Đề thi HSG Vật lý 9 huyện Vĩnh Tường năm 2013-2014

PHÒNG GD&ĐT VĨNH TƯỜNG ĐỀ KHẢO SÁT HSG NĂM HỌC 2013-2014 MÔN: VẬT LÍ LỚP: 9 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1: Trong một buổi tập thể lực, hai vận động viên A và B chạy N P vòng quanh trên một con đường MNPQ có dạng một hình chữ v nhật. Họ đồng thời xuất phát tại hai vị trí A 0 và B0 cách nhau một B1 đoạn L nằm trên cạnh MN (Hình 1). Hai người chạy đuổi nhau L v theo cùng chiều và có cùng một cách chạy. Khi chạy trên MN 0 hoặc PQ thì chạy với vận tốc có độ lớn là v 1, khi chạy trên NP A1 hoặc QM thì chạy với vận tốc có độ lớn v2. Thời gian chạy trên M Q 0 MN, trên NP, trên PQ và trên QM là như nhau. Cho MQ = 2MN. Hình 1 trên cạnh a.Tính v2/v1 và khoảng cách giữa hai vận động viên A và B khi hai người cùng chạy NP. b.Tính khoảng cách lớn nhất và nhỏ nhất giữa hai vận động viên A và B trong quá trình chạy trên. Câu 2: Một cái nồi bằng nhôm chứa nước ở 25 0C, cả nước và nồi có khối lượng 3kg. Đổ thêm vào nồi 1 lít nước sôi thì nhiệt độ của nước trong nồi là 45 0C. Hãy cho biết : Phải đổ thêm bao nhiêu lít nước sôi nữa để nhiệt độ của nước trong nồi là 60 0C. Bỏ qua sự mất mát nhiệt ra môi trường ngoài trong quá trình trao đổi nhiệt, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m 3 Câu 3: Hai g¬ng G1 vµ G2 quay mÆt ph¶n x¹ vµo nhau vµ hîp víi nhau mét gãc  < 1800 . a . Chøng minh mét tia s¸ng SI1 ( n»m trong mÆt ph¼ng vu«ng víi c¹nh cña hai g¬ng ) sau khi chiÕu vµo G1 th× ph¶n x¹ tiÕp trªn G2 sÏ cho tia ph¶n x¹ hîp víi SI1 mét gãc kh«ng phô thuéc vµo gãc tíi cña SI1. b . §Æt mét ®iÓm s¸ng S vµo gi÷a hai g¬ng th× ¶nh cña S qua G1 c¸ch S lµ a1 = 12 cm, cßn ¶nh cña S qua G2 c¸ch S lµ a2 = 16 cm. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ¶nh ®ã lµ 20 cm. T×m . Câu 4: U Cho 4 điện trở khác nhau có giá trị : 100  , 200  , 300  , 400  , mắc với vôn kế và ampe kế như hình vẽ 2. Hiệu điện thế U=220V không đổi, vôn kế chỉ 180V, R1 R3 ampe kế chỉ 0,4A. Hãy xác định giá trị cụ thể của R 1, R2, R3, R4. Biết ampe kế và vôn kế lí tưởng. Câu 5 : V R2 R4 A Một hộp kín có 4 đầu ra bên trong là một mạch điện gồm các điện trở có giá trị như nhau và bằng R, khi đo điện trở ở 2 đầu bất kì ta được : R12= R13= R14=R23= R24= R34 = Xác định sơ đồ mạch điện bên trong hộp kín và số điện trở tối thiểu . Cán bộ coi khảo sát không giải thích gì thêm Họ và tên học sinh dự thi:………………………………………;SBD:…… . PHÒNG GD&ĐT VĨNH TƯỜNG HD CHẤM KHẢO SÁT HSG NĂM HỌC 2013-2014 MÔN: VẬT LÍ LỚP: 9 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1(2,5đ ) Nội dung cần đạt Điểm - Cùng thời gian t để 1 vật đi hết từng đoạn MN, MQ ta có: MN = v1t; (1) MQ = v2t (2) Chia vế với vế của (2) cho (1) với giả thiết: MQ = 2MN được: v2/v1 = 2 (3) - Khi B đến N thì A còn cách N một khoảng L, kể từ lúc này thời gian để A đến N (với vận tốc v1) là: t’= L/v1 Trong thời gian đó, B đi trên NP (với vận tốc v2) được đoạn dài: L’ = v2.t’ = v2.