Đề thi học sinh giỏi Cấp tỉnh môn Vật Lý Lớp 9 - Sở giáo dục và đào tạo Tuyên Quang

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS -- TUYÊN QUANG MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2008 - 2009 Đề chính thức Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề này có 01 trang F BA Bài 1(3 điểm): Ba người đi xe đạp đều xuất phát từ A đi về B. Người thứ nhất đi với vận tốc v1 = 8km/h. Sau 15phút thì người thứ hai xuất phát với vận tốc là v2=12km/h. Người thứ ba đi sau người thứ hai 30 phút. Sau khi gặp người thứ nhất, người thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ ở cách đều người thứ nhất và người thứ hai. Tìm vận tốc của người thứ ba. Bài 2(4 điểm): Cho hệ ròng rọc như hình vẽ 1. Biết vật B có trọng lượng P = 30N, các ròng rọc giống nhau. 1. Bỏ qua ma sát, khối lượng của ròng rọc và dây nối: a. Tính F để hệ cân bằng. b. Khi vật B chuyển động đều đi lên 3cm thì F dời điểm đặt đi bao nhiêu? Hình vẽ 1 2. Vì ròng rọc có trọng lượng nên hiệu suất của hệ là 80%. Tính trọng lượng của mỗi ròng rọc. Bài 3(3 điểm): Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng m2 = 300g thì sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi. Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ? (Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K; c2 = 880J/kg.K. Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn A B α G1 G2 Bài 4(3 điểm): Hai gương phẳng G1 và G2 được bố trí hợp với nhau một góc α như hình vẽ 2. Hai điểm sáng A và B được đặt vào giữa hai gương. 1. Trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ A phản xạ lần lượt lên gương G2 đến gương G1 rồi đến B. 2. Giả sử ảnh của A qua G1 cách A là 12cm và ảnh của A Hình vẽ 2 qua G2 cách A là 16cm; khoảng cách giữa hai ảnh đó là 20cm. R5 1 R3 C D 2 R4 A B Hình vẽ 3 Tính góc α. Bài 5(3 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 3. Đèn 1 có ghi 3V - 6W, đèn 2 có ghi 6V -3W; R5 = 2,4 Ω; hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch UAB = 15V. Biết rằng cả hai đèn đều sáng bình thường. Tính R3 và R4 Bài 6(4 điểm): Trong mạch điện hình vẽ 4. Đ1 Đ4 B A Đ3 Đ5 Đ2 Cho biết các đèn Đ1 : 6V - 6W; Đ2 : 12V - 6W; Đ3 : 1,5W. Khi mắc hai điểm A, B vào một hiệu điện thế U thì các đèn sáng bình thường. Hãy xác định: 1. Hiệu điện thế định mức của các đèn Đ3, Đ4, Đ5. 2. Công suất tiêu thụ của cả mạch, Hình vẽ 4 biết tỉ số công suất định mức hai đèn cuối cùng là 5/3. ----------------Hết------------------ ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ LỚP 9 Năm học 2008 – 2009 Bài Nội Dung Điểm 1 Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất đã đi được quãng đường là S1 =v1.t1 = 8. 