Tài liệu đề thi học sinh giỏi vật lí 9 có đáp án 18

Trêng thcs §Þnh Hng §Ò thi m«n: VËt lý 9 Thêi gian lµm bµi: 150 phót Hä vµ tªn ngêi ra ®Ò: TrÞnh ThÞ T×nh C¸c thµnh viªn thÈm ®Þnh ®Ò: Bïi V¨n Hïng §Ò thi C©u1(3,5®iÓm): Mét ®oµn tµu ho¶ chuyÓn ®éng ®Òu víi vËn tèc 54km/h, gÆp mét ®oµn tµu ho¶ kh¸c (dµi 180m) chuyÓn ®éng song song, ngîc chiÒu víi vËn tèc 36km/h. Mét hµnh kh¸ch ®i trong mét toa cña ®oµn tµu thø nhÊt víi vËn tèc 1m/s. Hái ngêi hµnh kh¸ch nµy thÊy ®oµn tµu thø hai qua tríc mÆt m×nh trong bao l©u? Gi¶i bµi to¸n trong hai trêng hîp: a) Ngêi hµnh kh¸ch chuyÓn ®éng ngîc chiÒu víi ®oµn tµu thø hai. b) Ngêi hµnh kh¸ch chuyÓn ®éng cïng chiÒu víi ®oµn tµu thø hai. C©u2(4®iÓm): Muèn cã 100 Kg níc ë nhiÖt ®é 300C ngêi ta ph¶i ®æ bao nhiªu níc ë nhiÖt ®é 0 20 C vµo bao nhiªu níc ®ang s«i (bá qua sù hao phÝ)? C©u3(4®iÓm): Ba g¬ng ph¼ng (G1), (G2), (G3) ®îc l¾p thµnh mét l¨ng trô ®¸y tam gi¸c c©n nh h×nh vÏ Trªn g¬ng (G1) cã mét lç nhá S. Ngêi ta chiÕu mét chïm tia s¸ng hÑp qua lç S vµo bªn trong theo Ph¬ng vu«ng gãc víi (G1). Tia s¸ng sau khi ph¶n x¹ lÇn lît trªn c¸c g¬ng l¹i ®i ra ngoµi qua lç S vµ kh«ng bÞ lÖch so víi ph¬ng cña tia chiÕu ®i vµo. H·y x¸c ®Þnh gãc hîp bëi gi÷a c¸c cÆp g¬ng víi nhau C©u4(6®iÓm): Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh vÏ . BiÕt R1 = R3 = 30 ; R2 = 10 ; R4 lµ mét biÕn trë. HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm A vµ B lµ UAB = 18V kh«ng ®æi . Bá qua ®iÖn trë cña d©y nèi vµ cña ampe kÕ. R1 R2 C 1. Cho R4 = 10 . TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña ®o¹n m¹ch AB vµ cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh khi ®ã? 2. Ph¶i ®iÒu chØnh biÕn trë cã ®iÖn trë b»ng A B bao nhiªu ®Ó ampe kÕ chØ 0,2A vµ dßng ®iÖn A ch¹y qua ampe kÕ cã chiÒu tõ C ®Õn D? C©u 5(2,5®iÓm): R3 D R Cho mét sè ®iÖn trë R = 9  . CÇn Ýt nhÊt bao nhiªu c¸i vµ m¾c víi nhau4theo s¬ ®å nh thÕ nµo ®Ó ®îc mét m¹ch ®iÖn cã ®iÖn trë t¬ng ®¬ng lµ 14,4  . Híng dÉn chÊm C©u1(3,5®iÓm): V1 = 54 km/h = 15 m/s V2 = 36 km/h = 10 m/s V3 =1 m/s (0,5 ®iÓm) a) Ngêi hµnh kh¸ch chuyÓn ®éng ngîc chiÒu víi ®oµn tµu thø 2: VËn tèc cña ngêi hµnh kh¸ch ®èi víi mÆt ®êng: (0,5 ®iÓm) V = V1 + V3 = 15 + 1 = 16 (m/s) VËn tèc cña ngêi hµnh kh¸ch ®èi víi ®oµn tµu thø 2: V4 = V + V2 = 16 + 10 = 26 (m/s) Ngêi hµnh kh¸ch thÊy ®oµn tµu thø 2 ch¹y qua tríc mÆt mét qu·ng ®êng b»ng chiÒu dµi ®oµn tµu thø 2 lµ: S = 180m trong thêi gian: t = S V4 = 180 26 = 6,92 (s) (0,5 ®iÓm) (0,5 ®iÓm) b) Ngêi hµnh kh¸ch chuyÓn ®éng cïng chiÒu víi ®oµn tµu thø 2: VËn tèc cña ngêi hµnh kh¸ch ®èi víi mÆt ®êng: V’ = V1 – V3 = 15 – 1 = 14 (m/s) VËn tèc cña hµnh kh¸ch ®èi víi ®oµn tµu thø 2: V’4 = V’ + V2 = 14 + 10 = 24 (m/s) Thêi gian tµu ch¹y qua tríc mÆt ngêi ®ã: t’ = S V4 = 180 = 24 (0,5 ®iÓm) (0,5 ®iÓm) 7,5 (s) (0,5 ®iÓm) C©u2(4®iÓm):  Gäi khèi lîng níc ë nhiÖt ®é s«i 200C lµ Khèi lîng níc ë nhiÖt ®é 1000C lµ m 2 Theo ®iÒu kiÖn bµi to¸n ta cã m1  m2 