Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (1)

PHÒNG GD&ĐT THANH OAI
TRƯỜNG THCS ĐỖ ĐỘNG

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
NĂM HỌC: 2015 – 2016
MÔN: VẬT LÝ 9
(Thời gian làm bài: 120 phút)

Câu 1: Hai xe máy A và B chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng
đi lại gần nhau thì cứ sau 2 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 3 km. Nếu xe A đuổi theo
xe B thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại giảm đi 50m. Tính vận tốc của mỗi xe.
Câu 2: Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc
600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
a. Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt
qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
b. Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
Câu 3: Một khí cầu có thể tích 12m3 chứa khí hiđrô. Biết rằng trọng lượng của vỏ
khí cầu là 100N, trọng lượng riêng của không khí là 12,9N/m3, của khí hiđrô 0,9N/m3.
a. Khí cầu có thể kéo lên trên không một vật nặng bằng bao nhiêu?
b. Muốn kéo một người nặng 62kg lên thì khí cầu phải có thể tích tối thiểu là bao
nhiêu, nếu coi trọng lượng của vỏ khí cầu vẫn không đổi.
Câu 4: Một bình nóng lạnh có ghi 220V - 1100W được sử dụng với hiệu điện thế 220V.
a. Tính cường độ dòng điện chạy qua bình khi đó
b. Tính thời gian để bình đun sôi 11 lít nước từ nhiệt độ 20 0C, biết nhiệt dung riêng
của nước là 4200J/kg.K; bỏ qua nhiệt lượng hao phí.
c. Tính tiền điện phải trả cho việc sử dụng bình như trên trong 30 ngày, biết rằng thời
gian sử dụng trung bình mỗi ngày là 40 phút và giá tiền điện là 1500đ/kW.h.
Câu 5:Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 18V luôn
không đổi. Biết R1 = 5 Ω ,
không đáng kể.

R2 = R4 = R5 = 4 Ω , R3 = 3 Ω . Điện trở của ampe kế và dây nối

a. Khi khoá K mở. Tính điện trở tương đương của mạch và Số chỉ của ampe kế.
b. Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở R x và Ry, khi khoá K đóng và mở
ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.
A
R3
R2
K
+
R1
R5
R4
Hình 2
A
B

1


HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9
.
Môn: Vật lí
Câu 1

3,0 điểm
Gọi vận tốc xe 1 và 2 là v1 và v2 (tính bằng m/s).
+ Khi 2 vật đi ngược chiều:
Quãng đường xe 1 và xe 2 đi được trong 2 phút lần lượt là:
S1 = 120.v1 (1) và S2 = 120.v2 (2)

Khoảng cách giữa 2 vật giảm đi 4,2km => S1 + S2 = 3000 (3)
Thay (1), (2) vào (3): 120v1 + 120.v2 = 3000 ⇔ v1 + v2 = 25 (4)
'
'
+ Khi xe 1 đuổi theo xe 2: S1 = 10.v1 (5) và S 2 = 10.v2 (6)

Khoảng cách giữa chúng giảm 50 m => S1 − S 2 = 50 (7)
Thay (5), (6) vào (7) : 10v1 - 10.v2 = 50 ⇔ v1 – v2 = 5 (8)
Từ (4) và (8) suy ra: v1 = 15m/s; v2 = 10m/s.
4 điểm (a: 2đ và b: 2đ)
+ Vẽ hình:
,

Câu 2
a

,

Điểm
0,25
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
1,0

2 điểm

+ Cách vẽ:
- Lấy S1 đối xứng với S qua G1
- Lấy S2 đối xứng với S qua G2

0,25

- Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ.

0,25
0,25
0,25

Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K

0,25

- Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J
b




Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông là: I và J ; có góc: O = 600

Do đó góc còn lại IKJ = 120

0,50

0

0,25
2


2 điểm

Suy ra: Trong ∆ JKI có:



I 1 + J 1 = 600

I1

Mà các 
cặp góc tới và góc phản xạ:
⇒

I1

Câu 3

+

J1 + J 2

=

0

= 120

Xét ∆ SJI có tổng 2 góc: I + J = 1200
Do vậy:

+

I2

  
I 2 J1 = J 2

ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ)

0,25
0,25
0,5

4 điểm (a: 2 đ; b:2đ)

a

Trọng lượng của khí hiđrô trong khí cầu:
PH = dH . V = 0,9 . 12 = 10,8 (N)
2 điểm Trọng lượng của khí cầu và người:
P = Pv + PH = 100 + 10,8 = 110,8 (N)
Lực đẩy Acsimét tác dụng lên khí cầu:
FA = dkk . V = 12,9 . 12 = 154,8(N)
Trọng lượng tối đa của vật mà khí cầu có thể kéo lên là:

