Tài liệu đề thi học sinh giỏi vật lí 9 có đáp án 21

Trêng THCS §Þnh Thµnh. §Ò thi m«n : VËt lÝ Thêi gian lµm bµi : 150phót Ngêi ra ®Ò : Lª ThÕ HiÓn Ngêi thÈm ®Þnh : Lª ThÞ Han. §Ò thi häc sinh giái m«n VËt lý 9 C©u 1 (3,5 ®iÓm) Lóc 7h mét ngêi ®i xe ®¹p ®uæi theo mét ngêi ®i bé c¸ch anh ta 10km. C¶ hai chuyÓn ®éng ®Òu víi vËn tèc 12km/h vµ 4km/h. T×m vÞ trÝ vµ thêi ®iÓm ngêi ®i xe ®¹p ®uæi kÞp ngêi ®i bé. C©u 2 ( 4 ®iÓm): Mét b×nh c¸ch nhiÖt bªn trong cã chøa 2kg níc ë 25 0 C. Ngêi ta th¶ vµo b×nh mét côc níc ®¸ cã khèi lîng 1kg ë -20 0 C. H·y x¸c ®Þnh nhiÖt ®é chung, khèi lîng níc, khèi lîng níc ®¸cã trong b×nh khi cã c©n b»ng nhiÖt. BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc lµ 4200 J/kg.K, níc ®¸ lµ 2100 J/kg.K, nhiÖt nãng ch¶y cña níc ®¸ lµ 340000 J/kg. Bµi 3. (4 ®iÓm) Mét ngêi cao 1,7m ®øng soi g¬ng, g¬ng treo s¸t vµo têng th¼ng ®øng vµ mÆt g¬ng h×nh ch÷ nhËt. Hái: a. Thµnh díi cña g¬ng ph¶i c¸ch mÆt ®Êt nhiÒu nhÊt bao nhiªu ®Ó ngêi Êy thÊy ch©n cña m×nh qua g¬ng. b. Thµnh trªn cña g¬ng ph¶i c¸ch mÆt ®Êt Ýt nhÊt bao nhiªu ®Ó ngêi Êy thÊy ®Ønh ®Çu qua g¬ng. BiÕt m¾t c¸ch ®Ønh ®Çu 10cm. C©u 4 (6 ®iÓm) Cho m¹ch ®iÖn cã s¬ ®å nh h×nh vÏ : Cho R 1 = 30  ; R 2 = 60  ; R 3 = 90  ; U AB = 150V Bá qua ®iÖn trë cña ampekÕ vµ d©y nèi a. Cho R 4 = 20  th× ampekÕ chØ bao nhiªu? b. §iÒu chØnh R 4 ®Ó ampekÕ chØ sè 0. TÝnh R 4 khi ®ã? Bµi 5 (2,5 ®iÓm) Mét qu¶ cÇu nhá, ®Æc ®îc th¶ nhÑ vµo trong b×nh ®ùng ®Çy cån th× cã 96g cån trµo ra. Còng lµm nh vËy víi b×nh chøa ®Çy níc th× cã 102g níc trµo ra. Cho khèi lîng riªng cña cån lµ 800kg/m 3 . X¸c ®Þnh khèi lîng riªng cña chÊt lµm qu¶ cÇu. Híng dÉn chÊm C©u C©u 1: 3,5®iÓm Néi dung - Gäi thêi gian kÓ tõ lóc 2 ngêi xuÊt ph¸t ®Õn khi gÆp nhau lµ t (giê) - Qu·ng ®êng mçi ngêi ®i ®îc: S1 = v1 t ; §iÓm 0,5 0,5 S2 = v2 t - Ph¬ng tr×nh chuyÓn ®éng: 12t – 4t =10 + Suy ra: t = 1,25 giê = 1giê15phót - §iÓm gÆp nhau c¸ch A S 1 = 12 . 1,25 = 15km - Thêi ®iÓm gÆp nhau 7giê + 1giê15phót = 8giê15phót C©u 2: 4 ®iÓm - NÕu níc h¹ nhiÖt ®é xuèng 0 0 C th× níc táa ra mét nhiÖt lîng: Q 1 = m 1 C 1  t1 = 210000J - NhiÖt lîng cÇn cung cÊp cho níc ®¸ t¨ng lªn ®Õn 0 0 C lµ: Q 2 = m 2 C 2  t 2 = 42000J - V× Q 1 >Q 2 nªn níc ®¸ ®· bÞ nãng ch¶y - NhiÖt lîng cÇn cung cÊp ®Ó níc ®¸ nãng ch¶y hoµn toµn ë 00C lµ: Q3 =  m2 = 340000J - V× Q1 < Q2 + Q3 nªn níc ®¸ kh«ng bÞ nãng ch¶y hoµn toµn. VËy nhiÖt ®é chung cña níc