100kg NhiÖt lîng do níc ë 200C thu vµo m1 (1) (1,0 đ) (0,5 đ) Q1 m1C  30  20  NhiÖt lîng do níc ë 100 C to¶ ra lµ 0 (0,5 đ) Q2 m 2 C 100  30  ¸p dông ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã (0,5 đ)  m1C  30  20 m2 C 100  30 (0,25đ)  m1 7m 2 (2) (0,25 đ) Tõ (1) vµ (2) gi¶i ra ta ®îc: m1 =17,5 kg; m2 =12,5 kg (1,0đ) 0 0 VËy ph¶i pha 87,5 kg níc ë 20 C vµo 12,5 kg níc ë 100 C ®Ó ®îc 100 kg níc ë 300C Q1 Q2 C©u3(4®iÓm): V× sau khi ph¶n x¹ lÇn lît trªn c¸c g¬ng, tia ph¶n x¹ lã ra ngoµi lç S trïng ®óng víi tia chiÕu vµo. §iÒu ®ã cho thÊy trªn tõng mÆt ph¶n x¹ cã sù trïng nhau cña tia tíi vµ tia lã. §iÒu nµy chØ x¶y ra khi tia KR tíi g¬ng G3 theo híng vu«ng gãc víi mÆt g¬ng(h×nh vÏ ) (1,0 ®) Ta thÊy : T¹i I : Iˆ1  Iˆ2 =  (0,5 ®) T¹i K: Kˆ 1  Kˆ 2 (0,5 ®) MÆt kh¸c K̂1 = Iˆ1  Iˆ2 2 Aˆ (0,5®) Do KR^BC  Kˆ 2  Bˆ Cˆ  Trong DABC cã Aˆ  Bˆ  Cˆ 180 0 ˆ Bˆ Cˆ 2 A ( 0,5® )  180 0  Aˆ  36 0 5 Bˆ Cˆ 2 Aˆ 72 0 Aˆ  2 Aˆ  2 Aˆ 5 Aˆ 180 0 ( 0,5 ® ) ( 0,5 ®) C©u4(6®iÓm): 1. Do ampe kÕ cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ nªn ta chËp C víi D M¹ch ®iÖn ®îc m¾c nh sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) V× R1 = R3 = 30  nªn R13 = 15 V× R2 = R4 = 10  nªn R24 = 5 VËy ®iÖn trë t¬ng ®¬ng cña m¹ch ®iÖn lµ : RAB = R13 + R24 = 15 + 5 = 20 (  ) Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh lµ : (1,0®) (0,5®) (0,5®) (0,5®) U 18 I  AB  0,9( A) R AB 20 (0,5®) 2.Gäi I lµ cêng ®é dßng ®iÖn ch¹y trong m¹ch chÝnh Do ampe kÕ cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ nªn ta chËp C víi D M¹ch ®iÖn ®îc m¾c nh sau :( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) I1 R1 I1 A Do R1 = R3 nªn I1 = I3 = I 2 I2 = R4 I R2  R4 R2 C I2 IA A I I3 B D I4 R3 (0,5®) R4 (0,5®) Cêng ®é dßng ®iÖn qua ampe kÕ lµ : IA = I1 – I2 = R4 I  I 2 R2  R4 I ( R2  R4 ) I (10  R4 )  = 0,2 ( A ) (1) 2( R2  R4 ) 2(10  R4 ) R R .R 10.R4 §iÖn trë cña m¹ch ®iÖn lµ :RAB = 1  2 4 15  2 R2  R4 10  R4 => IA = (0,5®) (0,5®) Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh lµ : 18(10  R4 ) U 18   10.R4 I = R AB 150  25R4 15  10  R4 (2) Thay ( 2 ) vµo ( 1 ) råi rót gän ta ®îc : 14R4 = 60 => R4 = 30 (  )  4,3 (  ) 7 (0,5®) (0,5®) C©u5(2,5®iÓm): Ta cã: r < Rt® =14,4  < 2r  m¹ch ®iÖn gåm 1 ®iÖn trë r m¾c nèi tiÕp víi m¹ch ®iÖn cã ®iÖn trë X. Khi ®ã, X= Rt® - r = 14,4 – 9 = 5,4 (  ). ( 0,5 ®) Ta cã: X = 5,4  < 9   m¹ch X gåm 1 ®iÖn trë r m¾c song song víi mét ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë Y. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1           Y 13,5 Khi ®ã: (0,5®) X r Y 5,4 9 Y Y 5,4 9 13,5 Ta cã: y = 13,5  > r = 9   m¹ch Y gåm 1 ®iÖn trë r m¾c nèi tiÕp víi 1 ®o¹n m¹ch cã ®iÖn trë Z. Khi ®ã: Z = Y – r = 13,5 – 9 = 4,5  . (0,5®) r Ta cã: Z= 4,5  = 2  m¹ch Z gåm 2 ®iÖn trë r m¾c song song. (0,5®) VËy m¹ch ®iÖn gåm 5 ®iÖn trë ®îc m¾c nh s¬ ®å: (0,5®) Ghi chó: HS lµm c¸ch kh¸c nÕu ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a./