(L/v1) = 2L (thay ở (3) vào được) Ta thấy khi A và B đi trên 1 đoạn thẳng cùng vận tốc như nhau thì khoảng cách của chúng không thay đổi, do đó khi đi trên đoạn NP thì khoảng cách giữa 2 người không đổi là 2L b. -Theo ý a được khoảng cách giữa 2 người khi cùng chuyển động trên cùng 1 đoạn chiều rộng hình chữ nhật là L còn trên cùng 1 đoạn chiều dài là 2L (không đổi) (4) -Xét quá trình 2 người không cùng đi trên một đoạn thẳng. Lúc này hai người chuyển động trên hai đoạn giao nhau tại O (O có thể là M, N, P, hoặc Q): người đi trước với vận tốc v 2 đang ra xa O, người đi sau với vận tốc v 1 đang lại gần O. Sau thời gian t (bất kì) từ lúc người trước bắt đầu rời O (khi đó người sau ở J cách O một khoảng L) ta có khoảng cách giữa 2 người là: Thời gian t để người sau đi với vận tốc v1 tối đa là hết đoạn L thì đến O nên ta có: O v2t A d L B v1t Kết hợp (*) được: J Trong trường hợp còn lại người đi trước với vận tốc v 1 đang ra xa O, người 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 đi sau với vận tốc v2 đang lại gần O. Ta thấy lúc này chính là kết 2 người 0,25 trong trường hợp trên đi lùi lại với vận tốc vẫn như cũ bởi vậy lúc này vẫn thu được kết quả như ở (5) Tổng hợp các kết quả của (4) và (5) ta được kết luận: khoảng cách cực tiểu giữa 2 người là , khoảng cách cực đại giữa 2 người là 2L, 0,25 2(2,0đ ) Gọi khối lượng, nhiệt dung riêng của nồi nhôm và nước trong nồi nhôm lần lượt là : m’, C’ và m, C Theo đề : m + m’ = 3 kg (1) 0,5 -3 3 Khi đổ vào nồi V = 1 lít = 10 m nước sôi vào thì nhiệt độ cân bằng là 450C ta có : ( m.C + m’.C’ ) ( 45-25 ) = V.D .C.(100 – 45 ) 0,5  m.C + m’.C’ = 2,75 .C .D.V (2) Giả sử ta phải đổ thêm V’ lít nước vào thì nhiệt độ cân bằng là 600C ta có : ( m.C + m’.C’ + D.V.C ) ( 60 – 45 ) = D.V’.C. ( 100 -60 )  m.C + m’.C’ + D.V.C = 8 .D.V’.C 3 (3) 0,5 Thay (2) vào (3) ta có : 2,75 .C .D.V + D.V.C = 8 .D.V’.C 3  V’ = 45 (lít ) 32 0,5 U R1 V R3 R4 R2 3(2,5đ ) A 0,25 Sơ đồ mạch điện : [ ( R1 nt R3 )//R2 ] nt R4 Từ sơ đồ mạch điện và đề bài ta có : U4 = IA .R4= 0,4.R4 Và Uv= 180 (V) = U3 + U4  U3 = 180 – 0,4 R4  U1 = 40 (V) Mặt khác U= Uv + U1 0,5 0,25 0,5 R3 U 3  R U1 1 Từ sơ đồ R1 nt R3 nên Ta có bảng sau : R4 (  ) U3=180–0,4 R4 R3 U 3 U 3  R1 U 1 = 40 100 140 200 100 300 60 400 20 7 2 5 2 3 2 1 2 0,5 Vì bốn điện trở có các giá trị 100  ,200  ,300  ,400  nên kết hợp với bảng trên thì khi R4 =400  ,R3= 100  ,R1= 200  và R2= 300  là phù 0,5 hợp. a. G1 Chøng minh gãc I2GS =2 I1 Chøng tá gãc I2GS G kh«ng phô thuéc M S vµo gãc tíi cña tia SI1 b. SS1 = 12 cm G1 SS2 = 16 cm O G2 S1S2 = 20 cm I2 H1 XÐt tam gi¸c SS1S2 cã 2 2 2 2 2 S X S SS1 + SS2 = 12 + 16 = 400 = S1S2 1 0 Suy ra gãc S1SS2 = 90 Mµ + góc S1SS2 = 1800 H2 VËy = 900  4(2,0đ ) Hình vẽ đúng cho 0,5 Chứng minh : 0,5  O S2 G2 Hình vẽ : 0,25 Tính đúng :0,7 5 Theo đề bài thì mạch điện bên trong hộp kín gồm 6 điện trở ,được mắc trên các cạnh của hình tứ diện như hình vẽ . 3 5(1,0đ ) 0,25 1 2 4 Do tính đối xứng suy ra vai trò của 1,2,3,4 là như nhau nên ta chỉ cần 0,25 chứng minh điện trở tương đương của điểm 1 và 2 bằng R/2 là đúng . Trong mạch điện xuất hiện nhiều mạch cầu cân bằng ,nếu mắc ở hai điểm bất kì bằng một nguồn điện có hiệu điện thế U thì mạch điện trên tương đương với mạch điện : R R R Từ mạch điện trên ta có : R 0,25 R Rtđ = R/2 đúng . 0,25 Gi¸m kh¶o lu ý: - Ngoµi ®¸p ¸n trªn nÕu häc sinh lµm theo c¸ch kh¸c mµ ®óng bản chất vµ ®ñ c¸c bíc th× vÉn cho ®iÓm tèi ®a. - Trong mçi bµi nÕu häc sinh kh«ng ghi ®¬n vÞ cña c¸c ®¹i lîng cÇn t×m hai lÇn hoÆc ghi sai ®¬n vÞ th× trõ 0,25 ®iÓm cho toµn bµi.