lµ 00C - Gäi khèi lîng níc ®¸ ®· bÞ nãng ch¶y ë 00C lµ mx (kg), NhiÖt ®é cÇn cung cÊp ®Ó mx(kg) níc ®¸ nãng ch¶y hoµn toµn ë 00C lµ: Qx=  mx = 340000 mx J - Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: Q1 = Q2 + Qx 210000 = 42000 + 340000 mx  mx = 0,5kg VËy khèi lîng níc ®¸ cßn sãt trong b×nh: 1 – 0,5 = 0,5kg Khèi lîng níc trong b×nh: 2 + 0,5 = 2,5 kg C©u 3 : 4 ®iÓm a : 3,5 ®iÓm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 - VÏ h×nh chÝnh x¸c, biÓu diÔn ®óng chiÒu c¸c tia s¸ng 1.25 b : 1.5 ®iÓm 0.25 0.25 - Gäi A,O,B lÇn lît ®µu,m¾t, ch©n ngêi . - A, , B’ lÇn lît lµ ¶nh cña ®Çu vµ ch©n ngêi qua g¬ng. - M, N lµ thµnh díi vµ thµnh trªn cña g¬ng. -Ta cã MH lµ ®êng trung b×nh cña tam gÝac B’BO, suy ra MH= 1/2BO = 80 cm 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 - VËy thµnh díi c¸ch ®Êt nhiÒu nhÊt lµ 80 cm. - Ta cã KN lµ ®êng trung b×nh cña tam gi¸c A’AO ,suy ra KN = 1/2AO = 5 cm. - VËy thµnh trªn cña g¬ng ph¶i c¸ch ®Êt Ýt nhÊt lµ : 170 – 5 = 165 cm. C©u 4 : 6 ®iÓm a : 4 ®iÓm - - chËp C víi D , m¹ch rót gän : TÝnh R13=22,5  TÝnh R24=15  TÝnh Rt®=37,5  TÝnh IAB=4A TÝnh U1=U3=90V; U2=U4=60V TÝnh I1=3A;I2=1A Cã I1>I2 nªn dßng ®iÖn qua ampekÕ cã chiÒu tõ C ®Õn D. XÐt t¹i nót C : Ia= I1-I2=2A V× : Ia=0 nªn I1=I2, I3=I4 Còng v× Ia=0 nªn U1=U3; U2=U4 , I 1 R3  3 I 3 R1 I 2 R4 R4   I 4 R2 60 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 0.25 0.5 suy ra 0.5 vµ 0.5 - C©u 5 : 2,5 ®iÓm 0.5 0.5 - b : 2®iÓm 0.5 VËy R4 = 180  -Khèi lîng riªng cña cån vµ níc lµ : D1=800kg/m3=0,8 g/cm3, D2=1000kg/m3=1 g/cm3. -ThÓ tÝch cån trµo ra ngoµi b×nh lµ: V1=96/0,8=120 cm3 -ThÓ tÝch níc trµo ra ngoµi b×nh lµ: V2=102/1=102 cm3 -Trong 2 lÇn th¶ qu¶ cÇu kh«ng cïng næi.V× nÕu cïng næi th× lùc ®Èy ¸cimet t¸c dông lªn qu¶ cÇu trong hai trêng hîp lÇn lît lµ : F1=F2=P  d1.V1= d2.V2  P1  P2  P  m1 m 2 mc . §iÒu nµy tr¸i víi gi¶ thiÕt. -Trong 2 lÇn th¶ qu¶ cÇu còng kh«ng cïng ch×m.V× nÕu cïng ch×m th× thÓ tÝch cån vµ níc trµo ra ngoµi b×nh ph¶i b»ng nhau. - VËy cã 1trêng hîp qu¶ cÇu næi vµ 1 trêng hîp qu¶ cÇu ch×m. +Qu¶ cÇu næi khi th¶ trong níc .V× khèi lîng riªng 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 cña níc lín h¬n khèi lîng riªng cña cån, Suy ra khèi lîng qu¶ cÇu lµ : mc=m2=102g +Qu¶ cÇu ch×m trong cån nªn thÓ tÝch qu¶ cÇu lµ: Vc=V1=120cm3 VËy khèi lîng riªng cña chÊt lµm qu¶ cÇu lµ : D c= mc 0,85 g / cm 3 Vc 0.25 0.25 0.25