đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương 2009-2010 (kèm đáp án) đề 31

Sở giáo dục và đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9
Hải dơng năm học .
Môn thi: vật lý. Mã số:
Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: Ngày tháng năm
(Đề thi gồm 02 trang)
Bài 1 (2,0 điểm)
Từ thành phố A vào lúc 8 giờ một ngời đi xe đạp đến thành phố B cách A 90 km. Sau
đó 30 phút một ngời đi xe máy cũng khởi hành từ A đến B, vào lúc 9 giờ ngời đi xe máy v-
ợt ngời đi xe đạp. Đến thành phố B ngời đi xe máy nghỉ lại 30 phút, sau đó quay về thành
phố A với vận tốc nh cũ và gặp lại ngời đi xe đạp lúc 12 giờ 40 phút. Xác định:
a) Ngời đi xe máy, ngời đi xe đạp đến thành phố B lúc mấy giờ?
b) Vẽ đồ thị chuyển động của 2 ngời trên cùng một hệ trục toạ độ.
Cho rằng trong suốt quá trình chuyển động vận tốc của hai ngời không đổi.
Bài 2 (2,0 điểm)
Một bình hình trụ có bán kính đáy là R
1
= 20cm chứa nớc ở nhiệt độ t
1
= 20
0
C đặt trên
mặt bàn nằm ngang. Ngời ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R
2
= 10cm ở
nhiệt độ t
2
= 40
0
C vào bình thì khi cân bằng mực nớc trong bình ngập chính giữa quả cầu.
Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nớc, quả cầu với bình và môi trờng; cho biết khối lợng riêng

của nớc là D
1
= 1000kg/m
3
và của nhôm là D
2
= 2700kg/m
3
; nhiệt dung riêng của nớc là c
1
= 4200J/kg.K và của nhôm là c
2
= 880J/kg.K.
a) Tìm nhiệt độ của nớc khi cân bằng nhiệt ?
b) Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t
3
= 15
0
C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lợng
riêng của dầu là D
3
= 800kg/m
3
, nhiệt dung riêng của dầu là c
3
= 2800J/kg.K; bỏ qua sự
trao đổi nhiệt giữa nớc, quả cầu và dầu với bình và môi trờng. Hãy xác định: nhiệt độ của
hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình.
Cho biết công thức tính thể tích hình cầu là V
cầu

=
4
3

R
3
cau
(V
cầu
là thể tích, R
cầu
là bán
kính hình cầu, lấy



3,14) ; thể tích hình trụ là V
trụ
=

R
2
tru
h (V
trụ
là thể tích, R
trụ
là bán
kính đáy, h là chiều cao của hình trụ, lấy

3,14).
Bài 3 (2,5 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó R
o
là điện trở toàn
phần của biến trở, R
b
là điện trở của bếp điện. Cho R
b
= R
o
,
điện trở của dây nối không đáng kể, nguồn điện có hiệu
điện thế U không đổi, con chạy C nằm ở chính giữa biến trở.
a) Tính hiệu suất mạch điện? coi công suất tiêu thụ trên
bếp điện là có ích.
b) Mắc thêm một đèn loại 6V 3W song song với đoạn AC của biến trở. Hỏi muốn
đèn sáng bình thờng thì hiệu điện thế U của nguồn điện và biến trở R
o
phải thỏa mãn
điều kiện nào?
Bài 4 (2,0 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ, U
MN
= 5V. Công suất tiêu thụ trên các đèn: P
1
= P
4

= 4W,
U
R
o
R
b
A
B
C
P
2
= P
3
= 3W, P
5
= 1W. Bỏ qua điện trở của dây nối. Tính điện trở các bóng đèn và cờng độ
dòng điện qua mỗi đèn.
Bài 5 (1,5 điểm)
Hai điểm sáng S
1
va S
2
cùng nằm trên trục chính, ở về hai bên của một thấu kính hội
tụ, cách thấu kính lần lợt là 6cm và 12cm. Khi đó cho ảnh của S
1
và ảnh của S
2
tạo bởi thấu
kính là trùng nhau.
a) Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo thành ảnh trên.

b) Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính.

Hết
M

1

2

5

4

3
N
Biểu điểm và đáp án
đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 9
Năm hoc :
Bài Nội dung Điểm
Bài 1
(2 đ)
a)
Gọi v
1
là vận tốc ngời đi xe đạp, v
2
là vận tốc ngời đi xe máy.
C là điểm gặp nhau lần thứ nhất, D là điểm gặp nhau lần thứ hai.
Ta có: AC = v
1

t
1
=v
2
t
2
(t
1
=1h, t
2
=1/2h) v
1
.1 = v
2
.
2
1
v
2
= 2v
1
(1)
Lần gặp thứ hai ta có: v
1
.t
1
' + v
2
.

t
2
' = 2.AB (t
1
' =
3
2
4
h ; t
2
'=
3
2
3
h)
v
1
.
3
2
4
+ v
2
.
3
2
3
= 2.90 14 v
1
+ 11v

2
= 540 (2)
Từ (1) và (2) giải ra ta có: v
1
= 15km/h , v
2
= 30km/h
Thời gian ngời đi xe máy đi từ thành phố A đến thành phố B là:
2
v
AB
Xe máy đến thành phố B lúc: 8 h 30 ph +
30
90
h = 11h 30ph
Thời gian ngời đi xe đạp đi từ thành phố A đến thành phố B là:
1
v
AB
Xe đạp đến thành phố B lúc: 8h +
15
90
h = 14h
b) Đồ thị chuyển động của hai ngời:

0,25 điểm
0,25 điểm
0,5 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm

0,5 điểm
Bài 2
(2 đ)
a) Tìm nhiệt độ của nớc khi cân bằng nhiệt:
Khối lợng của nớc trong bình là: m
1
= V
1
D
1
= (

R
2
1
.R
2
-
3
2
1 4
. .
2 3
R

)D
1
, thay số ta tính đợc: m
1

10, 47kg
Khối lợng của quả cầu: m
2
= D
2
.V
2
=
3
2
4
.
3
R

.D
2
, thay số ta đợc m
2



11,30kg
Từ điều kiện bài toán đã cho, ta có phơng trình cân bằng nhiệt:
c
1
m
1
(t t

1
) = c
2
m
2
(t
2
t), do đó ta có nhiệt độ của nớc khi cân
bằng nhiệt:
t =
1 1 1 2 2 2
1 1 2 2
c m t c m t
c m c m
+
+
, thay số ta tính đợc t
23,7
0
C
b) Tính nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên
đáy bình :
Tính khối lợng của dầu m
3

: do thể tích của dầu và nớc bằng nhau
nên khối lợng của dầu là : m
3
=
1 3

1
m D
D
, thay số m
3


8,38kg
Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ là t
x
, ta có phơng trình :
c
1
m
1
(t t
x
) + c
2
m
2
(t t
x
) = c
3
m
3
(t
x
t

3
)

t
x
=
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
A
C
D
B
. . . . . . .
.
S(km)
t(h)
8 8 9 10 11 11 12 12 14 15
Xe p
Xe mỏy
A
B

1

2

3

4

5
>
>
> >
M
N
M
I
N
O
F '
F S
S
S '
1
2