Tài liệu đề thi học sinh giỏi vật lí 9 có đáp án 4

§Ò thi häc sinh giái cÊp huyÖn N¨m häc: 2010 –2011 M«n thi: VËt lý. Thêi gian: 150 phót Ngêi ra ®Ò: Lª §øc Chung Ngêi thÈm ®Þnh ®Ò: NguyÔn Xu©n Niªn §¬n vÞ: trêng THCS Yªn Hïng C©u 1: (4 ®iÓm) Mét khèi gç nÕu th¶ trong níc th× nã næi 1 1 thÓ tÝch, nÕu th¶ trong dÇu th× nã næi 3 4 thÓ tÝch. H·y x¸c ®Þnh khèi lîng riªng cña dÇu, biÕt khèi lîng riªng cña níc lµ 1g/cm3. C©u 2: (5 ®iÓm) Hai g¬ng ph¼ng G1 vµ G2 ®Æt song song cã mÆt ph¶n x¹ quay vµo nhau C¸ch nhau mét kho¶ng d. Trªn ®êng th¼ng song song víi hai g¬ng cã hai ®iÓm S, O víi kho¶ng c¸ch cho trªn h×nh vÏ: a, H·y tr×nh bµy c¸ch vÏ mét tia s¸ng tõ S ®Õn G1 t¹i I ph¶n x¹ tíi G2 t¹i J råi ph¶n x¹ ®Õn O. b, T×m kho¶ng c¸ch tõ I ®Õn A vµ tõ J ®Õn B. G1 G2 • O H A a •S B C©u 3: ( 5 ®iÓm). Ngêi ta ®æ m1 kg níc ë nhiÖt ®é t1 = 70o C vµo m2 kg níc d ®¸ ë nhiÖt 0 ®é t2= - 5 C. Khi cã c©n b»ng nhiÖt lîng thu ®îc lµ m=50 kg cã nhiÖt ®é t1 = 300 C. TÝnh m1 ; m2 biÕt nhiÖt dung riªng cña níc vµ níc ®¸ lµ C1 =4200 J/kgK vµ C2 = 2100 J/kgK. NhiÖt nãng ch¶y cña níc ®¸ lµ  = 3.4.105 J/kg C©u 4: ( 6 ®iÓm ) Cho m¹ch ®iÖn nh h×nh 2 . 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 a. Cho R4 = 10 . TÝnh ®iÖn trë t¬ng ®¬ng C cña ®o¹n m¹ch AB vµ cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh khi ®ã ? b. Ph¶i ®iÒu chØnh biÕn trë cã ®iÖn trë b»ng A bao nhiªu ®Ó ampe kÕ chØ 0,2A vµ dßng ®iÖn B A ch¹y qua ampe kÕ cã chiÒu tõ C ®Õn D ? R3 D R4 Híng dÉn chÊm C©u 1. ( 4 ®iÓm) Gäi thÓ tÝch khèi gç lµ V; Träng lîng riªng cña níc lµ D vµ träng lîng riªng cña dÇu lµ D’; Träng lîng khèi gç lµ P Khi th¶ gç vµo níc: lùc ¸c si met t¸c dông lªn v©t lµ: FA  2.10 DV 3 V× vËt næi nªn: FA = P  2.10 DV  P (1) 3 Khi th¶ khóc gç vµo dÇu. Lùc ¸c si mÐt t¸c dông lªn vËt lµ: §iÓm 0,5 0,5 0,5 3.10 D 'V 4  3.10 D'V  P 4 2.10 DV 3.10 D 'V  3 4 F 'A  V× vËt næi nªn: F’A = P Tõ (1) vµ (2) ta cã: D'   (2) 0,5 0,5 8 D 9 1,0 Thay D = 1g/cm3 ta ®îc: D’ = 8 9 g/cm3 0,5 C©u 2. ( 5 ®iÓm). H×nh 1 a. Chän s1 ®èi xøng víi S qua G1, chän O1 ®èi xøng víi O qua G2 0,5® Nèi s’ víi O1 c¾t G1 t¹i I , G2 t¹i J 0,5® Nèi SIJO ta ®îc tia s¸ng cÇn vÏ ( h×nh 1) vÏ h×nh ®óng XÐt  s’AI   S1BJ 0,5® 0,5® 0,5®  0,5® S A AI a  1  BI S1 B a d  AI = a BJ ad 0,5® (*) AI S A a  1  xÐt  S1AI   S1HO1 ta cã HO1 S1 H 2d  AI = ah 2d thay vµo (*) ta ®îc BJ = (a  d )h 0,5® 0,5® 0,5® 2d C©u 3. ( 5 ®iÓm) NhiÖt lîng to¶ ra ®Õn khi cã c©n b»ng nhiÖt lµ Q1=m1C1 ( t1 –t) NhiÖt lîng ®¸ thu vµo ®Ó t¨ng nhiÖt ®é ®Õn 00C lµ Q2 = m2C2 ( 0-t2) NhiÖt lîng cÇn thiÕt ®Ó níc ®¸ 00C r¾n chuyÓn hoµn toµn thµnh níc 00C láng lµ Q3 =  m2 NhiÖt lîng cÇn thiÕt ®Ó níc ®¸ 00C t¨ng nhiÖt ®é ®Õn 300C lµ: Q4 = m2C1 ( t - 0) Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: Q1=Q2 +Q3 + Q4 Hay m1C1(t1 – t) = m2C2 ( 0- t2) +  m2 + m2C1 ( t - 0) <=> m1C1(t1 – t) = m2  C2 (0  t2 )    C1 (t  0) => m1  C2 (0  t2 )    C1 (t  0)   m2 C1 (t1  t ) 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® Thay sè ta cã: => 0,5® m1 2100(0  5)  3, 4.105  4200(30  0)  m2 4200(70  30) m1 2,84 (1) m2 0,5® 0,5® MÆt kh¸c m1 + m2 = 50 kg (2) Tõ (1) vµ (2) => m1 = 36.98 (kg) m2 = 13.02 (kg) C©u 4. ( 6 ®iÓm) a. Do ampe kÕ cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ nªn ta chËp C víi D M¹ch ®iÖn trë thµnh : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) 0,5® R1 = R3 = 30  => R13 = R1/2 =15(  ) R2 = R4 = 10  => R24 = R2/2 = 5(  ) §iÖn trë t¬ng ®¬ng cña m¹ch ®iÖn lµ : RAB = R13 + R24 = 15 + 5 = 20 (  ) 0,5® Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh lµ : 0,5® 0,5® U 18 I  AB  0,9( A) R AB 20 b. 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 trë thµnh : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 ) Do R1 = R3 nªn I1 = I3 = I ; 2 I2 = 0,5® R4 I R2  R4 Cêng ®é dßng ®iÖn qua ampe kÕ lµ : IA = I1 - I2 = => IA = 0,5® I ( R2  R4 ) I (10  R4 )  = 0,2 ( A ) 2( R2  R4 ) 2(10  R4 ) 1,0® R4 I  I 2 R2  R4 (1) §iÖn trë cña m¹ch ®iÖn lµ : 0,5® R R .R 10.R4 RAB = 1  2 4 15  2 R2  R4 10  R4 Cêng ®é dßng ®iÖn m¹ch chÝnh lµ : 0,5® 18(10  R4 ) U 18   I = R AB 15  10.R4 150  25R4 10  R4 (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 14R4 = 60 1,0® 30 => R = () H×nh 1 4 7 G1 G2 O • O1 J I s1 A • S B H