0,75 =6km Người thứ hai đã đi được quãng đường là S2 =v2.t2 = 12.0,5 =6km Gọi t là thời gian người thứ ba đi đến gặp ngườ thứ nhất v3. t = s1 + v1. t => t= (1) Sau t’=t + 0,5 hthì Quãng đường người thứ nhất đi được là l1 = s1 + v1. t’ = 6 + 8(t + 0,5) Quãng đường người thứ hai đi được là L2 = s2 + v2. t’ = 6 + 12(t + 0,5) Quãng đường người thứ ba đi được là L3 = v3. t’ = v3 . (t + 0,5) Theo dề bài ta có l2- l3 = l3- l1 => l2+l1 = 2 l3 6 + 8(t + 0,5)+ 6 + 12(t + 0,5) =2 v3 . (t + 0,5) 12 = ( 2v3 - 20) . (t + 0,5) (2) Thay (1) vào (2) ta có phương trình v32 -18 . v3 + 56 =0 Hai nghiệm của phương trình là v3= 4km/h (Loại vì v3 <v1 ,v2) v3= 14km/h 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 2 1.Bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc, và dây nối F BA a. mỗi ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực = > 3 ròng rọc động cho ta lợi 23 = 8 lần về lực. + Khi hệ cân bằng : F = P/8 = 3,75N b, Khi vật B chuyển động đều đi lên 3 cm : + Ròng rọc 4 đi lên 3 cm, đoạn dây 3 dịch chuyển một đoạn 6 cm + Ròng rọc 3 đi lên 6 cm, đoạn dây 2 dịch chuyển một đoạn 12 cm + Ròng rọc 2 đi lên 12 cm, đoạn dây 1 dịch chuyển một đoạn 24 cm Vậy điểm đặt lực F rời đi một đoạn S = 24 cm. c. Khi hệ cân bằng (theo hình vẽ): + Ròng rọc 4 : P + Prr =2 T3 => T3 =(P + Prr)/2 + Ròng rọc 3 : T3+Prr=2T2 => T2 = (T3+ Prr)/2 => T2 = (P + 3Prr)/4 + Ròng rọc 2 : T2+Prr =2T1 => T1 = (T2+ Prr)/2 => T1 = (P + 7Prr)/8 + Ròng rọc 1 : F = T1 = (P + 7Prr)/8 => Prr = (8F - P)/7 (1). Mặt khác ta có : H = Ai/AF => AF = Ai/H =>F = 3P/24H = 4,6875 N Vậy trọng lượng mỗi ròng rọc: Prr =1,0714 N 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 3 Gọi Q1 và Q2 là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun, ta có: ; (m1, m2 là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu). Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt toả ra càng lớn. Do đó: Q1 = kt1 ; Q2 = kt2 ; (k là hệ số tỉ lệ nào đó) Ta suy ra: ; Lập tỷ số ta được : hay: t2 = () t1 = ().10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 4 a/-Vẽ A’ là ảnh của A qua gương G2 bằng cách lấy A’ đối xứng với A qua G2 - Vẽ B’ là ảnh của B qua gương G1 bằng cách lấy B’ đối xứng với B qua G1 A A B B . B’ A’’AA A’ J I - Nối A’ với B’ cắt G2 ở I, cắt G1 ở J - Nối A với I, I với J, J với B ta được đường đi của tia sáng cần vẽ b/ Gọi A1 là ảnh của A qua gương G1 ; A2 là ảnh của A qua gương G2 Theo giả thiết: AA1=12cm AA2=16cm, A1A2= 20cm A A A2 .A1 Ta thấy: 202 =122+162 .Vậy tam giác AA1A2 là tam giác vuông tại A suy ra 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 5 R5 1 R3 C D 2 R4 A B I1 I2 I3 I4 I U1= UAC = 3V ; U2 = UCD= 6V ; Mặt khác: UAC + UCD +UDB = UAB => UDB= UAB – U1 – U2 = 15 – 3 – 6 = 6V Cường độ dòng điện mạch chính chạy qua R5 : Cường độ dòng qua R3: I3= I – I1 = 0,5A Vậy Cường độ dòng qua R4: I4= I – I2 = 2A Vậy 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 6 1.Dòng định mức của Đ1, Đ2 là: I1 = 6/6 = 1A; I2 = 6/12 = 0,5A - Dòng qua Đ3 là: I3 = I1 – I2 = 0,5A; chạy từ C đến D. - Hiệu điện thế định mức của Đ3, Đ4, Đ5 là: U3 = P3 / I3 = 3V U4 = U1 + U3 = 6 + 3 = 9V; U5 = U2 – U3 = 12 – 3 = 9V 2. Công suất định mức của Đ4; Đ5 là: P4 = I4 U4 = 9I4; P5 = I5 U5 - Với: I5 = I4 + I3 = I4 + 0,5 → P5 = (I4 + 0,5)9 = P4 + 4,5 (*) - Theo đầu bài: - Giải (*) ta được: P4 = 6,75W; P5 = 11,25W - Công suất tiêu thụ toàn mạch: P = P1 + P2 + P3 + P4 + P5 = 6 + 6 + 1,5 + 6,75 + 11,25 = 31,5W 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5