Tài liệu đề thi học sinh giỏi vật lí 9 có đáp án 8

®Ò thi häc sinh giái cÊp huyÖn M«n vËt lý 9 (Thêi gian 150phót) Gi¸o viªn ra ®Ò: Lu Vò Th¹ch Gi¸o viªn thÈm ®Þnh ®Ò: Hoµng v¨n Cêng Phßng gi¸o dôc huyªn yªn ®Þnh Trêng thcs yªn trung C©u 1 Hai qu¶ cÇu gièng nhau ®îc nèi víi nhau b»ng 1 sîi d©y nhÑ kh«ng d·n v¾t qua mét rßng räc cè ®Þnh, Mét qu¶ nhóng trong níc (h×nh vÏ). T×m vËn tèc chuyÓn ®éng cu¶ c¸c qu¶ cÇu. BiÕt r»ng khi th¶ riªng mét qu¶ cÇu vµo b×nh níc th× qu¶ cÇu chuyÓn ®éng víi vËn tèc v 0. Lùc c¶n cña níc tØ lÖ thuËn víi vËn tèc cña qu¶ cÇu. Cho khèi lîng riªng cña níc vµ chÊt lµm qu¶ cÇu lµ D0 vµ D. C©u 2: Xe 1 vµ 2 cïng chuyÓn ®éng trªn mét ®êng trßn víi vËn tèc kh«ng ®æi. Xe 1 ®i 1 vßng hÕt 10 phót, xe 2 ®i mét vßng hÕt 50 phót. Hái khi xe 2 ®i mét vßng th× gÆp xe 1 mÊy lÇn. H·y tÝnh trong tõng trêng hîp. a. Hai xe khëi hµnh trªn cïng mét ®iÓm trªn ®êng trßn vµ ®i cïng chiÒu. b. Hai xe khëi hµnh trªn cïng mét ®iÓm trªn ®êng trßn vµ ®i ngîc chiÒu nhau. C©u 3: Mét chiÕc cèc h×nh trô khèi lîng m trong ®ã chøa mét lîng níc còng cã khèi l¬ng b»ng m ®ang ë nhiÖt ®é t1 = 100C. Ngêi ta th¶ vµo cèc mét côc níc ®¸ khèi lîng M ®ang ë nhiÖt ®é 0oC th× côc níc ®¸ ®ã chØ tan ®îc 1/3 khèi lîng cña nã vµ lu«n næi trong khi tan. Rãt thªm mét l¬ng níc cã nhiÖt ®é t2 = 400C vµo cèc. Khi c©n b»ng nhiÖt th× nhiÖt ®é cña cèc níc l¹i lµ 100C cßn mùc níc trong cèc cã chiÒu cao gÊp ®«i mùc níc sau khi th¶ côc níc ®¸. H·y x¸c ®Þnh nhiÖt dung riªng cña chÊt lµm cèc. Bá qua sù trao ®æi nhiÖt víi m«i tr êng xung quanh, sù gi·n në nhiÖt cña níc vµ cèc. BiÕt nhiÖt dung riªng cña níc lµ C = 4200J/Kg.K, nhiÖt nãng ch¶y cña níc ®¸ lµ  = 336.103J/kg. C©u 4: Mét ngêi cao 170 cm, m¾t c¸ch ®Ønh ®Çu 10cm ®øng tríc mét g¬ng ph¼ng th¼ng ®øng ®Ó quan s¸t ¶nh cña m×nh trong g¬ng. Hái ph¶i dïng g¬ng cã chiÒu cao tèi thiÓu lµ bao nhiªu ®Ó cã thÓ quan s¸t toµn bé ¶nh cña m×nh trong g¬ng. Khi ®ã ph¶i ®Æt mÐp díi cña g¬ng c¸ch mÆt ®Êt bao nhiªu ? C©u 5: M¹ch ®iÖn gåm ®Ìn ghi 6V – 3W; ®iÖn trë R 1 = 12. BiÕn trë RB lµm b»ng d©y dÉn cã ®iÖn trë c¶ ®o¹n MN lµ 48 (H.1). HiÖu ®iÖn thÕ kh«ng ®æi U = 9V, v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín, ampe kÕ vµ d©y nèi cã ®iÖn trë rÊt nhá. Con ch¹y ë vÞ trÝ C, K ®ãng ®Ìn s¸ng b×nh thêng. a. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ biÕn trë, vÞ trÝ con ch¹y C, sè chØ v«n kÕ, ampe kÕ. b. Khi di chuyÓn con ch¹y C, ®é s¸ng ®Ìn thay ®æi thÕ nµo? R1 Ao A o V M Híng dÉn chÊm C©u 1: (4 ®iÓm) C N B Gäi träng lîng cña mçi qu¶ cÇu lµ P, Lùc ®Èy Acsimet lªn mçi qu¶ cÇu lµ FA, FC1 , FC2 lµ lùc c¶n cña níc, T lµ lùc c¨ng d©y. (0,5 ®iÓm) Khi nèi hai qu¶ cÇu nh h×nh vÏ, qu¶ cÇu trong níc chuyÓn ®éng tõ díi lªn trªn nªn: P + FC1= T + FA (0,5 ®iÓm) => FC1= FA(do P = T), suy ra FC1= V.10D0 (1 ®iÓm) T FA P - Khi th¶ riªng mét qu¶ cÇu trong níc, do qu¶ cÇu chuyÓn ®éng tõ trªn xuèng nªn: P = FA + FC2 => FC2= P - FA => FC2 = V.10 (D - D0). (1 ®iÓm) - Do lùc c¶n cña níc tØ lÖ thuËn víi vËn tèc qu¶ cÇu. Ta cã: V .10.D0 D0 D0 v    v .v0 v0 V .10( D  D0 ) D  D0 D  D0 (1 ®iÓm) FC 1 P FA FC2 - - - -- -- -- ---- - - P C©u 2: ( 4®iÓm). Gäi vËn tèc cña xe 2 lµ v  vËn tèc cña xe 1 lµ 5v Gäi t lµ thêi gian tÝnh tõ lóc khëi hµnh ®Õn lóc 2 xe gÆp nhau.  (C < t  50) C lµ chu vi cña ®êng trßn a. Khi 2 xe ®i cïng chiÒu. Qu·ng ®êng xe 1 ®i ®îc: S1 = 5v.t; Qu·ng ®êng xe 2 ®i ®îc: S2 = v.t Ta cã: S1 = S2 + n.C Víi C = 50v; n lµ lÇn gÆp nhau thø n  5v.t = v.t + 50v.n  5t = t + 50n  4t = 50n  t = 50n 4 V× C < t  50  0 < 50n  50  0 < n  1  n = 1, 2, 3, 4. 4 4 VËy 2 xe sÏ gÆp nhau 4 lÇn b. Khi 2 xe ®i ngîc chiÒu. Ta cã: S1 + S2 = m.C (m lµ lÇn gÆp nhau thø m, m N*)  5v.t + v.t = m.50v  5t + t = 50m  6t = 50m  t = 50 m 6 V× 0 < t  50  0 < 50 6 0,5 ®iÓm 1,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 1 ®iÓm m  50  0 < m  1  m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 6 VËy 2 xe ®i ngîc chiÒu sÏ gÆp nhau 6 lÇn. 0,5 ®iÓm C©u 3: (4 ®iÓm) + Ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt thø nhÊt diÔn t¶ qu¸ tr×nh côc níc ®¸ tan mét phÇn ba lµ: M (1) (1®iÓm)  = m(c + c1). 10 3 + Dï níc ®¸ míi tan cã mét phÇn ba nhng thÊy r»ng dï níc ®¸ cã tan hÕt th× mùc níc trong cèc vÉn nh vËy. Lîng níc nãng thªm vµo ®Ó níc trong tr¹ng th¸i cuèi cïng t¨ng lªn gÊp ®«i lµ: (m + M) (1®iÓm) Ta cã ph¬ng tr×nh thø 2 lµ: 2M/3 + 10M.c + 10m(c + c1) = 30(m + M).c Hay: (2/3 - 20c). M = m(2c – c1).10 (2) (1®iÓm) Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh (1) vµ (2) ta cã: c1 = ..... = 1400 J/Kg.K (1®iÓm) C©u 4: (4 ®iÓm) . - VÏ h×nh vÏ D M I H M’ K C 1 ®iÓm J ¶nh vµ ngêi ®èi xøng nªn : MH = M'H §Ó nh×n thÊy ®Çu trong g¬ng th× mÐp trªn cña g¬ng tèi thiÓu ph¶i ®Õn ®iÓm I IH lµ ®êng trung b×nh cña  MDM' : Do ®ã IH = 1/2MD = 10/2 = 5 (cm) Trong ®ã M lµ vÞ trÝ m¾t. §Ó nh×n thÊy ch©n (C) th× mÐp díi cña g¬ng ph¶i tíi ®iÓm K (2®) HK lµ ®êng trung b×nh cña  MCM' do ®ã : HK = 1/2 MC = 1/2 (CD - MD ) = 1/2(170 - 10) = 80cm ChiÒu cao tèi thiÓu cña g¬ng lµ : IK = IH + KH = 5 + 80 = 85 (cm) G¬ng ph¶i ®Æt c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng KJ KJ = DC - DM - HK = 170 - 10 - 80 = 80 (cm) (2 ®) VËy g¬ng cao 85 (cm) mÐp díi cña g¬ng c¸ch mÆt ®Êt 80 cm C©u 5: (4®iÓm) a) V× ®Ìn s¸ng b×nh thêng nªn * U§ =6V; I§ = 3 0,5 A 6 * m¹ch gåm [(MC//CN)//R1] nt § nªn: U1 = UB = (9 – 6) = 3(V) U 3 I 1  1  0,25( A) R1 12 -> IB = 0,5 – 0,25 = 0,25 (A) 3V -> RB  0,25 A 12 * Ampe kÕ chØ IB lµ 0,25 (A) * V«n kÕ chØ U§ lµ 6 (V) * RMN = 48  =4 RB -> con ch¹y ë chÝnh gi÷a 1®iÓm 1 ®iÓm 1 ®iÓm (0,5®iÓm) (0,5®iÓm) (0,25®iÓm) (0,25®iÓm) (0,25®iÓm) (0,25®iÓm) (0,5®iÓm) (0,5®iÓm) b) RB  RMC .R NC RMC  R NC -> RB lín nhÊt khi C ë chÝnh gi÷a. -> Khi dÞch con ch¹y vÒ phÝa nµo th× RB ®Òu gi¶m -> §Ìn s¸ng m¹nh h¬n (0,5®iÓm) (0,5®iÓm)