P’ = FA – P = 44(N)

P
Vậy khí cầu có thể kéo một vật có khối lượng: m = 10 = 4,4 (kg)

Gọi Vx là thể tích của khí cầu khi kéo người.
Trọng lượng của khí hiđrô trong khí cầu: P’H = dH . Vx
2 điểm Trọng lượng của người là: PN = 10. 62 = 620 (N)
Trong lượng của khí cầu và người: Pv + P’H + PN
Lực đẩy Acsimét tác dụng lên khí cầu: F’A = dkk . Vx
Muốn bay lên được thì hợp lực tác dụng vào khí cầu phải thỏa điều
kiện: F’A ≥ Pv + P’H + PN  dkk . Vx ≥ 100 + dH . Vx + 620
Vx(dkk – dH) ≥ 720 => Vx ≥ 60 m3

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

B

Câu 4

c
1 điểm

Câu 5
a

2,5
điểm

0,5
0,5

3 điểm (a: 1,0đ; b: 1đ; c: 1đ)

P
1100
a
1 điểm Cường độ dòng điện qua bình: I = U = 220 = 5A

b
1điểm

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

Thời gian đun sôi 11 lít nước ở 200C: Q = m.C. Δt = P.t
=> t = C.m.∆t /P = 4200.11.80:1100 = 3360 (s)= 56 (phút)
Điện năng tiêu thụ trong một tháng:
0

2
Q = P.t × 30 = 1,1 3 .30 = 22 (kW.h)

1.0

0,5
0,5
0,5

Tiền điện phải trả trong một tháng: S = 22 .1500 = 33000 (đồng)
6 điểm

0,5

+ Khi K mở ta có: {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5
+ Điện trở R13: R13 = R1+ R3 = 8 Ω
+ Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = 8 Ω
+ Điện trở R1234 = R13.R24: (R13 + R24 )= 4 Ω
+ Điện trở tương đương cả mạch: RAB = R5 + R1234 = 4 + 4 = 8 Ω
+ Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I = U/Rtd = 2,25A
+ U1234 = I.R1234 = 12 V
+ Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 12V
+ Cường độ dòng điện qua R24 : I24 = U24/R24 = 1,125A
+ Vậy dòng qua Ampe kế là: IA = I24 = 1,125A

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

3

0,25

0,25
0,25
0,25


b

Khi K mở, sơ đồ mạch điện: R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)]
Cường độ dòng điện qua cả mạch:

U
I=
( R + R3 ).( Rx + Ry )
R5 + 1
R1 + R3 + Rx + Ry

3,5
điểm

=

=

0,25

20(4 + Rx + R y )
20
=
4.( Rx + Ry ) 2(4 + Rx + R y ) + 4.( Rx + Ry )
2+

4 + Rx + Ry
10(4 + Rx + Ry )

0,25

(4 + Rx + Ry ) + 2.( Rx + Ry )

(1)

Vì R13 // Rxy nên :

IA
R1 + R3
=
I R1 + R3 + Rx + Ry

⇒

I=

4 + Rx + Ry
4

hay

1
4
=
I 4 + Rx + Ry

(2)

4 + Rx + Ry

10(4 + Rx + R y )

= (4 + R + R ) + 2.( R + R )
x
y
x
y

4
Từ (1) và (2) suy ra:
Biến đổi ⇒
Rx + Ry = 12 Ω
(3)
⇒
Từ (3)
0 < Rx; Ry < 12
(4)
Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry)

I' =
Cường độ dòng điện trong mạch chính:
20

I' =
2+

0,5

Ry
3Rx
+
3 + Rx 1 + R y

=

0,25
0,25

20
R .R
R .R
R5 + 1 x + 3 y
R1 + Rx R3 + R y

20
2+

3Rx
12 − Rx
+
3 + Rx 13 − Rx

IA
R1
1
3

3 + Rx
=
=
I' =
'
'
R1 + Rx  I 3 + Rx hay
3
Vì R1 // Rx nên: I
(6)
3 + Rx
=
Từ (5),(6)=> 3

20(3 + Rx )(13 − Rx )
2(3 + Rx )(13 − Rx ) + 3Rx (13 − Rx ) + (12 − Rx )(3 + Rx )
⇔ 6Rx2 – 128Rx + 666 = 0

Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm
Rx1 = 12,33 Ω và Rx2 = 9 Ω
Theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9 Ω
Suy ra Ry = 12 – Rx = 12 – 9 = 3 Ω
Vậy Rx= 9 Ω ; Ry = 3 Ω .
4

0,5

0,25
0,25

0,25
0,5