Đề thi HSG Vật lý 9 tỉnh Hải Dương năm 2012-2013

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn thi: VẬT LÍ Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 27/3/2013 Đề thi gồm: 01 trang Câu 1. (1,5 điểm) Cho các dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi; một điện trở R 0 đã biết trị số và một điện trở Rx chưa biết trị số; một vôn kế có điện trở Rv chưa xác định. Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv và điện trở Rx. Câu 2. (1.5 điểm) Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc v 1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v2. Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Nếu xe đi từ N xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một lúc. Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h. a. Tính quãng đường MN. b. Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa. Câu 3. (1.5 điểm) Dùng một ca múc nước ở thùng chứa nước A có nhiệt độ t 1 = 800C và ở thùng chứa nước B có nhiệt độ t2 = 200 C rồi đổ vào thùng chứa nước C. Biết rằng trước khi đổ, trong thùng chứa nước C đã có sẵn một lượng nước ở nhiệt độ t 3 = 400C và bằng tổng số ca nước vừa đổ thêm vào nó. Tính số ca nước phải múc ở mỗi thùng A và B để có nhiệt độ nước ở thùng C là t4 = 500C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa và ca múc. Câu 4. (1,5 điểm) R R A R D P Q Cho mạch điện như hình H1: + Biết vôn kế V1 chỉ 6V, V2 vôn kế V2 chỉ 2V, các vôn kế giống nhau. Xác định UAD. V1 Câu 5. (2,0 điểm) H1 Cho mạch điện như hình H2: Khi chỉ đóng khoá K 1 thì mạch điện tiêu thụ công suất là P1, khi chỉ đóng khoá K2 thì mạch điện tiêu thụ công suất là P2, khi mở cả hai khoá thì mạch điện tiêu thụ công suất là P 3. Hỏi khi đóng cả hai khoá, thì mạch điện tiêu thụ công suất là bao nhiêu? C R1 K1 H2 K2 R2 R3 +U - Câu 6. (2,0 điểm) Vật sáng AB là một đoạn thẳng nhỏ được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA bằng 10cm. Một tia sáng đi qua B gặp thấu kính tại I (với OI = 2AB). Tia ló ra khỏi thấu kính của tia sáng này có đường kéo dài đi qua A. a. Nêu cách dựng ảnh A’B’của AB qua thấu kính. b. Tìm khoảng cách từ tiêu điểm F đến quang tâm O. ………………Hết……………… Họ tên thí sinh:…………………………….Số báo danh………………. Chữ kí giám thị 1………………………….Chữ kí giám thị 2………………….. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn thi: VẬT LÍ Ngày 27 tháng 3 năm 2013 Hướng dẫn chấm gồm : 04 trang HƯỚNG DẪN CHẤM I. HƯỚNG DẪN CHUNG - Thí sinh làm bài theo cách riêng nhưng đáp ứng được yêu cầu cơ bản vẫn cho đủ điểm. - Việc chi tiết hoá điểm số ( nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch với hướng dẫn chấm và được thống nhất trong Hội đồng chấm. - Sau khi cộng điểm toàn bài, điểm để lẻ đến 0,25 điểm. II. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CÂU NỘI DUNG a) Cở sở lý thuyết: Xét mạch điện như hình vẽ: Gọi U là hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch U1 là số chỉ của vôn kế. Mạch gốm (R1//R0) nt Rx, theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: + ĐIỂM _ 0,25 R R 0 x H1 V (1) Xét mạch điện khi mắc vôn kế song song Rx Gọi U2 là số chỉ của vôn kế Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx). Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: + R Câu 1 ( 1,5 đ) 0 0,25 _ R (2) x V Chia 2 vế của (1) và (2) => H2 b) Cách tiến hành: Dùng vôn kế đo hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là U Mắc sơ đồ mạch điện như H1, đọc số chỉ của vôn kế là U1 Mắc sơ đồ mạch điện như H2, đọc số chỉ của vôn kế là U2 Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định được Rx Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm được Rv c) Biện luận sai số: Sai số do dụng cụ đo. Sai số do đọc kết quả và do tính toán, Sai số do điện trở của dây nối Câu 2 a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S ( 1,5 đ) Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (a) Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2. Ta có: 0,25 ( b) Theo bài ra ta có : hay Thay giá trị của vM ; vN vào ta có S = 60 km. Thay S vào (a) và (b) ta tính được t1=2h; t2=1,5 h b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau. Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là: nếu (1) nếu (2) nếu (3) nếu (4) Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi . Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4): 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60 Giải phương trình này ta tìm được R I P I1 Iv R 1 Câu 4 0,25 0,25 Q I2 Iv V2 R 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 D 2 V1 Theo sơ đồ mạch điện ta có: UMN = IR + Uv1 = IR + 6 0,25 và vị trí hai xe gặp nhau cách N là SN = 37,5km Gọi : c là nhiệt dung riêng của nước, m là khối lượng nước chứa trong một ca . n1 và n2 lần lượt là số ca nước múc ở thùng A và B ( n1 + n2 ) là số ca nước có sẵn trong thùng C Nhiệt lượng do n1 ca nước ở thùng A khi đổ vào thùng C đã tỏa ra là Q1 = n1.m.c(80 – 50) = 30cmn1 Nhiệt lượng do n2 ca nước ở thùng B khi đổ vào thùng C đã hấp Câu 3 thu là ( 1,5 đ) Q2 = n2.m.c(50 – 20) = 30cmn2 Nhiệt lượng do ( n1 + n2 ) ca nước ở thùng A và B khi đổ vào thùng C đã hấp thụ là Q3 = (n1 + n2)m.c(50 – 40) = 10cm(n1 + n2) Phương trình cân băng nhiệt Q2 + Q3 = Q1 30cmn2 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn1 2n2 = n1 Vậy khi múc n ca nước ở thùng B thì phải múc 2n ca nước ở thùng A và số nước đã có sẵn trong thùng C trước khi đổ thêm là 3n ca Gọi điện trở các vôn kế là Rv, các dòng điện trong mạch như hình vẽ: A 0,25 C 0,25 (1) Uv1 = I1R + Uv2 = I1R + 2 Từ (2) ta có: I1 = (2) Theo sơ đồ ta có: I1 = I2 + Iv2 = (1,5 đ ) Từ (2) và (3) ta có: = = (3) + = (4) 0,25 0,25 Thay (4) vào (1) ta có: UAD = 16(V) * Khi chỉ đóng khoá K1: P1= (1) 0,25 * Khi chỉ đóng khoá K2: P2= (2) 0,25 * Khi mở cả hai khoá K1 và K2: P3= 0,25 R1+R2+R3 = Câu 5 (2,0 đ) 0,25 0,25 Rv = R Theo sơ đồ ta có: I = I1 + Iv1 thay số : I = 0,25 * Khi đóng cả hai khoá K1và K2: (3) 0,25 =U2 P= 0,25 (4) * Từ (3) ta có: R2=U2 0,50 (5) * Thay các giá trị từ (1), (2), (5) vào (4) ta được: 0,25 P = P1+P2+ Câu 6 (2,0 đ) a (1.0) Dựng ảnh A'B' của AB như hình vẽ: + Từ B vẽ tia BO, cho tia ló truyền thẳng trên đường kéo dài cắt BI tại B’ + Từ B’ dựng đường vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A’, ta dựng được ảnh A’B’ (Nếu không vẽ mũi tên chỉ hướng truyền ánh sáng trừ 0,25 đ) B’ B A, Do 0,25 H A O I b (1.0) 0,25 F 0,50  AB là đường trung bình của  B'OI vì vậy B' là trung điểm của B'O  AB là đường trung bình của  A'B'O  OA' = 2OA = A'B' = 20 (cm) Do nên OH là đường trung bình của FA'B'  = OA' = 20 (cm) Vậy tiêu cự của thấu kính là: f = 20 (cm) 0,25 0,25 0,25 0,25