 4V
Điện trở các ampe kế: R
1
= R
2
= R
3
=
2
2
4
0,8
5

U
I
= =
U
1
= U
3
= 3.0,8 = 2,4V
Hiệu điện thế của mạch: U
AB
= U
1
+ U
2
= 6,4V
Tỉ số
0
4 5
2,4 3
A
R
R
= =

0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 5
Trờng hợp tạo ảnh A

1
B
1
Gọi d
1
,d'
1
, lần lợt là khoảng
cách từ vật và ảnh đến thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
1 1
'
1 1 1 1
1
ABO A B O
A B OA d
AB OA d
= =
:V V
mà AB = 2A
1
B
1



'
1
1
2

d
d =
'
1 1 1 1
1 1
'
' '
'
A B A F d f
OIF A B F
OI OF f

= =:V V


' '
1 1
'
1 1 1
1 1 1d d f
d f f d d

= = +


1
1 3
f d
=
(1)

Dịch chuyển vật lại gần thấu kính một đoạn 20cm đợc ảnh A
2
B
2
d
2
= d
1
+ 20
Trờng hợp tạo ảnh A
2
B
2
. Gọi d
2
,d'
2
, lần lợt là khoảngcách từ vật và
ảnh đến thấu kính
2 2
'
2 2 2 2
2
ABO A B O
A B OA d
AB OA d
= =
:V V
'
2 2 2 2

2 2
'
' '
'
A B A F d f
OIF A B F
OI OF f

= =:V V
' '
2 2
'
2 2 2
1 1 1d d f
d f f d d

= = +
Mà d
2
= d
1
- 20, d'
2
= d'
1
+10
1
, 2
1 1 1 1 1
3 201 1 1 1 2

20 10 20 20 400
d
f d d d d d

= + = + =
+ +
(2)
Từ (1) và (2):
1
2
1 1
3 203
400
d
d d

=



1
60d cm=

f = d
1
:3 = 20cm
Vậy tiêu cự của thấu kính là 20cm
0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
A
1
B
1