Bộ 50 đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm hojc 2009-2010 (Có đáp án)

Nội dung text: Bộ 50 đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm hojc 2009-2010 (Có đáp án)

1. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009-2010 MÔN: VẬT LÝ 9 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ĐỀ SỐ 1 ( Thời gian 150 phút ) Bài 2 Một vật sáng AB đặt cách màn chắn một khoảng L = 90 cm. Trong khoảng giữa vật sáng và màn chắn đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự f sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với vật AB và màn. Khoảng cách giữa hai vị trí đặt thấu kính để cho ảnh rõ nét trên màn chắn là  = 30 cm. Tính tiêu cự của thấu kính hội tụ ? Bài 3 Một bình thông nhau có ba nhánh đựng nước ; người ta đổ vào nhánh (1) cột thuỷ ngân có độ cao h ( có tấm màng rất mỏng ngăn không cho TN chìm vào nước ) và đổ vào nhánh (2) cột dầu có độ cao bằng 2,5.h . a/ Mực chất lỏng trong nhánh nào cao nhất ? Thấp nhất ? Giải thích ? b/ Tính độ chênh lệch ( tính từ mặt thoáng ) của mực chất lỏng ở mỗi nhánh theo h ? 2 2 2 c/ Cho dHg = 136000 N/m , dH2O = 10000 N/m , ddầu = 8000 N/m và h = 8 cm. Hãy tính độ chênh lệch mực nước ở nhánh (2) và nhánh (3) ? Bài 4 Sự biến thiên nhiệt độ của khối nước đá đựng trong một ca nhôm được cho ở đồ thị dưới đây 0C 2 O 170 175Q( kJ ) Tính khối lượng nước đá và khối lượng ca nhôm ? Cho biết nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/kg.K 5 ; của nhôm C2 = 880 J/kg.K và nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.10 J/kg ? (  đọc là lam - đa ) HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 1 - HSG LÝ LỚP 9 HD : Xem lại phần lí thuyết về TK hội tụ ( phần sử dụng màn chắn ) và tự giải 2 2 L L 4.L. f L L 4.L. f 2 Theo bài ta có  = d1 - d2 = L 4.L. f 2 2  2 = L2 - 4.L.f f = 20 cm Bài 3 HD: a/ Vì áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ cao và trọng lượng riêng của chất lỏng hơn nữa trong bình thông nhau áp suất chất lỏng gây ra ở các nhánh luôn bằng nhau mặt khác ta có 2 2 2 dHg = 136000 N/m > dH2O = 10000 N/m > ddầu = 8000 N/m nên h(thuỷ ngân) < h( nước ) < h (dầu ) b/ Quan sát hình vẽ : (1) (2) (3) ? ? 2,5h ? h” h h’ MNE 1
2. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN H2O Xét tại các điểm M , N , E trong hình vẽ, ta có : P M = h . d1 (1) P N = 2,5h . d2 + h’. d3 (2) P E = h”. d3 (3) . Trong đó d1; d2 ; d3 lần lượt là trọng lượng riêng của TN, dầu và nước. Độ cao h’ và h” như hình vẽ . h.d1 h.d1 h.(d1 d3 ) + Ta có : PM = PE h” = h1,3 = h” - h = - h = d3 d3 d3 h.d1 2,5h.d 2 h.d3 + Ta cũng có PM = PN h’ = ( h.d1 - 2,5h.d2 ) : d3 h1,2 = ( 2,5h + h’ ) - h = d3 + Ta cũng tính được h2,3 = ( 2,5h + h’ ) - h” = ? c/ Áp dụng bằng số tính h’ và h” Độ chênh lệch mực nước ở nhánh (3) & (2) là h” - h’ = ? Bài 4 HD : Lưu ý 170 KJ là nhiệt lượng cung cấp để nước đá nóng chảy hoàn toàn ở O0C, lúc này nhiệt độ ca nhôm không đổi. ĐS : m = 0,5 kg ; m = 0,45 kg H 2O Al ĐỀ SỐ 2 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 1 Một cục nước đá có khối lượng 200g ở nhiệt độ - 100C : a/ Để cục nước đá chuyển hoàn toàn sang thể hơi ở 1000C thì cần một nhiệt lượng là bao nhiêu kJ ? Cho nhiệt dung riêng của nước và nước đá là C1 = 4200J/kg.K ; C2 = 1800 J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là  = 3,4.105 J/kg ; nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg. b/ Nếu bỏ cục nước đá trên vào ca nhôm đựng nước ở 200C thì khi có cân bằng nhiệt, người ta thấy có 50g nước đá còn sót lại chưa tan hết. Tính khối lượng nước đựng trong ca nhôm lúc đầu biết ca nhôm có khối lượng 100g và nhiệt dung riêng của nhôm là C3 = 880 J/kg.K ? ( Trong cả hai câu đều bỏ qua sự mất nhiệt vời môi trường ngoài ) Bài 2 : Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có diện tích đáy là S = 150 cm2 cao h = 30cm, khối gỗ được thả nổi trong hồ nước sâu H = 0,8m sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ bằng 2/3 trọng lượng riêng của nước và d = 10 000 N/m3. H 2O Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, hãy : a) Tính chiều cao phần chìm trong nước của khối gỗ ? b) Tính công của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi nước H theo phương thẳng đứng ? c) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ theo phương thẳng đứng ? Bài 4 Một chùm sáng song song với trục chính tới thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Phía sau thấu kính người ta đặt một gương phẳng tại I và vuông góc với trục chính của TK, gương quay mặt phản xạ về phía TK và cách TK một khoảng 15 cm. Trong khoảng giữa TK và gương người ta quan sát được một điểm rất sáng : a/ Giải thích và vẽ đường truyền của các tia sáng ( không vẽ tia sáng phản xạ qua thấu kính ) ? Tính khoảng cách từ điểm sáng tới TK ? b/ Cố định TK và quay gương quanh điểm I đến vị trí mặt phản xạ hợp với trục chính một góc 450. Vẽ đường truyền của các tia sáng và xác định vị trí của điểm sáng quan sát được lúc này ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 2 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 1 ĐS : a) 615,6 kJ ( Tham khảo bài tương tự trong tài liệu này ) b/ m = 629g . Chú ý là do nước đá không tan hết nên nhiệt độ cuối cùng của hệ thống là 00C và chỉ có 150g nước đá tan thành nước. Bài 2 HD : a) Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm trong nước là x (cm) thì : ( h - x ) 2
3. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN + Trọng lượng khối gỗ : P = dg . Vg = dg . S . h ( dg là trọng lượng riêng của gỗ ) x + Lực đấy Acsimet tác dụng vào khối gỗ : FA = dn . S . x ; H khối gỗ nổi nên ta có : P = FA x = 20cm b) Khi khối gỗ được nhấc ra khỏi nước một đoạn y ( cm ) so với lúc đầu thì lực Acsimet giảm đi một lượng F’A = dn . S.( x - y ) lực nhấc khối gố sẽ tăng thêm và bằng : F = P - F’A = dg.S.h - dn.S.x + dn.S.y = dn.S.y và lực này sẽ tăng đều từ lúc y = 0 đến khi y = x , vì thế giá trị trung bình của lực từ khi nhấc khối gỗ đến khi khối gỗ vừa ra khỏi mặt nước là F/2 . Khi đó công phải 1 1 2 thực hiện là A = .F.x = .dn.S.x = ? (J) 2 2 c) Cũng lý luận như câu b song cần lưu ý những điều sau : + Khi khối gỗ được nhấn chìm thêm một đoạn y thì lực Acsimet tăng lên và lực tác dụng lúc này sẽ là F = F’A - P và cũng có giá trị bằng dn.S.y.Khi khối gỗ chìm hoàn toàn, lực tác dụng là F = dn.S.( h - x ); thay số và tính được F = 15N. + Công phải thực hiện gồm hai phần : 1 - Công A1 dùng để nhấn chìm khối gỗ vừa vặn tới mặt nước : A1 = .F.( h - x ) 2 - Công A2 để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ ( lực FA lúc này không đổi ) A2 = F .s (với s = H - h ) ĐS : 8,25J ĐỀ SỐ 3 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 1 Hai bản kim loại đồng chất, tiết diện đều và bằng nhau, cùng chiều dài  = 20cm nhưng có trọng lượng riêng khác nhau : d1 = 1,25.d2 . Hai bản được hàn dính với nhau ở một đầu và được treo bằng sợi dây mảnh ( Hvẽ ) /////////// Để thanh nằm ngang, người ta thực hiện 2 cách sau :   1) Cắt một phần của bản thứ nhất và đem đặt lên chính giữa của phần còn lại. Tính chiều dài phần bị cắt ? 2) Cắt bỏ một phần của bản thứ nhất. Tính phần bị cắt đi ? Bài 2 Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa một lượng nước và lượng thuỷ ngân có cùng khối lượng. Độ cao tổng cộng của cột chất lỏng trong ống là H = 94cm. a/ Tính độ cao của mỗi chất lỏng trong ống ? b/ Tính áp suất của chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng của nước và của thuỷ ngân lần lượt là 3 3 D1 = 1g/cm và D2 = 13,6g/cm ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 3 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 1 HD : a) Gọi x ( cm ) là chiều dài phần bị cắt, do nó được đặt lên chính giữa phần còn lại và thanh cân bằng  x  nên ta có : P1. = P2. . Gọi S là tiết diện của /////////// 2 2 mỗi bản kim loại, ta có  - x   x  d1.S.  . = d2.S.  . 2 2 d1(  - x ) = d2.  x = 4cmP 1 P2 3
4. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN  y b) Gọi y (cm) ( ĐK : y OA2 ), gương quay mặt phản xạ về phía thấu kính. Xác định vị trí của I để ảnh của A2B2 qua Tk và qua hệ gương - Tk cao bằng nhau ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 4 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 1 HD: a) Gọi mực nước đổ vào trong chậu để thanh bắt đầu nổi ( tính từ B theo chiều dài thanh ) là x ( cm ) ĐK : x < OB = 30cm, theo hình vẽ dưới đây thì x = BI. A Gọi S là tiết diện của thanh, thanh chịu tác dụng của trọng O lượng P đặt tại trung điểm M của AB và lực đẩy Acsimet M H F đặt tại trung điểm N của BI. Theo điều kiện cân bằng của I 4
5. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN đòn bẩy thì : P.MH = F.NK(1) trong đó P = 10m = 10.Dt.S.  N K Và F = 10.Dn.S.x . Thay vào (1) (H2O) D MH x = t .. B E Dn NK MH MO Xét cặp tam giác đồng dạng OMH và ONK ta có = ; ta tính được MO = MA - OA =10cm và NK NO 60 x NO = OB - NB = . Thay số và biến đổi để có phương trình bậc 2 theo x : x2 - 60x + 896 = 0. 2 Giải phương trình trên và loại nghiệm x = 32 ( > 30 ) ta được x = 28 cm. Từ I hạ IE  Bx, trong tam giác 1 IBE vuông tại E thì IE = IB.sin IBE = 28.sin300 = 28. = 14cm ( cũng có thể sử dụng kiến thức về nửa 2 tam giác đều ) D 20 b) Trong phép biến đổi để đưa về PT bậc 2 theo x, ta đã gặp biểu thức : x = t .. ; từ biểu thức Dn 60 x 3 này hãy rút ra Dn ?Mực nước tối đa ta có thể đổ vào chậu là x = OB = 30cm, khi đóminDn = 995,5 kg/m . Bài 2 1) Viết Pt toả nhiệt và Pt thu nhiệt ở mỗi lần trút để từ đó có : + Phương trình cân bằng nhiệt ở bình 2 : m.(t’2 - t1 ) = m2.( t2 - t’2 ) (1) + Phương trình cân bằng nhiệt ở bình 1 : m.( t’2 - t’1 ) = ( m1 - m )( t’1 - t1 ) (2) m2 .t2 m1 (t'1 t1 ) 0 + Từ (1) & (2) t'2 = ? (3) . Thay (3) vào (2) m = ? ĐS : 59 C và 100g m2 2) Để ý tới nhiệt độ lúc này của hai bình, lí luận tương tự như trên ta có kết quả là : 58,120C và 23,760C ĐỀ SỐ 5 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 1 1) Một bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ giống nhau cùng chứa nước. Người ta thả vào nhánh A một quả cầu bằng gỗ nặng 20g, quả cầu ngập một phần trong nước thì thấy mực nước dâng lên trong mỗi nhánh là 2mm. Sau đó người ta lấy quả cầu bằng gỗ ra và đổ vào nhánh A một lượng dầu 100g. Tính độ 3 3 chênh lệch mực chất lỏng trong hai nhánh ? Cho Dn = 1 g/cm ; Dd = 0,8 g/cm 2) Một ống thuỷ tinh hình trụ, chứa một lượng nước và lượng thuỷ ngân có cùng khối lượng. Độ cao tổng cộng của chất lỏng trong ống là 94cm. a/ Tính độ cao của mỗi chất lỏng trong ống ? b/ Tính áp suất của chất lỏng lên đáy ống biết khối lượng riêng của nước và của thuỷ ngân lần lượt là 3 3 D1 = 1g/cm và D2 = 13,6g/cm ? Bài 2 Thanh AB có thể quay quanh bản lề gắn trên tường thẳng đứng tại đầu B ( hvẽ ). Biết AB = BC và trọng lượng của thanh AB là P = 100 N : 1) Khi thanh nằm ngang, tính sức căng dây T xuất hiện trên dây AC để thanh cân bằng ( hình 1 ) ? C C T’ Hình 1 T Hình 2 A O O B A BP P 2) Khi thanh AB được treo như hình 2, biết tam giác ABC đều. Tính lực căng dây T’ của AC lúc này ? Bài 4 Có hai thấu kính (L1) & (L2) được bố trí song song với nhau sao cho chúng có cùng một trục chính là đường thẳng xy . Người ta chiếu đến thấu kính (L1) một chùm sáng song song và di chuyển thấu kính (L2) dọc theo trục chính sao cho chùm sáng khúc xạ sau khi qua thấu kính (L2) vẫn là chùm sáng song song. Khi đổi một trong hai thấu kính trên bằng một TK khác loại có cùng tiêu cự và cũng làm như trên, người ta lần lượt đo được khoảng cách giữa 2 TK ở hai trường hợp này là  1 24 cm và  2 = 8 cm. 5
6. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 1) Các thấu kính (L1) và (L2) có thể là các thấu kính gì ? vẽ đường truyền của chùm sáng qua 2 TK trên ? 2) Trong trường hợp cả hai TK đều là TK hội tụ và (L1) có tiêu cự nhỏ hơn (L2), người ta đặt một vật sáng AB cao 8 cm vuông góc với trục chính và cách (L1) một đoạn d1 = 12 cm. Hãy : + Dựng ảnh của vật sáng AB qua hai thấu kính ? + Tính khoảng cách từ ảnh của AB qua TK (L2) đến (L1) và độ lớn của ảnh này ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 5 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 1 (A) (B) (A) (B) HD : + h = 2 mm = 0,2 cm. Khi đó cột nước ở 2 M N nhánh dâng lên là 2.h = 0,4 cm + Quả cầu nổi nên lực đẩy Acsimet mà nước tác dụng lên quả cầu bằng trọng lượng của quả cầu ; gọi 2 tiết diện của mỗi nhánh là S, ta có P = FA 10.m = S.2h.dn 10.m = S.2h.10Dn S = 50cm + Gọi h’ (cm) là độ cao của cột dầu thì md = D.Vd = D.S.h’ h’ ? Xét áp suất mà dầu và nước lần lượt gây ra tại M và N, từ sự cân bằng áp suất này ta có độ cao h’’ của cột nước ở nhánh B . Độ chênh lệch mực chất lỏng ở hai nhánh là : h’ - h’’ Bài 2 C C H H T’ Hình 1 T Hình 2 K IA O O B A BP P HD : Trong cả hai trường hợp, vẽ BH  AC. Theo quy tắc cân bằng của đòn bẩy ta có : AB 1) T . BH = P . OB (1) . Vì OB = và tam giác ABC vuông cân tại B nên BAH = 450 . Trong tam 2 2 2 AB giác BAH vuông tại H ta có BH = AB. Sin BAH = AB. ; thay vào (1) ta có : T.AB. = P. 2 2 2 T = ? 2) Tương tự câu 1 : T’.BH = P.IK (2). Có BAH vuông tại H BH = AB. sinBAH = AB.sin600 = AB. 3 . Vì OI là đường trung bình của ABK IK = 1/2 AK = 1/2 BH ( do AK = BH ) 2 AB. 3 AB. 3 AB. 3 IK = ; thay vào (2) : T’ . = P . T’ = ? ĐS : T = 20 2 N và T’ = 20N 4 2 4 ĐỀ SỐ 6 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 1 Một thanh đồng chất tiết diện đều được nhúng một đầu trong nước, thanh tựa vào thành chậu tại điểm O 1 và quay quanh O sao cho OA = .OB. Khi thanh cân bằng, mực nước ở chính giữa thanh. Tính KLR 2 3 của chất làm thanh ? Cho KLR của nước Dn = 1000 kg/m Bài 4 BI D Ở hình bên có AB và CD là hai gương phẳng song song và quay mặt phản xạ vào nhau cách nhau 40 cm. Đặt điểm sáng S cách A một đoạn SA = 10 cm . SI // AB, cho SI = 40 cm a/ Trình bày cách vẽ một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên AB ở M, phản xạ trên CD tại N và đi qua I ? b/ Tính độ dài các đoạn AM và CN ? A S C 6
7. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ 7 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 4 Một người cao 1,7 m đứng trên mặt đất đối diện với một gương phẳng hình chữ nhật được treo thẳng đứng. Mắt người đó cách đỉnh đầu 16 cm : a) Mép dưới của gương cách mặt đất ít nhất là bao nhiêu mét để người đó nhìn thấy ảnh chân mình trong gương ? b) Mép trên của gương cách mặt đất nhiều nhất là bao nhiêu mét để người đó thấy ảnh của đỉnh đầu mình trong gương ? c) Tìm chiều cao tối thiểu của gương để người này nhìn thấy toàn thể ảnh của mình trong gương ? d) Khi gương cố định, người này di chuyển ra xa hoặc lại gần gương thì các kết quả trên thế nào ? HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 7 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 4 HD : K a) IO là đường trung bình trong MCC’ D’ D b) KH là đường trung bình trong MDM’ KO ? M’ H M c) IK = KO - IO d) Các kết quả trên không thay đổi khi người đó di chuyển vì chiều cao của người đó không đổi nên độ dài các đường TB I trong các tam giác mà ta xét ở trên không đổi. C’ O C Bài 5 Tham khảo bài ttự trong tài liệu này ĐỀ SỐ 8 ĐỀ THI HSG VẬT LÝ LỚP 9 ( Thời gian 150 phút ) Bài 1 Tấm ván OB có khối lượng không đáng kể, đầu O đặt trên điểm tựa, đầu B được treo bằng một sợi dây vắt qua ròng rọc cố định R ( Ván quay được quanh O ). Một người có khối lượng 60 kg đứng trên ván : 2 a) Lúc đầu, người đó đứng tại điểm A sao cho OA = OB ( Hình 1 ) 3 b) Tiếp theo, thay ròng rọc cố định R bằng một Pa-lăng gồm một ròng rọc cố định R và một ròng róc 1 động R’, đồng thời di chuyển vị trí đứng của người đó về điểm I sao cho OI = OB ( Hình 2 ) 2 1 c) Sau cùng, Pa-lăng ở câu b được mắc theo cách khác nhưng vẫn có OI = OB ( Hình 3 ) 2 Hỏi trong mỗi trường hợp a) ; b) ; c) người đó phải tác dụng vào dây một lực F bằng bao nhiêu để tấm ván OB nằm ngang thăng bằng ? Tính lực F’ do ván tác dụng vào điểm tựa O trong mỗi trường hợp ? ( Bỏ qua ma sát ở các ròng rọc và trọng lượng của dây, của ròng rọc ) ////////// ///////// ///////// F F F F O A B O I B O I B 7
8. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Hình 1 Hình 2 Hình 3 a) HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ SỐ 8 - HSG LÝ LỚP 9 Bài 1 : HD : 1) Người đứng trên tấm ván kéo dây một lực F thì dây cũng kéo người một lực bằng F a) + Lực do người tác dụng vào ván trong trường hợp này còn : P’ = P – F + Tấm ván là đòn bẩy có điểm tựa O, chịu tác dụng của 2 lực P’ đặt tại A và FB = F đặt tại B. Điều kiện P' OB 3 3 2 cân bằng P – F = .F F = .P 0,4.10.60 240N FB OA 2 2 5 + Lực kéo do ván tác dụng vào O : F’ = P’ – F = 600 – 2. 240 = 120N b) 1 + Pa – lăng cho ta lợi 2 lần về lực nên lực F do người tác dụng vào dây F = .F . Điều kiện cân bằng 2 B P' OB P lúc này là 2 P’ = 2.FB = 4.F P – F = 4.F F = 120N FB OI 5 + Người đứng chính giữa tấm ván nên F’ cân bằng với FB F’ = FB = 2F = 120 .2 = 240N c) + Theo cách mắc của pa – lăng ở hình này sẽ cho ta lợi 3 lần về lực. Lực F do người tác dụng vào dây P' OB hướng lên trên nên ta có P’ = P + F . Điều kiện cân bằng lúc này là : 2 P + F = 2.FB FB OI P + F = 2. 3F P = 6F F = 120N + Người đứng ở chính giữa tấm ván nên F’ cân bằng với FB F’ = FB = 3.F = 3.120 = 360N. ĐỀ = Bài1 Một người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v 1 = 15km/h, đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v 2 không đổi. Biết các đoạn đường mà người ấy đi là thẳng và vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 10km/h. Hãy tính vận tốc v2. Bài 2. (4 điểm) Đổ 738g nước ở nhiệt độ 15oC vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100oC. Nhiệt độ khi bắt đầu có cân bằng nhiệt là 17oC. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K. Hãy tính nhiệt dung riêng của đồng. Bài 3. (3 điểm) Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ I(A) dòng điện vào hiệu điện thế khi làm thí nghiệm lần lượt với hai (1) điện trở khác nhau, trong đó đường (1) là đồ thị vẽ được khi dùng (2) điện trở thứ nhất và đường (2) là đồ thị vẽ được khi dùng điện trở 4 thứ hai. Nếu mắc hai điện trở này nối tiếp với nhau và duy trì hai đầu mạch một hiệu điện thế không đổi U = 18V thì cường độ dòng điện qua mạch là bao nhiêu? O 12 24 U(V) Bài 4. (3 điểm) Một người già phải đeo sát mắt một thấu kính hội tụ có tiêu cự 60cm thì mới nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 30cm. Hãy dựng ảnh của vật (có dạng một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính) tạo bởi thấu kính hội tụ và cho biết khi không đeo kính thì người ấy nhìn rõ được vật gần nhất cách mắt bao nhiêu? Bài 5. (3 điểm) 8
9. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Trong một bình nước hình trụ có một khối nước đá nổi được giữ bằng một sợi dây nhẹ, không giãn (xem hình vẽ bên). Biết lúc đầu sức căng của sợi dây là 10N. Hỏi mực nước trong bình sẽ thay đổi như thế nào, nếu khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt thoáng của nước trong bình là 100cm 2 và khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. chạy C về phía N? Hãy giải thích tại sao? H ế t HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN VẬT LÝ Bài Đáp án chi tiết Điểm 1 Gọi s là chiều dài cả quãng đường. Ta có: Thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là : t1 = s/2v1 (1) 0,5 Thời gian đi hết nửa quãng đường sau là : t2 = s/2v2 (2) 0,5 Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là : vtb = s/(t1 + t2) 0,5 = > t1 + t2 = s/vtb (3) 0,5 Từ (1), (2) và (3) => 1/v1 + 1/v2 = 2/vtb 1 Thế số tính được v2 = 7,5(km/h) 1 (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của v2 thì trừ 0,5 điểm) 2 Nhiệt lượng do miếng đồng tỏa ra : Q1 = m1c1(t1 – t) = 16,6c1(J) 0,75 Nhiệt lượng nước thu vào : Q2 = m2c2(t – t2) = 6178,536 (J) 0,75 Nhiệt lượng nhiệt lượng kế thu vào : Q3 = m3c1(t – t2) = 0,2c1(J) 0,75 Phương trình cân bằng nhiệt : Q1 = Q2 + Q3 0,5 16,6c1 = 6178,536 + 0,2c1 0,5 => c1 = 376,74(J/kg.K) (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của c1 thì trừ 0,25 điểm) 0,75 3 Từ đồ thị tìm được : R1 = 3 1 và R2 = 6 1 => Rtđ = R1 + R2 = 9() 0,5 Vậy : I = U/Rtđ = 2(A) 0,5 (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị của I thì trừ 0,25 điểm) 4 Vẽ hình sự tạo ảnh của vật AB qua thấu kính hội tụ, thể hiện: + đúng các khoảng cách từ vật và ảnh đến thấu kính 0,5 + đúng tính chất của ảnh (ảo) 0,25 + đúng các tia sáng (nét liền có hướng) và đường kéo dài các tia sáng (nét đứt không có hướng) 0,25 Dựa vào hình vẽ, dùng công thức tam giác đồng dạng tính được khoảng cách từ ảnh A’B’ đến thấu kính bằng 60cm 1 (Nếu giải bằng cách dùng công thức thấu kính thì phân phối điểm như sau: + viết đúng công thức thấu kính cho 0,5 điểm + thế số và tính đúng d’ = - 60cm cho 0,5 điểm) Do kính đeo sát mắt và vì AB gần mắt nhất nên A’B’ phải nằm ở điểm cực cận của mắt => khoảng cực cận của mắt bằng 60cm 0,5 Vậy khi không mang kính người ấy sẽ nhìn rõ vật gần nhất cách mắt 60cm 0,5 5 Nếu thả khối nước đá nổi (không buộc dây) thì khi nước đá tan hết, mực nước trong bình sẽ thay đổi không đáng kể. 0,5 Khi buộc bằng dây và dây bị căng chứng tỏ khối nước đá đã chìm sâu hơn so với khi thả nổi một thể tích V, khi đó lực đẩy Ac-si-met lên phần nước đá ngập thêm này tạo nên sức căng của sợi dây. 0,5 Ta có: FA = 10. V.D = F 0,5 10.S. h.D = F (với h là mực nước dâng cao hơn so với khi khối nước đá thả nổi) 0,5 => h = F/10.S.D = 0,1(m) 0,5 Vậy khi khối nước đá tan hết thì mực nước trong bình sẽ hạ xuống 0,1m 0,5 LƯU Ý: 9
10. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN - Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm số theo phân phối điểm của hướng dẫn chấm này. - Điểm toàn bài không làm tròn số. ___ §Ò thi häc sinh giái cÊp tr­êng N¨m häc: 2008 - 2009 M«n: VËt LÝ - Líp 9 Thêi gian lµm bµi: 120 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) C©u 1: (2 ®iÓm) Hai bªn lÒ ®­êng cã hai hµng däc c¸c vËn ®éng viªn chuyÓn ®éng theo cïng mét h­íng: Hµng c¸c vËn ®éng viªn ch¹y vµ hµng c¸c vËn ®éng viªn ®ua xe ®¹p. C¸c vËn ®éng viªn ch¹y víi vËn tèc 6 m/s vµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai ng­êi liªn tiÕp trong hµng lµ 10 m; cßn nh÷ng con sè t­¬ng øng víi c¸c vËn ®éng viªn ®ua xe ®¹p lµ 10 m/s vµ 20m. Hái trong kho¶ng thêi gian bao l©u cã hai vËn ®éng viªn ®ua xe ®¹p v­ît qua mét vËn ®éng viªn ch¹y? Hái sau mét thêi gian bao l©u, mét vËn ®éng viªn ®ua xe ®ang ë ngang hµng mét vËn ®éng viªn ch¹y ®uæi kÞp mét vËn ®éng viªn ch¹y tiÒp theo?. C©u 2: ( 3 ®iÓm) 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 v0. 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 3: (5 ®iÓm) Ng­êi ta ®æ mét l­îng n­íc s«i vµo mét thïng ®· ch­a n­íc ë nhiÖt ®é cña phßng 25 0C th× thÊy khi c©n b»ng. NhiÖt ®é cña n­íc trong thïng lµ 700C. NÕu chØ ®æ l­îng n­íc s«i trªn vµo thïng nµy nh­ng ban ®Çu kh«ng chøa g× th× nhiÖt ®é cña n­íc khi c©n b»ng lµ bao nhiªu? BiÕt r»ng l­îng n­íc s«i gÊp 2 l©n l­îng n­íc nguéi. C©u 6: (5 ®iÓm) Hai g­¬ng ph¼ng (M) vµ (N) ®Æt song song quay mÆt ph¶n x¹ vµo nhau vµ c¸ch nhau mét kho¶ng AB = d. trªn ®o¹n AB cã ®Æt mét ®iÓm s¸ng S, c¸ch g­¬ng (M) mét ®o¹n SA = a. XÐt mét ®iÓm O n»m trªn ®­êng th¼ng ®i qua S vµ vu«ng gãc víi AB cã kho¶ng c¸ch OS = h. a. VÏ ®­êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S, ph¶n x¹ trªn g­¬ng (N) t¹i I vµ truyÒn qua O. b. VÏ ®­êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ trªn g­¬ng (N) t¹i H, trªn g­¬ng (M) t¹i K råi truyÒn qua O. c. TÝnh kho¶ng c¸ch tõ I , K, H tíi AB. === H­íng dÉn chÊm thi häc sinh giái cÊp tr­êng M«n: VËt LÝ - Líp 9 C©u Néi dung Thang ®iÓm - Gäi vËn tèc cña vËn ®éng viªn ch¹y vµ vËn ®éng viªn ®ua xe ®¹p lµ: v1, v2 (v > v > 0). Kho¶ng c¸ch gi÷a hai vËn ®éng viªn ch¹y vµ hai vËn ®éng viªn C©u 1 1 2 ®ua xe ®¹p lµ l1, l2 (l2>l1>0). V× vËn ®éng viªn ch¹y vµ vËn ®éng viªn ®ua 1 ®iÓm (2 ®) xe ®¹p chuyÓn ®éng cïng chiÒu nªn vËn tèc cña vËn ®éng viª ®ua xe khi chén vËn ®éng viªn ch¹y lµm mèc lµ: v21= v2 - v1 = 10 - 6 = 4 (m/s). 10
11. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN - Thêi gian hai vËn ®éng viªn ®ua xe v­ît qua mét vËn ®éng viªn ch¹y lµ: l2 20 0,5 ®iÓm t1 5(s) v21 4 - Thêi gian mét vËn ®éng viªn ®ua xe ®¹p ®ang ë ngang hµng mét vËn ®éng viªn ch¹y ®uæi kÞp mét vËn ®éng viªn ch¹y tiÕp theo lµ: 0,5 ®iÓm l1 10 t2 2,5 (s) v21 4 - Gäi träng l­îng cña mçi qu¶ cÇu lµ P, Lùc ®Èy Acsimet lªn mçi qu¶ cÇu lµ FA. Khi nèi hai qu¶ cÇu nh­ h×nh vÏ, qu¶ cÇu trong n­íc 2 ®iÓm chuyÓn ®éng tõ d­íi lªn trªn nªn: (vÏ ®óng P + FC1= T + FA (Víi FC1 lµ lùc c¶n cña n­íc, T h×nh, biÓu lµ lùc c¨ng d©y) => FC1= FA(do P = T), suy ra diÔn ®óng FC1= V.10D0 T c¸c vÐc t¬ lùc 1 ®iÓm) FA P C©u 2 - Khi th¶ riªng mét qu¶ cÇu trong n­íc, do qu¶ (3 ®) cÇu chuyÓn ®éng tõ trªn xuèng nªn: P = F + F => F = P - F => F = V.10 (D - A C2 C2 A C2 0,5 ®iÓm D0). F C1 P - Do lùc c¶n cña n­íc tØ lÖ thuËn víi vËn tèc qu¶ cÇu. Ta cã: 0,5 ®iÓm v V.10.D0 D0 D0 v .v0 v0 V.10(D D0 ) D D0 D D0 Theo PT c©n b»ng nhiÖt, ta cã: Q3 = QH2O+ Qt =>2C.m (100 – 70) = C.m (70 – 25) + C2m2(70 – 25) Cm 2 ®iÓm =>C2m2. 45 = 2Cm .30 – Cm.45.=> C2m2 = 3 - Nªn chØ ®æ n­íc s«i vµo thïng nh­ng trong thïng kh«ng cã n­íc nguéi th×: + NhiÖt l­îng mµ thïng nhËn ®­îc khi ®ã lµ: 1 ®iÓm C©u 3 * Qt C2m2 (t – tt) (5 ®) , + NhiÖt l­îng n­íc táa ra lµ:Qs 2Cm (ts – t) - Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: m2C2( t-25) = 2Cm(100 – t) (2) Tõ (1) vµ (2), suy ra: 1 ®iÓm Cm (t – 25) = 2Cm (100 – t) 3 Gi¶i ph­¬ng tr×nh (3) t×m ®­îc t=89,30C 1 ®iÓm Theo PT c©n b»ng nhiÖt, ta cã: Q3 = QH2O+ Qt =>2C.m (100 – 70) = C.m (70 – 25) + C2m2(70 – 25) Cm 2 ®iÓm =>C2m2. 45 = 2Cm .30 – Cm.45.=> C2m2 = 3 C©u 3 - Nªn chØ ®æ n­íc s«i vµo thïng nh­ng trong thïng kh«ng cã n­íc nguéi th×: (5 ®) + NhiÖt l­îng mµ thïng nhËn ®­îc khi ®ã lµ: * 1 ®iÓm Qt C2m2 (t – tt) + NhiÖt l­îng n­íc táa ra lµ: , Qs 2Cm (ts – t) 11
12. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN - Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: m2C2( t-25) = 2Cm(100 – t) (2) Tõ (1) vµ (2), suy ra: 1 ®iÓm Cm (t – 25) = 2.Cm (100 – t) 3 Gi¶i ph­¬ng tr×nh (3) t×m ®­îc t=89,30C 1 ®iÓm 1 ®iÓm 1 ®iÓm C©u 4 (3 ®) 1 ®iÓm 1 ®iÓm C©u 5 0,5 ®iÓm (2 ®) 0,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 1 ®iÓm 1 ®iÓm C©u 6 1 ®iÓm (5 ®) 1 ®iÓm 1 ®iÓm §Ò thi häc sinh giái cÊp tr­êng – N¨m häc 2009 – 2010 M«n: VËt lÝ Thêi gian lµm bµi: 150 phót ®Ò bµi C©u 1: (6 ®iÓm). 1. (2 ®iÓm) Xe 1 vµ 2 cïng chuyÓn ®éng trªn mét ®­êng trßn víi vËn tèc kh«ng ®æi. Xe 1 ®i hÕt 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. 2. (2 ®iÓm) Mét ng­êi ®ang ngåi trªn mét « t« t¶i ®ang chuyÓn ®éng ®Òu víi vËt tèc 18km/h. Th× thÊy mét « t« du lÞch ë c¸ch xa m×nh 300m vµ chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu, sau 20s hai xe gÆp nhau. a. TÝnh vËn tèc cña xe « t« du lÞch so víi ®­êng? b. 40 s sau khi gÆp nhau, hai « t« c¸ch nhau bao nhiªu? 3. (2 ®iÓm) Mét qu¶ cÇu b»ng kim lo¹i cã khèi l­îng riªng lµ 7500kg/m3 næi mét nöa trªn V mÆt n­íc. Qu¶ cÇu cã mét phÇn rçng cã thÓ tÝch 2 3 V2 = 1dm . TÝnh träng l­îng cña qu¶ cÇu. BiÕt khèi - - - - - - - - - - - 3 - - - - - - - - - - - - - - l­îng riªng cña n­íc lµ 1000kg/m ) - - - - - - - - - - - - - - C©u 2: (4 ®iÓm) 1. (2 ®iÓm) Ng­êi ta ®æ mét l­îng n­íc s«i vµo mét thïng ®· ch­a n­íc ë nhiÖt ®é cña phßng 250C th× thÊy khi c©n b»ng. NhiÖt ®é cña n­íc trong thïng lµ 700C. NÕu chØ ®æ l­îng n­íc s«i trªn vµo thïng nµy nh­ng ban ®Çu kh«ng chøa g× th× nhiÖt ®é cña n­íc khi c©n b»ng lµ bao nhiªu? BiÕt r»ng l­îng n­íc s«i gÊp 2 lÇn l­îng n­íc nguéi. 2. (2 ®iÓm) Mét bÕp dÇu ®un mét lÝt n­íc ®ùng trong Êm b»ng nh«m, khèi l­îng m 2 = 300g th× sau thêi gian t1 = 10 phót n­íc s«i. NÕu dïg bÕp vµ Êm trªn ®Ó ®un 2 lÝt n­íc trong cïng 1 ®iÒu kiÖn th× sau bao l©u n­íc s«i. Cho nhiÖt dung riªng cña n­íc vµ Êm nh«m lµ C1 = 4200J/Kg.K, C2 = 880J/Kg.K. BiÕt nhiÖt do bÕp dÇu cung cÊp mét c¸ch ®Òu ®Æn. C©u 4: (4 ®iÓm) 12
13. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 1. (2 ®iÓm) 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 ng­êi ¶nh cña m×nh trong g­¬ng. Khi ®ã ph¶i ®Æt mÐp d­íi cña g­¬ng c¸ch mÆt ®Êt bao nhiªu ? 2. (2 ®iÓm) Hai g­¬ng ph¼ng M1, M2 ®Æt song song cã mÆt ph¶n x¹ quay vµo nhau, c¸ch nhau mét ®o¹n d = 12cm. N»m trong kho¶ng gi÷a hai g­¬ng cã ®iÓm s¸ng O vµ S cïng c¸ch g­¬ng M1 mét ®o¹n a = 4cm. BiÕt SO = h = 6cm. a, H·y tr×nh bµy c¸ch vÏ mét tia s¸ng tõ S ®Õn g­¬ng M1 t¹i I, ph¶n x¹ tíi g­¬ng M2 t¹i J råi ph¶n x¹ ®Õn O. b, TÝnh kho¶ng c¸ch tõ I ®Õn A vµ tõ J ®Õn B. (AB lµ ®­êng th¼ng ®i qua S vµ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng cña hai g­¬ng). H­íng dÉn chÊm M«n: VËt lÝ thi häc sinh giái cÊp tr­êng N¨m häc 2009 – 2010 C©u Néi dung Thang ®iÓm 1. 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. 0,25 ®iÓm (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 0,5 ®iÓm 50n 5v.t = v.t + 50v.n 5t = t + 50n 4t = 50n t = 4 50n n V× C < t 50 0 < 50 0 < 1 n = 1, 2, 3, 4. 4 4 0,5 ®iÓm 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 ) 50 5v.t + v.t = m.50v 5t + t = 50m 6t = 50m t = m 0,5 ®iÓm 6 50 V× 0 < t 50 0 < m 50 6 C©u 1 m (6 ®iÓm) 0 < 1 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 6 0,25 ®iÓm VËy 2 xe ®i ng­îc chiÒu sÏ gÆp nhau 6 lÇn. 2. Gäi v vµ v lµ vËn tèc cña xe t¶i vµ xe du lÞch. 1 2 0,25 ®iÓm VËn tèc cña xe du lÞch ®èi víi xe t¶i lµ : v21 Khi chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu: V21 = v2 + v1 (1) S Mµ v21 = (2) t S S 0,75 ®iÓm Tõ (1) vµ ( 2) v1+ v2 = v2 = - v1 t t 300 Thay sè ta cã: v2 = 5 10m / s 20 Gäi kho¶ng c¸ch sau 40s kÓ tõ khi 2 xe gÆp nhau lµ l l = v21 . t = (v1+ v2) . t l = (5+ 10). 4 = 600 m. 0,75 ®iÓm l = 600m 3. Gäi: + V lµ thÓ tÝch qu¶ cÇu + d1, d lµ träng l­îng riªng cña qu¶ cÇu vµ cña n­íc. V 0,25 ®iÓm ThÓ tÝch phÇn ch×m trong n­íc lµ : 2 13
14. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN dV Lùc ®Èy Acsimet F = 2 0,25 ®iÓm Träng l­îng cña qu¶ cÇu lµ P = d1. V1 = d1 (V – V2) dV 2d1.d 2 Khi c©n b»ng th× P = F = d1 (V – V2) V = 0,5 ®iÓm 2 2d1 d ThÓ tÝch phÇn kim lo¹i cña qu¶ cÇu lµ: 2d1V2 d .V2 V1 = V – V2 = - V2 = 2d d 2d d 1 1 0,5 ®iÓm d 1 .d .V 2 Mµ träng l­îng P = d1. V1 = 2d 1 d 75000.10000.10 3 Thay sè ta cã: P = 5,35N vËy: P = 5,35N 0,5 ®iÓm 2.75000 10000 1. Theo PT c©n b»ng nhiÖt, ta cã: Q3 = QH2O+ Qt 2Cm (100 – 70) = Cm (70 – 25) + C2m2(70 – 25) Cm 0,5 ®iÓm C2m2. 45 = 2Cm .30 – Cm.45 C2m2 = (1) 3 NÕn chØ ®æ n­íc s«i vµo thïng nh­ng trong thïng kh«ng cã n­íc nguéi: * Th× nhiÖt l­îng mµ thïng nhËn ®­îc khi ®ã lµ:Qt C2m2 (t – tt) 0,5 ®iÓm , NhiÖt l­îng n­íc táa ra lµ:Qs 2Cm (ts – t) Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: m 2C2( t-25) = 2Cm(100 – t) (2) Cm 0,5 ®iÓm Tõ (1) vµ (2), suy ra: (t – 25) = 2Cm (100 – t) (3) 3 Gi¶i ph­¬ng tr×nh (3) ta t×m ®­îc: t 89,30 C 0,5 ®iÓm C©u 2 2. Gäi Q1 vµ Q2 lµ nhiÖt l­îng cÇn cung cÊp cho Êm vµ cho n­íc trong 2 (4 ®iÓm) lÇn ®un ta cã: Q = ( C .m + C .m ). t ; 1 1 1 2 2 0,5 ®iÓm Q2 = ( C1.2m1 + C2.m2). t ( m1 vµ m2 lµ khèi l­îng n­íc vµ Êm trong lÇn ®un ®Çu) MÆt kh¸c do nhiÖt táa ra mét c¸ch ®Òu ®Æn nghÜa lµ thêi gian T ®un cµng lín th× nhiÖt táa ra cµng lín. Do ®ã : Q1 = K.T1; Q2 = K.T2 ( K lµ hÖ sè tØ 0,25 ®iÓm lÖ nµo ®ã) Nªn : K.T1 = ( C1.m1 + C2.m2). t ; K.T2 = = ( C1.2m1 + C2.m2). t KT2 (2m1.C1 m2 .C2 ). t 2m1.C1 m2 .C2 T1 0,75 ®iÓm KT1 (m1.C1 m2 .C2 ). t m1.C1 m2 .C2 T2 m1.C1 T2 = ( 1 + )T1 m1.C1 m2 .C2 4200 VËy T2 = ( 1 + ).10 = ( 1 + 0,94).10 = 19,4 phót 0,5 ®iÓm 4200 0,3.880 0,25 ®iÓm 0,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 0,25 ®iÓm C©u 3 0,25 ®iÓm (6 ®iÓm) 0,5 ®iÓm 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm 14
15. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN C©u 3 0,5 ®iÓm (tiÕp) 0,25 ®iÓm 0,25 ®iÓm 0,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 0,5 ®iÓm 1. - VÏ h×nh vÏ D I M M’ H 0,5 ®iÓm K C 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 0,5 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 : 0,5 ®iÓm 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 C©u 4 KJ = DC - DM - HK = 170 - 10 - 80 = 80 (cm) (2 ®) 0,5 ®iÓm (4 ®iÓm) VËy g­¬ng cao 85 (cm) mÐp d­íi cña g­¬ng c¸ch mÆt ®Êt 80 cm 2. - VÏ h×nh vÏ O M2 O1 J 0,5 ®iÓm I S1 A S B H a a d (d-a) a. LÊy S1 ®èi xøng víi S qua g­¬ng M1, O1 ®èi xøng víi víi O qua g­¬ng M 2 0,5 ®iÓm - Nèi S1O1 c¾t g­¬ng M1 t¹i I, c¾t g­¬ng M2 t¹i J. - Nèi SIJO ta ®­îc tia s¸ng cÇn vÏ. b. XÐt tam gi¸c S IA ®ång d¹ng víi tam gi¸c S BJ: 1 1 0,5 ®iÓm AI/BJ = S1A/S1B = a/(a+d) (1) XÐt tam gi¸c S AI ®ång d¹ng víi tam gi¸c S HO : 1 1 1 0,25 ®iÓm AI/HO1 = S1A/S1H = a/2d => AI = a.h/2d = 1cm (2) Thay (2) vµo (1) ta ®­îc: BJ = (a+d).h/2d = 16cm. 0,25 ®iÓm 15
16. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN §Ò 1 (Thêi gian: 150 phót) Bµi 1: (5 ®iÓm) Mét chiÕc xe ph¶i ®i tõ ®Þa ®iÓm A ®Õn ®Þa ®iÓm B trong kho¶ng thêi gian quy ®Þnh lµ t. NÕu xe chuyÓn ®éng tõ A ®Õn B, víi vËn tèc V1= 48Km/h. Th× xe sÏ ®Õn B sím h¬n 18 phót so víi qui ®Þnh. NÕu chuyÓn ®éng tõ A ®Õn B víi vËn tèc V2 = 12Km/h. Xe sÏ ®Õn B chËm h¬n 27 phót so víi thêi gian qui ®Þnh. a. T×m chiÒu dµi qu·ng ®­êng AB vµ thêi gian qui ®Þnh t. b. §Ó chuyÓn ®éng tõ A ®Õn B ®óng thêi gian qui ®Þnh t. Xe chuyÓn ®éng tõ A ®Õn C ( trªn AB) víi vËn tèc V1 = 48 Km/h råi tiÕp tôc chuyÓn ®éng tõ C ®Õn B víi vËn tèc V2 = 12Km/h. TÝnh chiÒu dµi qu¶ng ®­êng AC. Bµi 2: ( 5®iÓm) Ng­êi ta ®æ mét l­îng n­íc s«i vµo mét thïng ®· ch­a n­íc ë nhiÖt ®é cña phßng 25 0C th× thÊy khi c©n b»ng. NhiÖt ®é cña n­íc trong thïng lµ 700C. NÕu chØ ®æ l­îng n­íc s«i trªn vµo thïng nµy nh­ng ban ®Çu kh«ng chøa g× th× nhiÖt ®é cña n­íc khi c©n b»ng lµ bao nhiªu? BiÕt r»ng l­îng n­íc s«i gÊp 2 l©n l­¬ng n­íc nguéi. Bµi 3: (6 ®iÓm) Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo m¹ch U = 6v kh«ng ®æi. R1= 2  ; R2= 3 ; Rx = 12 §Ìn D ghi 3v-3w coi ®iÖn trë cña ®Ìn kh«ng ®æi. §iÖn trë cña ampekÕ vµ d©y nèi kh«ng ®¸ng kÓ. 1. Khi khãa K më: a. RAC = 2 . TÝnh c«ng sÊt tiªu thô cña ®Ìn. AV b. TÝnh RAC ®Ó ®Ìn s¸ng b×nh th­êng. R1 D 2. Khi khãa K ®ãng C«ng suÊt tiªu thô ë R2 lµ 0,75w + - X¸c ®Þnh vÞ trÝ con ch¹y C. U R2 b.X¸c ®Þnh sè chØ cña ampe kÕ K B C A Rx §¸p ¸n ®Ò 1 C©u 1: Gäi SAB lµ ®é dµi qu¶ng ®­êng AB. t lµ thêi gian dù ®Þnh ®i -Khi ®i víi vËn tèc V1 th× ®Õn sím h¬n (t) lµ t1 = 18 phót ( = 0,3 h) (0,25 ®iÓm) SAB Nªn thêi gian thùc tÕ ®Ó ®i ( t – t1) = (0,25 ®iÓm) V1 Hay SAB = V1 (t – 0,3) (1) (0,25 ®iÓm) - Khi ®i V2 th× ®Õn trÔ h¬n thêi gian dù ®Þnh (t) lµ t2 = 27 phót ( = 0,45 h) (0,25 ®iÓm) Nªn thùc tÕ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®i hÕt qu¶ng ®­êng AB lµ: SAB (t + t2) = (0,25 ®iÓm) V2 Hay SAB = V2 (t + 0,45) (2) (0,25 ®iÓm) Tõ ( 1) vµ (2) , ta cã: V1 ( t- 0,3) = V2 (t + 0,45) (3) (0,25 ®iÓm) Gi¶i PT (3), ta t×m ®­îc: t = 0,55 h = 33 phót (0,5 ®iÓm) Thay t = 0,55 h vµo (1) hoÆc (2), ta t×m ®­îc: SAB = 12 Km. (0,5 ®iÓm) b. Gäi tAC lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó xe ®i tíi A C (SAC) víi vËn tèc V1 (0,25 ®iÓm) Gäi tCB lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó xe ®i tõ C B ( SCB) víi vËn tèc V2 (0,25 ®iÓm) Theo bµi ra, ta cã: t = tAC + tCB (0,25 ®iÓm) S S S Hay t AC AB AC (0,5 ®iÓm) V1 V2 V1 SAB V2 t Suy ra: SAC (4) (0,5 ®iÓm) V1 V2 Thay c¸c gi¸ trÞ ®· biÕt vµo (4), ta t×m ®­îc SAC = 7,2 Km (0,5 ®iÓm) 16
17. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN C©u 2: (5 ®iÓm) Theo PT c©n b»ng nhiÖt, ta cã: Q3 = QH2O+ Qt (0.5 ®iÓm) 2Cm (100 – 70) = Cm (70 – 25) + C2m2(70 – 25) C2m2. 45 = 2Cm .30 – Cm.45. Cm C2m2 = (1) (0.5 ®iÓm) 3 Nªn chØ ®æ n­íc s«i vµo thïng nh­ng trong thïng kh«ng cã n­íc nguéi: Th× nhiÖt l­îng mµ thïng nhËn ®­îc khi ®ã lµ: * Qt C2m2 (t – tt) (0.5 ®iÓm) NhiÖt l­îng n­íc táa ra lµ: , Qs 2Cm (ts – t) (0.5 ®iÓm) Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: m2C2( t-25) = 2Cm(100 – t) (2) (0.5 ®iÓm) Tõ (1) vµ (2), suy ra: Cm (t – 25) = 2Cm (100 – t) (3) (0.5 ®iÓm) 3 Gi¶i ph­¬ng tr×nh (3) ta t×m ®­îc: t 89,30 C (0.5 ®iÓm) §Ò 2 C©u 1: (3 ®iÓm) Mét ng­êi ®ang ngåi trªn mét « t« t¶i ®ang chuyÓn ®éng ®Òu víi vËt tèc 18km/h. Th× thÊy mét « t« du lÞch ë c¸ch xa m×nh 300m vµ chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu, sau 20s hai xe gÆp nhau. a. TÝnh vËn tèc cña xe « t« du lÞch so víi ®­êng? b. 40 s sau khi gÆp nhau, hai « t« c¸ch nhau bao nhiªu? C©u 2: (4 ®iÓm) o Cã hai b×nh c¸ch nhiÖt. B×nh mét chøa m1 = 4kg n­íc ë nhiÖt ®é t1 = 20 C, b×nh hai chøa m2 = o 8kg n­íc ë nhiÖt ®é t2 =40 C. Ng­êi ta trót mét l­îng n­íc m tõ b×nh 2 sang b×nh 1. Sau khi nhiÖt ®é ë b×nh 1 ®· æn ®Þnh, ng­êi ta l¹i trót l­îng n­íc m tõ b×nh 1 sang b×nh 2. NhiÖt ®é ë b×nh 2 khi c©n b»ng lµ , o , t2 =38 C. H·y tÝnh khèi l­îng m ®· trót trong mçi lÇn vµ nhiÖt ®é æn ®Þnh t1 ë b×nh 1. C©u 3: (4 ®iÓm) Mét qu¶ cÇu b»ng kim lo¹i cã khèi 3 l­îng riªng lµ 7500kg/m næi trªn mÆt n­íc, t©m V2 qu¶ cÇu n»m trªn cïng mÆt ph¼ng víi mÆt tho¸ng cña n­íc. Qu¶ cÇu cã mét phÇn rçng 3 cã thÓ tÝch lµ 1dm . TÝnh träng l­îng cña V1 d1 d qu¶ cÇu.(Cho khèi l­îng riªng cña n­íc lµ 1000kg/m3) C©u 4: (4 ®iÓm) Khi ngåi d­íi hÇm, ®Ó quan s¸t ®­îc c¸c vËt trªn mÆt ®Êt ng­êi A ta dïng mét kÝnh tiÒm väng, gåm hai g­¬ng G1 vµ G2 ®Æt 45m song song víi nhau vµ nghiªng 450 so víi ph­¬ng I G 1 B n»m ngang (h×nh vÏ) kho¶ng c¸ch theo ph­¬ng th¼ng ®øng lµ IJ = 2m. Mét vËt s¸ng AB ®øng yªn c¸ch G1 mét kho¶ng BI b»ng 5 m. 1. Mét ng­êi ®Æt m¾t t¹i ®iÓm M c¸ch J mét kho¶ng 20cm trªn ph­¬ng n»m ngang nh×n vµo M g­¬ng G2. X¸c ®Þnh ph­¬ng, chiÒu cña ¶nh AB G2 mµ ng­êi nµy nh×n thÊy vµ kho¶ng c¸ch tõ ¶nh J ®Õn M. D 2. Tr×nh bµy c¸ch vÏ vµ ®­êng ®i cña mét tia s¸ng tõ ®iÓm A cña vËt, ph¶n x¹ trªn 2 g­¬ng råi ®i ®Õn m¾t ng­êi quan s¸t. M N C©u 5: (5 ®iÓm): U 17
18. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ. HiÖu ®iÖn R1 R2 thÕ gi÷a hai ®Çu cña ®o¹n m¹ch MN kh«ng ®æi U =7V. C¸c ®iÖn trë cã gi¸ trÞ R1 = 3, R2 = 6 . PQ lµ mét d©y dÉn dµi 1,5m tiÕt A diÖn kh«ng ®æi s = 0,1mm2. §iÖn trë suÊt lµ 4.10-7m. AmpekÕ A vµ c¸c d©y nèi cã ®iÖn trë kh«ng ®¸ng kÓ. C 1. TÝnh ®iÖn trë cña d©y dÉn PQ. P Q 2. DÞch chuyÓn con ch¹y C tíi vÞ trÝ sao cho chiÒu dµi PC = 1/2 CQ. TÝnh sè chØ cña AmpekÕ. 3. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña C ®Ó sè chØ cña AmpekÕ lµ 1/3 A. §¸p ¸n: §Ò 2 C©u 1: (3 ®iÓm) a) Gäi v1 vµ v2 lµ vËn tèc cña xe t¶i vµ xe du lÞch. VËn tèc cña xe du lÞch ®èi víi xe t¶i lµ : v21 (0,5) Khi chuyÓn ®éng ng­îc chiÒu V21 = v2 + v1 (1) (0,5) S Mµ v21 = (2) (0,5) t S S Tõ (1) vµ ( 2) v1+ v2 = v2 = - v1 t t 300 Thay sè ta cã: v2 = 5 10m / s (0,5) 20 b) Gäi kho¶ng c¸ch sau 40s kÓ tõ khi 2 xe gÆp nhau lµ l l = v21 . t = (v1+ v2) . t (0,5) l = (5+ 10). 4 = 600 m. l = 600m. (0,5) C©u 2: (4 ®iÓm) Gäi m1, t1 lµ khèi l­îng cña n­íc vµ nhiÖt ®é b×nh 1 Gäi m2, t2 lµ khèi l­îng cña n­íc vµ nhiÖt ®é b×nh .2. (0,5) * LÇn 1: §æ m (kg) n­íc tõ b×nh 2 sang b×nh 1. NhiÖt l­îng n­íc to¶ ra : Q1 = m. c (t2 – t1’ ) (0,5) NhiÖt l­îng n­íc thu vµo Q2 = m1. c (t1’ – t1) (0,5) Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt lµ: Q1 = Q2 m. c (t2 – t1’ ) = m1. c (t1’ – t1) (1) (0,5) * LÇn 2: §æ m (kg) n­íc tõ b×nh 1 sang b×nh 2. NhiÖt l­îng n­íc to¶ ra : Q1’ = m. c (t2’ – t1’ ) (0,5) NhiÖt l­îng n­íc thu vµo Q2’ = (m2 – m ). c (t2 – t2’) (0,5) Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt lµ : Q1’ = Q2’ m. c (t2’ – t1’ ) = (m2 – m ). c (t2 – t2’) (2) (0,5) Tõ (1) vµ (2) ta cã: m. c (t2 – t1’ ) = m1. c (t1’ – t1) m. c (t2’ – t1’ ) = (m2 – m ). c (t2 – t2’) Thay sè ta cã: m. c (40 – t1’) = 4.c (t1’ – 20) (3) m.c (38 – t1’) = (8 –m). c (40 – 38) (4) 0 Gi¶i (3) vµ (4) ta ®­îc: m= 1kg vµ t1’ = 24 C (0,5) C©u 3:(4 ®iÓm) Gäi: + V lµ thÓ tÝch qu¶ cÇu + d1, d lµ träng l­îng riªng cña qu¶ cÇu vµ cña n­íc. (0,5) ThÓ tÝch phÇn V ch×m trong n­íc lµ : 2 dV Lùc ®Èy Acsimet F = (0,5) 2 Träng l­îng cña qu¶ cÇu lµ P = d1. V1 = d1 (V – V2) (0,5) 18
19. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN dV Khi c©n b»ng th× P = F = d1 (V – V2) (0,5) 2 2d .d V = 1 2 (0,5) 2d1 d ThÓ tÝch phÇn kim lo¹i cña qu¶ cÇu lµ: 2d 1V 2 d .V2 V1 = V – V2 = - V2 = (0,5) 2d 1 d 2d1 d d1.d .V 2 Mµ träng l­îng P = d1. V1 = (0,5) 2d1 d 75000.10000.10 3 Thay sè ta cã: P = 5,35N vËy: P = 5,35N (0,5) 2.75000 10000 B1 A1 C©u 4: (4 ®iÓm) 1) VÏ ¶nh. (1.0) I1 45 A G1 I B J1 A2 M J G2 B2 2) Do tÝnh chÊt ®èi xøng cña ¶nh víi vËt qua g­¬ng JJ Ta cã: + AB qua g­¬ng G1 cho ¶nh A1 B1 (n»m ngang) (0,5) + A1B1 qua g­¬ng G2 cho ¶nh A2 B2 (th¼ng ®øng cïng chiÒu víi AB) (0,5) Do ®èi xøng BI = B1I B1J = B1I + IJ = 5 + 2 = 7 m (0,5) T­¬ng tù : B2J = B1J (®èi xøng) B2M = B2J+ JM = 0,2 + 7 = 7, 2 m (0.5) 3) C¸ch vÏ h×nh Sau khi x¸c ®Þnh ¶nh A2B2 nh­ h×nh vÏ - Nèi A2 víi M, c¾t G2 t¹i J1 - Nèi J1 víi A1 c¾t G1 t¹i I1 (0,5) - Nèi I1 víi A - §­êng AI1J1M lµ ®­êng tia s¸ng ph¶i dùng. (0,5) C©u 5: (5 ®iÓm) 1. TÝnh ®iÖn trë R . §æi tiÕt diÖn s= 0,1 mm2= 0,1 . 10-6m2 l 1,5 §iÖn trë R= = 4.10-7. = 6  (1®) s 0,1.10 6 2. TÝnh sè chØ cña ampekÕ 1 V× PC = CQ; RPC + RCQ = 6  2 1 RPC = 2 = RCQ (0,5) 2 R 1 Ta còng cã 1 R 2 2 VËy m¹ch cÇu c©n b»ng vµ ampekÕ chØ sè 0. (0,5) 19
20. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 3. Gäi I1 lµ c­êng ®é dßng ®iÖn qua R1 Gäi I2 lµ c­êng ®é dßng ®iÖn qua RPC víi RPC = x . (0,5) * XÐt hai tr­êng hîp . a) Dßng ®iÖn qua ampekÕ cã chiÒu tõ D ®Õn C (I1 I2.) 1 Ta cã UR1 = R1 I1 = 3 I1; UR2 = I2 R2 = 6 (I1- ) (1) (0,25) 3 Tõ UMN = UMD+ UDN = UR1 + UR2= 7V 1 Ta cã ph­¬ng tr×nh: 3I1+ 6 (I1- ) = 7 9I1- 2 =7 I1=1A (0,25) 3 R1 3 R1 vµ x m¾c song song do ®ã I x = I1. = (0,25) x x Tõ UPQ= UPC + UCQ = 7V 3 3 1 Ta cã x. + ( 6-x). ( + ) = 7 (2) x x 3 18 x = 5 x2+15x – 54 = 0 (*) (0,25) x 3 gi¶i ph­¬ng tr×nh (*) ta ®­îc .x1= 3 vµ x2 = -18 (lo¹i ) VËy x= 3 con ch¹y ë chÝnh gi÷a. (0,5) b. Dßng ®iÖn qua ampekÕ cã chiÒu tõ C ®Õn D (I1 I2) 1 Trong ph­¬ng tr×nh (1) ta ®æi dÊu cña (– ) ta ®­îc: 3 1 3I1’ + 6 (I1’ + ) = 7 3 5 9I1’ + 2 = 7 I1’ = A 9 5.3 5 I’ = = (0,25) x.9 3x 5 5 1 Ph­¬ng tr×nh (2) trë thµnh : x. + (6 – x) ( – ) = 7 3x 3x 3 5 10 5 x + – 2 – + = 7 3 x 2 3 10 x + = 9 x2 – 27x + 30 = 0 ( ) (0,25) x 3 Gi¶i ph­¬ng tr×nh ( ) ta ®­îc x1 25,84 vµ x2 1,16 V× x < 6  nªn ta lÊy x 1,16 (0,5) VËy con ch¹y C n»m ë gÇn P h¬n Ghi chó: NÕu c¸ch gi¶i kh¸c ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a. §Ò 3 i- PhÇn tr¾c nghiÖm Khoanh trßn ch÷ c¸i ®øng tr­íc c©u ®óng A. Trong ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a 2 ®Çu ®o¹n m¹ch lu«n nhá h¬n tæng c¸c hiÖu ®iÖn thÕ cña c¸c ®iÖn trë thµnh phÇn. B. Trªn bãng ®Ìn ghi 220v – 75 w nghÜa lµ khi bãng ®Ìn sö dông ë hiÖu ®iÖn thÕ 220v th× cø mçi gi©y dßng ®iÖn s¶n ra 1 c«ng b»ng 75J. C. Muèn t¨ng lùc tõ cña 1 nam ch©m ®iÖn t¸c dông lªn mét vËt b»ng thÐp th× ph¶i t¨ng hiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu èng d©y. D. C¸c ®­êng søc tõ cña dßng ®iÖn trong èng d©y cã thÓ c¾t nhau. 20
21. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN II- PhÇn tù luËn Bµi 1: R1 P R2 N R3 M¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 4 Ω + - A B R4 = 4 , R5 =5 , R4 = 3 Ω Ω R4 R5 R6 M Q - Khi ®Æt vµo 2 ®iÓm M vµ N th× v«n kÕ chØ 4v. - Khi V ®Æt vµo 2 ®iÓm P vµ Q th× v«n kÕ chØ 9,5v. a. TÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn qua mçi ®iÖn trë. b. TÝnh HiÖuV ®iÖn thÕ hai ®iÓm A vµ B c. NÕu ®Æt Am pe kÕ vµo 2 ®iÓm P vµ Q th× m¹ch ®iÖn cã s¬ ®å thÕ nµo? Coi ®iÖn trë v«n kÕ rÊt lín, Am pe kÕ rÊt nhá. Bµi 3: Mét h×nh trô cã tiÕt diÖn ®¸y S = 450cm2 ®ùng n­íc. Ng­êi ta th¶ vµo b×nh mét thái n­íc ®¸ d¹ng h×nh hép ch÷ nhËt, khèi l­îng m1 = 360g. 3 a. X¸c ®Þnh khèi l­îng n­íc m trong b×nh, biÕt r»ng tiÕt diÖn ngang cña thái ®¸ lµ S 1 = 80cm vµ 3 võa ch¹m ®ñ ®¸y b×nh. Khèi l­îng riªng cña n­íc ®¸ lµ D1 = 0,9 kg/dm . b. X¸c ®Þnh ¸p suÊt g©y ra t¹i ®¸y b×nh khi: - Ch­a cã n­íc ®¸ - Võa th¶ n­íc ®¸ - N­íc ®¸ tan hÕt. Bµi 4: Sù biÕn thiªn cña nhiÖt ®é theo nhiÖt l­îng t0C to¶ ra trong qu¸ tr×nh h¬i n­íc thµnh h¬i n­íc thµnh n­íc 100 A B ®¸ ®­îc vÏ ë ®å thÞ nh­ h×nh vÏ. H·y x¸c ®Þnh khèi l­îng ban ®Çu cña h¬i n­íc vµ khèi Q(106J) l­îng n­íc ®¸ ®­îc h×nh thµnh. O 2,76 3,343 §¸p ¸n ®Ò 3 I- PhÇn tr¾c nghiÖm - (2,5 ®iÓm) C©u ®óng: B, C C©u sai : A, D II. PhÇn tù luËn Bµi 1: Dùa vµo sè chØ cña v«n kÕ a. TÝnh ®­îc I1 = 2A (qua R1 R2 R3) (2 ®iÓm) I2 = 1,5A (qua R4 R5 R6) b. TÝnh ®­îc U AB = 18 v (2 ®iÓm) c. KÐo P trïng víi Q chung ®iÖn thÕ vÏ l¹i s¬ ®å (1 ®iÓm) ®iÓm) Bµi 3: a. Côc n­íc ®¸ võa ch¹m ®¸y FA = P n­íc ®¸ Hay d.v = 10 m1. (v – thÓ tÝch n­íc ®¸ d.s1.h. =10 m1 10 m => h = 1 (h chiÒu cao líp n­íc khi võa th¶ n­íc ®¸ (1 ®iÓm) ds1 Khèi l­îng n­íc trong cèc: M = D.v’ (v’ – thÓ tÝch khèi n­íc) Hay m = h.(s-s1).D => m = 315 g (1 ®iÓm) m b. Ch­a cã ®¸: ChiÒu cao cét n­íc : h = 1 s.D 2 => p1 = h1 . d = 10 m = 210 N/m (1 ®iÓm) 21
22. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN S m1 2 - Võa th¶ ®¸ vµo n­íc: P2 = h. d = 450 N/m (0,5 ®iÓm) S1. d (m + m ) .d - §¸ tan hÕt : P = h .d = 1 = 450 N/m2 (0,5 ®iÓm) 3 3 s.D Bµi 4: øng víi ®o¹n AB: n­íc ng­ng tô. Khèi l­îng n­íc ban ®Çu 6 Q1 = 2,76 . 10 J Q => m = 1 1,2 kg (1 ®iÓm) L ≈ - øng víi ®o¹n BC: n­íc h¹ nhiÖt ®é ®Õn 00 c. 6 Q2 = cm t = 0,504 . 10 J (1 ®iÓm) - øng víi ®o¹n CD: 1 ph©n n­íc ®«ng ®Æc 3,434 .106 – (2,76 + 0,504) . 106 m’ = 0,5 kg (2 ®iÓm) 3,4 .105 ≈ ®Ò 4 Thêi gian :150 phót C©u 1 : Mét ng­êi chÌo mét con thuyÒn qua s«ng n­íc ch¶y. Muèn cho thuyÒn ®i theo ®­êng th¼ng AB vu«ng gãc víi bê ng­êi Êy ph¶i lu«n chÌo thuyÒn h­íng theo ®­êng th¼ng AC (h×nh vÏ). C B BiÕt bê s«ng réng 400m. ThuyÒn qua s«ng hÕt 8 phót 20 gi©y. VËn tèc thuyÒn ®èi víi n­íc lµ 1m/s . A TÝnh vËn tèc cña n­íc ®èi víi bê . C©u 2 : Th¶ mét côc s¾t cã khèi l­îng 100g ®ang nãng ë 5000C vµ 1 kg n­íc ë 200C . Mét l­îng n­íc ë quanh côc s¾t ®· s«i vµ ho¸ h¬i. Khi cã c©n b»ng nhiÖt th× hÖ thèng cã nhiÖt ®é lµ 240C. Hái khèi l­îng n­íc ®· ho¸ h¬i. BiÕt nhiÖt dung riªng cña s¾t C s¾t = 460 J/kg K, cña n­íc C n­íc = 4200J/kgK . NhiÖt ho¸ h¬i L = 2,3.106 J/kg trë R1 vµ R3 b»ng 20  . 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 ng­êi ¶nh cña m×nh trong g­¬ng. Khi ®ã ph¶i ®Æt mÐp d­íi cña g­¬ng c¸ch mÆt ®Êt bao nhiªu ? ®¸p ¸n vµ biÓu ®iÓm §Ò 4 C©u 1 : (4 ®iÓm) Gäi v1 lµ vËn tèc cña thuyÒn ®èi víi dßng n­íc (h×nh vÏ) v0 lµ vËn tèc cña thuyÒn ®èi víi bê s«ng v2 lµ vËn tèc cña dßng n­íc ®èi víi 2 bê s«ng. Ta cã v0 = v1 + v2 V× v0  v2 nªn vÒ ®é lín v1, v2 , v tho¶ m·n 2 2 2 v1 v0 v2 (1) AB 400 MÆt kh¸c : vËn tèc v0 = =0,8m/s (1®) t 500 2 2 2 Thay sè vµo (1) ta ®­îc : 1 = 0,8 + v2 2 v2 = 0,6 =0,6 m/s VËy vËn tèc cña n­íc ®èi víi bê s«ng : 0,6 m/s (2®) C©u 2 : (4®) NhiÖt l­îng do s¾t to¶ ra khi h¹ nhiÖt ®é tõ 5000C xuèng 240C Q1 = c1m (500 - 24) = 21896 (J) (0,5 ®) 22
23. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Gäi nhiÖt l­îng n­íc ®· ho¸ h¬i lµ mx. NhiÖt l­îng ®Ó nã hÊp thô ®Ó t¨ng nhiÖt ®é tõ 20 0C lªn 1000C lµ : Q2 = mx.4.200.80 = 336.000 mx (0,5®) 6 NhiÖt l­îng do mx (kg) n­íc hÊp thô ®Ó ho¸ h¬i : Q3 = Lmx = 2,3.10 mx (1 ®iÓm) L­îng n­íc cßn l¹i lµ :(1 - mx) kg sÏ hÊp thô Q ®Ó nãng tõ 20 - 240 C Q4 = (1 - mx) .4200 . 4 = (1 - mx) 16800 = (1 - mx) . 16,8 .103 (J) (0,5®) Theo nguyªn lý c©n b»ng nhiÖt : Q1 = Q2 + Q3 + Q4 (0,5 ®) Hay 21896 = mx (336.103 + 2300 .103 - 16,8.103) + 16,8.103 5096 3 21896 - 16800 = mx .2619200 mx = 2.10 (kg) 2619200 VËy l­îng n­íc ®Ó ho¸ h¬i lµ 2 kg (1®) C©u 4 : (6®) - VÏ h×nh vÏ (1®) ¶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 (1®) §Ò 5 C©u 1(4®): Mét g­¬ng cÇu lâm cã b¸n kÝnh mÆt cÇu lµ R. Mét ®iÓm s¸ng S ®Æt tr­íc g­¬ng cÇu lâm. NÕu S c¸ch g­¬ng mét kho¶ng nhá h¬n R/2 sÏ cho ¶nh ¶o; lín h¬n R/2 sÏ cho ¶nh thËt. B»ng c¸ch vÏ h·y chøng minh kÕt luËn trªn. C©u 2(4®): Hai ng­êi ®i xe m¸y cïng khëi hµnh tõ A ®i vÒ B. Ng­êi thø nhÊt ®i nöa qu·ng ®­êng ®Çu víi vËn tèc 40 km/h vµ nöa qu·ng ®­êng sau víi vËn tèc 60 km/h. Ng­êi thø hai ®i víi vËn tèc 40 km/h trong nöa thêi gian ®Çu vµ vËn tèc 60 km/h trong nöa thêi gian cßn l¹i. Hái ai tíi ®Ých B tr­íc? C©u 3(3®): Dïng bÕp dÇu ho¶ ®Ó ®èt nãng 0,5 kg ®ång ë nhiÖt ®é 200C lªn 2200C tèn 5g dÇu. TÝnh hiÖu suÊt cña bÕp. Cho biÕt n¨ng suÊt to¶ nhiÖt cña dÇu ho¶ lµ 46000kJ/kg, nhiÖt dung riªng cña ®ång lµ 380J/kg.K. ®¸p ¸n §Ò 5 C©u1: ( 4 ®iÓm )C lµ t©m g­¬ng cÇu O lµ ®Ønh. F trung ®iÓm CO ( = R) C©u2: ( 4 ®iÓm ) TÝnh vËn tèc trung b×nh cña mçi ng­êi trªn ®o¹n ®­êng AB. Thêi gian ng­êi thø nhÊt ®i tõ A B : AB AB 5AB AB t1 + = = 2.40 2.60 240 48 AB VËn tèc trung b×nh ng­êi thø nhÊt V1= = 48 ( km/ h) t1 Gäi t2 lµ thêi gian chuyÓn ®éng cña ng­êi thø 2 th× AB= t2/ 2 . 40 + t2/ 2 . 60 = 50t2 VËn tèc trung b×nh ng­êi thø : V2 = AB/t2 = 50 ( km/ h) V× V2  V1 nªn ng­êi thø 2 ®Õn ®Ých B tr­íc C©u3: ( 3 ®iÓm ) NhiÖt l­îng do ®ång thu vµo lµ: Q1 = 380.0,5(220 – 20) = 38000J NhiÖt l­îng do 5g dÇu ch¸y hoµn toµn to¶ ra 3 Q2 = 5. 10 . 46 000 = 230kJ = 23 000J =QTP 23
24. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 38000 H = . 100% 16,52% 230000 ®Ò 7 C©u 1(3 ®iÓm) Hai vËt chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu trªn cïng mét ®­êng th¼ng. NÕu chóng chuyÓn ®éng l¹i gÇn nhau th× cø sau 5 gi©y kho¶ng c¸ch gi÷a chóng gi¶m 8 m. NÕu chóng chuyÓn ®éng cïng chiÒu (®é lín vËn tèc nh­ cò) th× cø sau 10 gi©y kho¶ng c¸ch gi÷a chóng l¹i t¨ng thªm 6m. TÝnh vËn tèc cña mçi vËt. C©u 2(3 ®iÓm) Trong hai b×nh c¸ch nhiÖt cã chøa hai chÊt láng kh¸c nhau ë hai nhiÖt ®é ban ®Çu kh¸c nhau. Ng­êi ta dïng mét nhiÖt kÕ, lÇn l­ît nhóng ®i nhóng l¹i vµo b×nh 1, råi vµo b×nh 2. ChØ sè cña nhiÖt kÕ lÇn l­ît lµ 400C; 80C; 390C; 9,50C. a) §Õn lÇn nhóng tiÕp theo nhiÖt kÕ chØ bao nhiªu? b) Sau mét sè rÊt lín lÇn nhóng nh­ vËy, nhiÖt kÕ sÏ chØ bao nhiªu? C©u 3(3,5 ®iÓm) Hai qu¶ cÇu ®Æc cã thÓ tÝch b»ng nhau vµ b»ng 100cm3 ®­îc nèi víi nhau bëi mét sîi d©y nhÑ kh«ng co d·n th¶ trong n­íc. Cho khèi l­îng cña qu¶ cÇu bªn d­íi gÊp 4 lÇn khèi l­îng cña qu¶ cÇu bªn trªn. Khi c©n b»ng th× mét nöa qu¶ cÇu bªn trªn bÞ ngËp trong n­íc. Cho khèi l­îng riªng cña n­íc D = 1000 kg/m3. H·y tÝnh: a) Khèi l­îng riªng cña chÊt lµm c¸c qu¶ cÇu. b) Lùc c¨ng cña sîi d©y. *C©u 5(4 ®iÓm) Mét ®iÓm s¸ng ®Æt c¸ch mµn mét kho¶ng 2m. Gi÷a ®iÓm s¸ng vµ mµn ng­êi ta ®Æt mét ®Üa ch¾n s¸ng h×nh trßn sao cho ®Üa song song víi mµn vµ ®iÓm s¸ng n»m trªn trôc cña ®Üa. a) T×m ®­êng kÝnh bãng ®en in trªn mµn biÕt ®­êng kÝnh cña ®Üa d = 20cm vµ ®Üa c¸ch ®iÓm s¸ng 50 cm. b) CÇn di chuyÓn ®Üa theo ph­¬ng vu«ng gãc víi mµn mét ®o¹n bao nhiªu, theo chiÒu nµo ®Ó ®­êng kÝnh bãng ®en gi¶m ®i mét nöa? c) BiÕt ®Üa di chuyÓn ®Òu víi cËn tèc v = 2m/s, t×m vËn tèc thay ®æi ®­êng kÝnh bãng ®en. A B §¸p ¸n §Ò 7 C©u 1(3 ®iÓm) Gäi S1, S2 lµ qu·ng ®­êng ®i ®­îc cña c¸c vËt, v1,v2 lµ vËn tèc vña hai vËt. Ta cã: S1 =v1t2 , S2= v2t2 (0,5 ®iÓm) Khi chuyÓn ®éng l¹i gÇn nhau ®é gi¶m kho¶ng c¸ch cña hai vËt b»ng tæng qu·ng ®­êng hai vËt ®· ®i: S1 + S2 = 8 m (0,5 ®iÓm) S1 + S2 = (v1 + v2) t1 = 8 S1 + S 2 8 ⇒ v1 + v2 = = = 1,6 (1) (0,5 ®iÓm) t1 5 - Khi chóng chuyÓn ®éng cïng chiÒu th× ®é t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a hai vËt b»ng hiÖu qu·ng ®­êng hai vËt ®· ®i: S1 - S2 = 6 m (0,5 ®iÓm) S1 - S2 = (v1 - v2) t2 = 6 S1 - S 2 6 ⇒ v1 - v2 = = = 0,6 (2) (0,5 ®iÓm) t1 10 LÊy (1) céng (2) vÕ víi vÕ ta ®­îc 2v1 = 2,2 ⇒ v1 = 1,1 m/s VËn tèc vËt thø hai: v2 = 1,6 - 1,1 = 0,5 m/s (0,5 ®iÓm) C©u 2(3 ®iÓm) a) Gäi C1, C2 vµ C t­¬ng øng lµ nhiÖt dung cña b×nh 1 vµ chÊt láng trong b×nh ®ã; nhiÖt dung cña b×nh 2 vµ chÊt láng chøa trong nã; nhiÖt dung cña nhiÖt kÕ. - Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt khi nhóng nhiÖt kÕ vµo b×nh hai lÇn thø hai ( NhiÖt ®é ban ®Çu lµ 400 C , cña nhiÖt kÕ lµ 80C, nhiÖt ®é c©n b»ng lµ 390C): 24
25. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN (40 - 39) C1 = (39 - 8) C ⇒ C1 = 31C (0,5 ®iÓm) Víi lÇn nhóng sau ®ã vµo b×nh 2: 59 C(39 - 9,5) = C2(9,5 - 8) ⇒ C = C (0,5 ®iÓm) 2 3 Víi lÇn nhóng tiÕp theo(nhiÖt ®é c©n b»ng lµ t): C1(39 - t) = C(t - 9,5) (0,5 ®iÓm) Tõ ®ã suy ra t 380C (0,5 ®iÓm) b) Sau mét sè rÊt lín lÇn nhóng (C1 + C)( 38 - t) = C2(t - 9,5) (0,5 ®iÓm) ⇒ t 27,20C KÕt luËn (0,5 ®iÓm) C©u 3(3,5 ®iÓm) a) -Khi c©n b»ng th× nöa qu¶ cÇu trªn næi trªn mÆt n­íc nªn lùc ®Èy Acsimet t¸c dông lªn hai qu¶ cÇu b»ng träng l­îng cña hai qu¶ cÇu: FA = P 1 Víi FA = dn(V + V ), V lµ thÓ tÝch qu¶ cÇu 2 3 3 = V.d = V.10D (0,5 ®iÓm) 2 n 2 P = 10V(D1 + D2), D1,D2 lµ khèi l­îng riªng cña hai qu¶ cÇu. 3 ⇒ V.10D = 10V(D + D ) 2 1 2 (1) (1 ®iÓm) 3 ⇒ D + D = .10.1000 = 15000 1 2 2 Mµ khèi l­îng cña qu¶ cÇu bªn d­íi gÊp 4 lÇn khèi l­îng cña qu¶ cÇu bªn trªn nªn ta cã : D2 = 4D1 (2) (0,5 ®iÓm) Tõ (1) vµ (2) suy ra: 3 3 D1 = 3000(kg/m ), D2 =12000(kg/m ) (0,5 ®iÓm) b) Khi hai qu¶ cÇu c©n b»ng th× ta cã FA2 +T = P2 (T lµ lùc c¨ng cña sîi d©y) (0,5®) -4 dn­íc.V + T = 10D2.V ⇒ T = V(10D2 - dn) = 10 (12000 - 10000) = 0,2 N. (0,5 ®iÓm) C©u 5(4 ®iÓm) a) Tam gi¸c ABS ®ång d¹ng víi tam gi¸c SA'B', ta cã: AB SI SI' = hay A ' B ' = .AB (0,5 ®iÓm)) A ' B ' SI' SI B' A A2 A1 ' S I I1 I B1 B B2 B' Víi AB, A'B' lµ ®­êng kÝnh cña ®Üa ch¾n s¸ng vµ bãng ®en; SI, SI' lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm s¸ng ®Õn ®Üa vµ mµn. Thay sè vµo ta ®­îc A'B' = 80 cm. (0,5 ®iÓm) b) Nh×n trªn h×nh ta thÊy, ®Ó ®­êng kÝnh bãng ®en gi¶m xuèng ta ph¶i dÞch chuyÓn ®Üa vÒ phÝa mµn. (0,5 ®iÓm) 1 ' ' Gäi A2B2 lµ ®­êng kÝnh bãng ®en lóc nµy. Ta cã: A2B2 = AB = 40 cm. (0,25®) 2 MÆt kh¸c hai tam gi¸c SA1B1, SA2B2 ®ång d¹ng cho ta: 25
26. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN S1I1 A1B1 AB ' = = ( A1B1= AB lµ ®­êng kÝnh cña ®Üa) (0,5 ®iÓm) SI A 2 B 2 A 2 B 2 AB ' 20 ⇒ SI1 = .SI = .200 = 100 cm (0,5 ®iÓm) A 2 B 2 40 ' VËy cÇn ph¶i dÞch chuyÓn ®Üa mét ®o¹n I I =S I1- S I = 100 - 50 = 50 cm (0,25 ®iÓm) c) Do ®Üa di chuyÓn víi vËn tèc v = 2m/s vµ ®i ®­îc qu·ng ®­êng S = I I1 = 50 cm = 0,5 m nªn mÊt thêi gian lµ: S 0,5 t == = 0,25 (s) (0,5 ®iÓm) v 2 Tõ ®ã vËn tèc thay ®æi ®­êng kÝnh cña bãng ®Ìn lµ: A ' B ' - A B 80 - 40 v' = 2 2 = = 160cm / s = 1,6m / s (0,5 ®iÓm) t 0,25 §Ò 8 C©u 1: Mét chiÕc thuyÒn ®i tõ bÕn A ®Õn bÕn B trªn mét dßng s«ng råi quay vÒ A. BiÕt r»ng vËn tèc cña thuyÒn trong n­íc yªn lÆng lµ 12km/h . VËn tèc cña dßng n­íc so víi bê s«ng lµ 2km/h . kho¶ng c¸ch AB lµ 14km. TÝnh thêi gian ®i tæng céng cña thuyÒn. C©u 2: §Üa xe ®¹p cã 52 r¨ng, lÝp cã 18 r¨ng vµ 22 r¨ng. BiÕt ®­êng kÝnh cña b¸nh xe lµ 650mm. H·y tÝnh ®o¹n ®­êng mµ b¸nh xe ®i ®­îc nÕu ®Üa quay mét vßng vµ: a) Dïng lÝp 18 r¨ng b) Dïng lÝp 22 r¨ng c) Khi nµo cÇn dïng lÝp cã sè r¨ng lín C©u 3: Mét ®iÓm s¸ng S ®Æt c¸ch mµn ch¾n 3m. kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm s¸ng vµ mµn cã mét vËt ch¾n s¸ng h×nh cÇu, ®­êng kÝnh 40cm. Vµ c¸ch mµn 2m . TÝnh diÖn tÝch bãng qu¶ cÇu trªn mµn C©u 4: Mét ®ång tiÒn xu gåm 99% b¹c vµ 10% ®ång. TÝnh nhiÖt dung riªng cña ®ång xu nµy. biÕt nhiÖt dung riªng cña b¹c lµ 230J/kg ®é, ®ång lµ 400J/kg ®é. C©u 5: Mét khèi thÐp 1 kg ®îc nung nãng ë nhiÖt ®é 9900c. Sau ®ã th¶ vµo hai lÝt nueíc ®ang ë nhiÖt ®é 990c . M« t¶ hiÖn t­îng x¶y ra tiÕp theo. §¸p ¸n vµ biÓu chÊm C©u 1: Gäi t1 , t2 lµ thêi gian thuyÒn xu«i dßng tõ A ->B vµ ng­îc dßng tõ B->A (0,25 ®iÓm) - Gäi V1 , V2 lµ vËn tèc thuyÒn trong n­íc yªn lÆng vµ vËn tèc dßng n­íc s (0,25 ®iÓm) S s - Ta cã t1 = (0,5 ®iÓm) t2 = (0,5 ®iÓm) V1 V2 V1 V2 S s 2V1 - Thêi gian tæng céng thuyÒn ®i lµ: t1 + t2 = + =S2 2 (0,5 ®iÓm) V1 V2 V1 V2 V1 V2 2.12 - Thay sè ®îc t1 + t2 =14 = 2,4 giê (0,5 ®iÓm) 122 22 C©u 2: a) NÕu b¸nh xe quay ®­îc mét vßng th× xe ®i ®îc ®o¹n ®­êng lµ: = 3,14. 650mm =2041 mm = 2,041m (0,5 ®iÓm) NÕu ®Üa quay 1 vßng th× lÝp 18 r¨ng quay ®îc 52: 18= 2,89 vßng (0,5 ®iÓm) vµ xe ®i ®­îc ®o¹n ®êng lµ 2,89 . 2.041m = 5.90 m (0,5 ®iÓm) NÕu ®Üa quay 1 vßng th× lÝp 22 r¨ng quay ®îc 52 : 22 = 2,36 vßng (0,5 ®iÓm) vµ xe ®i ®­îc ®o¹n ®­êng lµ 2,36 . 2.041m = 4,81 m (0,5 ®iÓm) 26
27. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN b) Dïng lÝp cã sè r¨ng lín xe ®i ®­îc ®o¹n ®­êng ng¾n h¬n nh­ng lùc ®Èy cña xe t¨ng lªn. v× vËy khi lªn dèc, vueît ®Ìo ngêi ta thueêng dïng lÝp cã sè r¨ng lín (1 ®iÓm) C©u 3: - H×nh vÏ ®óng ®Ñp (0,5 ®iÓm) A - XÐt SAO vµ SA'O' V× SAO®d SA'O' ' AO A'O' SO' A Nªn =>A'O'=AO. (0,5 ®iÓm) SO SO' SO 3 S O O' => A'O' = . 20 = 60 cm (0,5 ®iÓm) 1 - DiÖn tÝch bãng tèi: S =. R 2 =3,14. 602 =11304 cm2 B =1,1304m2 (0,5 ®iÓm) C©u 4: B' - Mét kg hîp kim cã 900g b¹c vµ 100g ®ång (0,5 ®iÓm) §Ó t¨ng 1kg hîp kim lªn 10 C cÇn cung cÊp cho b¹c nhiÖt lîng Q1= 0,9 . 230 . 1= 207J (0,5 ®iÓm) Vµ cung cÊp cho ®ång nhiÖt l­îng Q2 =0,1 . 400 . 1 = 40J (0,5 ®iÓm) VËy ®Ó t¨ng 1kg hîp kim lªn 10 C cÇn cung cÊp tÊt c¶ 247 J vµ theo ®Þnh nghi· ®ã chÝnh lµ nhiÖt dung riªng cña hîp kim (0,5 ®iÓm) C©u 5: NhiÖt l­îng do thÐp to¶ ra 0 Q1 = C . m . t = C. 1 .(990 - t) trong ®ã t lµ nhiÖt ®é khi c©n b»ng nhiÖt (0,5 ®iÓm) NhiÖt l­îng do n­íc thu vµo 0 Q2 = C1 . m1 . t = 2. C1(t-99 ) (0,5 ®iÓm) Khi cã c©n b»ng nhiÖt: 0 0 Q1 = Q2 =C . (990 - t) = 2C1 . (t- 99 ) (*) (0,5 ®iÓm) Gi¶i * ta ®îc t = 1480C ( 0,5 ®iÓm) - KÕt luËn t=1480 C lµ ®iÒu v« lÝ v× níc s«i ë nhiÖt ®é 1000 C (0,5 ®iÓm) Nªn sau khi th¶ khèi thÐp vµo n­íc t¨ng n®é lªn 1000C vµ sau ®ã nhiÖt l­îng thÐp lµm n­íc bay h¬i (0,5 ®iÓm) §Ò 9 C©u 1: (4 ®iÓm). Xe 1 vµ 2 cïng chuyÓn ®éng trªn mét ®­êng trßn víi vËn tèc kh«ng ®æi. Xe 1 ®i hÕt 1 vßng hÕt 10 phót, xe 2 ®i mét vßng hÕt 50 phót. Hái khi xe 2 ®i 1 vßng th× gÆp xe 1 mÊy lÇn. H·y tÝnh trong tõng tr­êng hîp. a. 2 xe khëi hµnh trªn cïng 1 ®iÓm trªn ®­êng trßn vµ ®i cïng chiÒu. b. 2 xe khëi hµnh trªn cïng 1 ®iÓm trªn ®­êng trßn vµ ®i ng­îc chiÒu nhau. C©u 2: (6 ®iÓm). C©u 3: (6 ®iÓm). 1. ChiÕu 1 tia s¸ng hÑp vµo 1 g­¬ng ph¼ng, nÕu cho g­¬ng quay ®i 1 gãc quanh 1 trôc bÊt kú n»m trªn mÆt g­¬ng th× tia ph¶n x¹ sÏ quay ®i 1 gãc bao nhiªu theo chiÒu nµo? 2. Cho thÊu kÝnh héi tô cã tiªu cù 10 cm, ph¶i ®Æt vËt AB ë ®©u ®Ó thu ®­îc ¶nh A’B’ lín gÊp 2 lÇn vËt. C©u 4: (4 ®). 1. Mét thái hîp kim ch×, kÏm cã khèi l­îng 500g ë 1200C ®­îc th¶ vµo 1 nhiÖt l­îng kÕ cã khèi J l­îng 1 kg cã nhiÖt dung riªng 300 chøa 1 kg n­íc ë 200C. NhiÖt ®é khi c©n b»ng lµ 220C.T×m khèi kgK J l­îng ch×, kÏm trong hîp kim biÕt r»ng nhiÖt dung riªng cña ch×, kÏm, n­íc lÇn l­ît lµ: 130 ; 400 kgK J J ; 4200 . kgK kgK 2. Gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng sau: 27
28. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN a. Trong nh÷ng ngµy rÐt sê vµo kim lo¹i thÊy l¹nh. b. Khi ®un n­íc b»ng Êm nh«m vµ b»ng Êm ®Êt trªn cïng 1 bÕp löa th× n­íc trong Êm nh«m nhanh s«i h¬n. §¸p ¸n C©u 1: (4 ®) Gäi vËn tèc cña xe 2 lµ v vËn tèc cña xe 1 lµ 5v 0,25 ® 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 0,25 ® Qu¶ng ®­êng xe 2 ®i ®­îc: S2 = v.t 0,25 ® Ta cã: S1 = S2 + n.C Víi C = 50v; n lµ lÇn gÆp nhau thø n 0,5® 50n 5v.t = v.t + 50v.n 5t = t + 50n 4t = 50n t = 0,5 ® 4 50n n V× c < t 50 0 < 50 0 < 1 0,25 ® 4 4 n = 1, 2, 3, 4. VËy 2 xe sÏ gÆp nhau 4 lÇn 0,25 ® b. Khi 2 xe ®i ng­îc chiÒu. * Ta cã: S1 + S2 = m.C (m lµ lÇn gÆp nhau thø m, m N ) 0,25 ® 5v.t + v.t = m.50v 0,25 ® 50 5t + t = 50m 6t = 50m t = m 0,5 ® 6 50 V× 0 < t 50 0 < m 50 0,25 ® 6 m 0 < 1 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 0,25 ® 6 VËy 2 xe ®i ng­îc chiÒu sÏ gÆp nhau 6 lÇn. . (0,25 ®) C©u 3: (6 ®iÓm). 1. (3 ®iÓm) Ta cã nh­ h×nh vÏ: Khi g­¬ng quay ®i 1 gãc theo chiÒu kim ®ång hå. N1PN2 = . XÐt IKJ cã: 2i + 1800 – 2i +  = 1800 1 2 1 ®  = -(2i1 – 2i2) = 2(i2 - i1) (1) 0 0 XÐt IPJ cã: i1 + + 180 – i2 = 180 0 0 180 + - (i1 – i2) = 180 = (i1 – i2) = i2 - i1 1 (2)® Thay (2) vµo (1)  = 2(i2 – i1) = 2 VËy khi g­¬ng quay ®i 1 gãc th× tia ph¶n x¹ quay ®i 1 gãc 2 cïng chiÒu quay cña g­¬ng. 2. (3 ®iÓm). V× thÊu kÝnh ®· cho lµ thÊu kÝnh héi tô, ¶nh lín gÊp 2 lÇn vËt, cã 2 tr­êng hîp x¶y ra: ¶nh ¶o a. ¶nh thËt ¶nh thËt 0,25 ® B I Gäi kho¶ng c¸ch tõ AB ®Õn thÊu kÝnh lµ d ' ' A’B’ ®Õn thÊu kÝnh lµ d’ 2 1 F A A 1 1 Tiªu cù f. F O ’ ’ XÐt ABO vµ A B O cã c¸c gãc O1 = O2; OAB = OA’B’ = 900 ABO ~ A’B’O B' 28
29. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN A'O A' B' d ' = = 2 = 2 AO AB d d’ = 2.d (1) 0,5 ® ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ 0 XÐt IOF vµ B A F cã: F 1 = F 2; IOF = B A F = 90 ' A' B' F ' A IOF’ ~ B’A’F’ = = 2 (v× IO = AB) 0,5 ® IO OF ' d ' f = 2 d’ – f = 2f d’ = 3f (2) f Thay (2) vµo (1): d ' 3 f 3.10 d’ = 2d d = = = = 15 (cm). 2 2 2 VËy ®Æt vËt c¸h thÊu kÝnh 1 ®o¹n 15 cm th× thu ®­îc ¶nh thËt lín gÊp 2 lÇn vËt. b. ¶nh ¶o. XÐt A’B’O vµ ABO cã O chung OA’B’ = OAB = 900 ’ ’ ' A B O ~ ABO B 0,25 ® A' B' OA' d ' = = 2 = 2 (1’) AB OA d B I 0,25 ® F' ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ 0 XÐt F IO vµ F A B cã F chung; B A F = IOF = 90A' F A O F’IO ~ F’A’B’ A' B' AF ' d ' f = = 2 = 2 d’ + f = 2f d’ = f. (2’) 0,5 ® IO OF ' f Thay (2’) vµo (1’) ta ®­îc: d ' f 10 d = = = = 5 cm. 2 2 2 VËy khi ®Æt vËt AB c¸ch thÊu kÝnh 1 ®o¹n 5 cm th× cho ta ¶nh ¶o lín gÊp 2 lÇn vËt. C©u 4: (4 ®iÓm). 1. (3 ®). Gäi khèi l­îng cña ch×, kÏm trong thái hîp kim lµ m1, m2 m1 + m2 = 0,5 (1) 0,25 ® ¸p dông c«ng thøc: Q = m.c. t 0,25 ® NhiÖt l­îng do thái hîp kim to¶ ra lµ: QTR = (m1.c1 + m2.c2).(120 – 22) 0,5 ® NhiÖt l­îng do n­íc vµ nhiÖt l­îng kÕ thu vµo lµ: 0 0 QTV = (m3.c3 + m4.c4).(22 – 20 ). 0,5 ® ¸p dông PT CBN: QTR = QTV. 0,25 ® (m1.130 + 400.m2)98 = (1.4200 + 1.300).2 (13m1 + 40m2)980 = 4500.2 900 13m1 + 40m2 = (2) 0,5 ® 98 Gi¶i (1) vµ (2) m1 = 0,4 kg; m2 = 0,1 kg. 0,5 ® VËy khèi l­îng cña miÕng ch×, kÏm, lµ 0,4 kg vµ 0,1 kg. 0,25 ® 2a. Trong nh÷ng ngµy rÐt sê vµo kim lo¹i thÊy l¹nh v×: Kim lo¹i lµ chÊt dÉn ®iÖn tèt, nh÷ng ngµy trêi l¹nh nhiÖt ®é bªn ngoµi thÊp h¬n nhiÖt ®é cña c¬ thÓ, nªn khi sê vµo kim lo¹i, nhiÖt truyÒn tõ c¬ thÓ sang kim lo¹i vµ bi ph©n t¸n nhanh nªn lµm cho c¬ thÓ ta cã c¶m gi¸c bÞ l¹nh ®i mét c¸ch nhanh chãng. 0,5 ® 2b. Khi ®un n­íc b»ng Êm nh«m vµ b»ng Êm ®Êt trªn cïng mét bÕp löa th× n­íc trong Êm nh«m dÉn nhiÖt tèt h¬n Êm ®Êt nªn truyÒn nhiÖt nhanh h¬n, nªn Êm nh«m nhanh s«i h¬n Êm ®Ê 0,5 ® §Ò 10 C©u 1: (4®iÓm)Mét ca n« ch¹y liªn tôc tõ bÕn s«ng A ®Õn bÕn s«ng B råi trë l¹i A. 29
30. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN a. Hái vËn tèc trung b×nh cña ca n« c¶ ®i lÉn vÒ t¨ng hay gi¶m khi vËn tèc dßng n­íc t¨ng (vËn tèc ca n« so víi n­íc kh«ng ®æi). b. VÏ d¹ng ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña vËn tèc trung b×nh vµ vËn tèc n­íc. C©u 2: (5®iÓm) Cã hai b×nh c¸ch nhiÖt, b×nh 1 chøa 10 kg n­íc ë nhiÖt ®é 60 0C. B×nh thø hai chøa 2kg n­íc ë nhiÖt ®é 200C. §Çu tiªn rãt l­îng n­íc ë b×nh 1 sang b×nh 2, khi cã c©n b»ng nhiÖt l¹i rãt l­îng n­íc nh­ cò tõ b×nh 2 sang b×nh 1. Khi ®ã nhiÖt ®é b×nh 1 lµ 580C. a. TÝnh khèi l­îng ®· rãt vµ nhiÖt ®é cña b×nh thø hai khi rãt. b. TiÕp tôc lµm nh­ vËy nhiÒu lÇn, t×m nhiÖt ®é mçi b×nh. C©u 4: (4®iÓm) M¹ch ®iÖn gåm ®Ìn ghi 6V – 3W; ®iÖn trë biÕn trë lµ 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? H­íng dÉn chÊm §Ò 10 C©u1:(4®iÓm) a) Qu·ng ®­êng AB lµ S th×: S Thêi gian xu«i dßng: t1 (0,5®iÓm) v vn S Thêi gian ng­îc dßng: t2 (0,5®iÓm) v vn S S Theo c«ng thøc q ta cã:v (0,5®iÓm) TB TB S S v vn v vn v 2 v n BiÕn ®æi ®­îc: v (0,5®iÓm) TB v * NhËn xÐt: v kh«ng ®æi. Khi vn t¨ng th× qTB gi¶m (0,5®iÓm) v 2 v 2 v 2 b) v n v n (0,25®iÓm) TB v v §å thÞ cã d¹ng y = a – bx2 víi x; y 0 (0,25®iÓm) VËy ®å thÞ cã d¹ng lµ mét nh¸nh cña Parab«n thuéc gãc phÇn t­ thø nhÊt ®i qua tung ®é v. (0,5®iÓm) H×nh vÏ: (0,5®iÓm) C©u 2: Gäi khèi l­îng rãt lµ m(kg); nhiÖt ®é b×nh 2 lµ t2 ta cã: NhiÖt l­îng thu vµo cña b×nh 2 lµ: Qthu = 4200 . 2 (t2 – 20) (0,5®iÓm) NhiÖt l­îng to¶ ra cña m kg n­íc rãt sang b×nh 2 Qto¶ = 4200 .m (60 – t2) (0,5®iÓm) ta cã ph­¬ng tr×nh: 4200 . 2 (t2 – 20) = 4200 .m (60 – t2) => 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) (0,25®iÓm) ë b×nh 1 nhiÖt l­îng to¶ ra ®Ó h¹ nhiÖt ®é: Qto¶ = 4200 (10 –m) (60 – 58) = 4200 . 2 (10 –m) (0,5®iÓm) nhiÖt l­îng thu vµo cña m kg n­íc tõ b×nh 2 rãt sang lµ; Qthu = 4200 . m (58 – t2) (0,5®iÓm) theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: 4200. 2 (10 –m) = 4200 . m (58 – t2) (0,25®iÓm) => 2 (10 –m) = m (58 – t2) (2) Tõ (1) vµ (2) ta lËp hÖ ph­¬ng tr×nh: 30
31. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 2t2 40 m(60 t2 ) 2(10 m) m(58 t2 ) 0 2 Gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh t×m ra t2 = 30 C; m = kg (0,5®iÓm) 3 b) NÕu ®æ ®i l¹i nhiÒu lÇn th× nhiÖt ®é cuèi cïng cña mçi b×nh gÇn b»ng nhau vµ b»ng nhiÖt ®é hçn hîp khi ®æ 2 b×nh vµo nhau. (0,5®iÓm) gäi nhiÖt ®é cuèi lµ t ta cã Qto¶ = 10 . 4200 (60 – t) Qthu = 2 . 4200 (t – 20) Qto¶ = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 => t 53,30C (1®iÓm) C©u3: (2®iÓm) §iÖn trë d©y dÉn tû lÖ thuËn víi chiÒu dµi. (1®iÓm) §©y lµ 2 d©y cïng chÊt, cïng tiÕt diÖn nªn R1 . l2 = R2 . l1 (®¸p ¸n b ®óng) (1®iÓm) === ®Ò thi 11- §Ò bµi: C©u 1: (4 ®). Mét ng­êi ®i xe ®¹p trªn ®o¹n ®­êng AB. N÷a ®o¹n ®­êng ®Çu ng­êi ®ã ®i víi vËn tèc V1 = 20Km/h. Trong nöa thêi gian cßn l¹i ®i víi vËn tèc V2 = 10Km/h, cuèi cïng ng­êi Êy ®i víi vËn tèc V3 = 5Km/h. TÝnh vËn tèc trung b×nh trªn c¶ ®o¹n ®­êng AB. C©u 2: (4®). Mét bÕp dÇu ®un mét lÝt n­íc ®ùng trong Êm b»ng nh«m, khèi l­îng m2 = 300g th× sau thêi gian t1 = 10 phót n­íc s«i. NÕu dïg bÕp vµ Êm trªn ®Ó ®un 2 lÝt n­íc trong cïng 1 ®iÒu kiÖn th× sau bao l©u n­íc s«i. Cho nhiÖt dung riªng cña n­íc vµ Êm nh«m lµ C1 = 4200J/Kg®é, C2 = 880J/Kg®é. BiÕt nhiÖt do bÕp dÇu cung cÊp mét c¸ch ®Òu ®Æn. ®¸p ¸n C©u 1: ( 4 ®iÓm). ( sè 9 - 200 BTVL) Gäi S lµ qu·ng ®­êng AB. t1 lµ thêi gian ®i nöa ®o¹n ®­êng ®Çu t2 lµ thêi gian ®i nöa ®o¹n ®­êng cßn l¹i. (0,5®) Ta cã : t1 = S1 : V1 = S : 2V1 (0,5®) Thêi gian ®i víi vËn tèc V2 lµ: t2:2 §o¹n ®­êng ®i ®­îc t­¬ng øng víi thêi gian nµy lµ : S2 = V2.t2:2 (0,5®). Thêi gian ®i víi vËn tèc V3 còng lµ t2:2 §o¹n ®­êng ®i ®­îc t­¬ng øng S3 = V3.t2:2 (0,5®) Theo bµi ra ta cã: S2 + S3 = S:2 ( 0,5®) Hay V2.t2:2 +V3.t2:2 = S:2 (V2+ V3).t2 = S t2 = S:(V2+V3) (0,5®) Thêi gian ®i hÕt qu·ng ®­êng lµ : S S S S t= t1 + t2 = = (0,5®) 2V1 V2 V3 40 15 VËn tèc trung b×nh trªn c¶ ®o¹n ®­êng AB lµ: S S 40.15 Vtb = 10,9 Km/h (0,5®) t S S 40 15 40 15 VËy Vtb = 10,9Km/h C©u 2: (4®) ( 149-200BTVL) Gäi Q1 vµ Q2 lµ nhiÖt l­îng cÇn cung cÊp cho Êm vµ cho n­íc trong 2 lÇn ®un ta cã: (0,5®) Q1 = ( C1.m1 + C2.m2). t ; Q2 = ( C1.2m1 + C2.m2). t (0,5®) ( m1 vµ m2 lµ khèi l­îng n­íc vµ Êm trong lÇn ®un ®Çu) MÆt kh¸c do nhiÖt táa ra mét c¸ch ®Òu ®Æn nghÜa lµ thêi gian T ®un cµng lín th× nhiÖt táa ra cµng lín. Do ®ã : Q1 = K.T1; Q2 = K.T2 ( K lµ hÖ sè tØ lÖ nµo ®ã) (0,5®) Nªn : K.T1 = ( C1.m1 + C2.m2). t ; K.T2 = = ( C1.2m1 + C2.m2). t (0,5®) 31
32. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN KT (2m .C m .C ). t 2m .C m .C T 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 (0,5®) KT1 (m1.C1 m2 .C2 ). t m1.C1 m2 .C2 T2 m1.C1 T2 = ( 1 + )T1 (0,5®) m1.C1 m2 .C2 4200 VËy T2 = ( 1 + ).10 = ( 1 + 0,94).10 = 19,4 phót (0,5®) 4200 0,3.880 Tr¶ lêi: T2 = 19,4 phót. (0,5®) ®Ò thi 12 C©u 1: ( 4 ®iÓm) - Mét ng­êi dïng hÖ thèng 2 rßng räc nh­ h×nh vÏ ®Ó trôc vít mét t­îng cæ b»ng ®ång cã träng l­îng P = 5340 N tõ ®¸y hå s©u H = 10 m lªn. H·y tÝnh: 1. Lùc kÐo khi. a. T­îng ®· ë phÝa trªn mÆt n­íc b. T­îng cßn ch×m hoµn toµn trong n­íc. 2. TÝnh c«ng tæng céng cña c¸c lùc kÐo tõ ®¸y hå lªn trªn mÆt n­íc h = 4 m. BiÕt träng l­îng riªng cña ®ång lµ 89000 N/m3, cña n­íc 10.000N/m3 ( bá qua träng l­îng cña rßng räc). C©u 2: ( 4 ®iÓm): Mét hép kim ch×, kÏm cã khèi l­îng 500 g ë nhiÖt ®é 1200 C .®­îc th¶ vµo mét nhiÖt l­îng kÕ cã nhiÖt dung lµ 300J/®é chøa 1 kg n­íc ë 200 C NhiÖt ®é khi cÇn b»ng lµ 220 C. T×m khèi l­îng ch×, kÏm, biÕt nhiÖt dung riªng cña ch×, kÏm, n­íc lÇn l­ît lµ 130 J/ kg 0K, 400 J/kg 0K 4200 j/kg 0K. *C©u 3: ( 4 ®iÓm) Mét tia s¸ng SI tíi mét g­¬ng ph¼ng hîp víi ph­¬ng n»m ngang mét gãc 600. Hái ph¶i ®Æt g­¬ng hîp víi mÆt ph¼ng n»m ngang mét gãc bao nhiªu ®é ®Ó tia ph¶n x¹ cã ph­¬ng. a. N»m ngang ; b. Th¾ng ®øng. h­ìng dÉn chÊm §¸p ¸n - BiÓu ®iÓm C©u 1: (4 ®iÓm): 1.a. Dßng räng ®éng ®­îc lîi 2 lÇn vÒ lùc -> lùc kÐo khi vËt ®· lªn khái mÆt n­íc. F = P/2 = 2670 N ( 1 ®iÓm) p 1.b. TÝnh thÓ tÝch ë d­íi n­íc P = dv => V = = 0,06 m3 d - TÝnh lùc ®Èy Ac si mÐt khi t¸c dông lªn t­îng FA = v . d0 = 600 N ( 1 ®iÓm) - Lùc do d©y treo t¸c dông lªn rßng räc ®éng P1 = P - FA = 4740 N P1 - Lùc kÐo vËt khi c©n ch×m hoµn toµn d­íi n­íc F1= = 2370 N ( 1 ®iÓm) 2 2. §­êng ®i cña c¸c lùc ®Òu bÞ triÖt 2 lÇn nªn tæng c«ng cña c¸c lùc kÐo. A= F1. 2 H + F. 2h = 23720 + 2670.8 = 68760 (J) ( 1 ®iÓm) C©u 2: (4 ®iÓm) Gäi m1 m2 lµ khèi l­îng cña ch× vµ kÏm cã trong hæn hîp ta cã m1 + m2 = m = 0,5 kg (1) (1 ®iÓm) - Ch×, kÏm to¶ nhiÖt, nhiÖt l­îng kÕ vµ n­íc trô nhiÖt do ®ã c©n b»ng nhiÖt ta cã. C1m1 (t1 - t ) + C2m2 ( t1 - t) = C3 m3 ( t - t2) + C4m4 (t -t2) C3m3 C4m4 t t2 C1m1 + C2m = 130 m1 + 400 m2 = 90 (2) ( 1®iÓm) t1 t Gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh m1 + m2 = 0,5 130 m1 + 400 m2 = 90 m2 = 92,6 g ; m1 = 407, 4 g ( 1 ®iÓm) Bµi 3: ( 4 ®iÓm): §óng mçi tr­êng hîp ®­îc 1 ®iÓm a. Tia ph¶n x¹ n»m ngang ( 2 ®iÓm) gãc hîp víi tia tíi vµ tia ph¶n x¹ cã thÓ 60 hoÆc 1200. 0 - øng víi hai tr­êng hîp trªn vÕt g­¬ng ë vÞ trÝ M1 ( hîp víi mét mÆt ph¼ng n»m ngang 1 gãc 60 ) 0 hoÆc ë vÞ trÝ M2 ( hîp víi mÆt ph¼ng n»m ngang mét gãc 30 ). (1 ®iÓm). 32
33. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN b. Tia ph¶n x¹ th¼ng ®øng. M1 - gãc hîp víi tia tíi vµ tia ph¶n x¹ cã thÓ lµ 300 hoÆc 1500 (1 ®iÓm) 0 - øng víi 2 tr­êng hîp ®ã vÕt g­¬ng ë vÞ trÝ M1 ( hîp víi mÆt n»m ngang mét gãc 15 ) hoÆc ë vÞ trÝ M2 ( hîp víi mÆt n»m ngang mét gãc 750). ( 1 ®iÓm) ®Ò thi 14 C©u 1: Lóc 7h mét «t« ®i tõ A ®Õn B víi vËn tèc 50km/h. §­îc 30 phót dõng 30 phót råi tiÕp tôc ®i víi vËn tèc cò. Lóc 8 h « t« thø 2 còng ®i tõ A ®uæi theo xe thø nhÊt víi vËn tèc lµ 75km/h a.VÏ ®å thÞ 2 chuyÓn ®éng trªn mét hÖ to¹ ®é S(km) vµ t(h) b.X¸c ®Þnh n¬i 2 xe gÆp nhau c.NghiÖm l¹i b»ng ph­¬ng ph¸p ®¹i sè C©u 2: Mét Êm nh«m cã khèi l­îng 300g chøa 1 lÝt n­íc. TÝnh nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó ®un n­íc tõ 20 0C ®Õn 1000C. C©u 3: Mét d©y dÉn tiÕt diÖn ®Òu cã ®iÖn trë R. NÕu c¾t ®«i d©y dÉn ®ã th× ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng míi lµ bao nhiªu. C©u 4: Em h·y biÓu diÔn c¸c lùc khi mét xe ®i trªn 1 chiÕc cÇu. T¹i sao ng­êi ta l¹i x©y dùng cÇu h×nh cong. C©u 6: V× sao ng­êi ta l¹i x©y dùng ®­êng d©y 500Kv B¾c Nam mµ kh«ng thay b»ng c¸c ®­êng d©y kh¸c cã hiÖu ®iÖn thÕ nhá h¬n? H­íng dÉn chÊm m«n lý C©u 1: Theo ®Ò bµi 1 1 Xe ®i víi vËn tèc 50km/h ®­îc h nghØ l¹i h (KH) 2 75 B 2 0.25® Xe 2 sau 1 giê ®i víi vËn tèc V2=75km/h 50 0.25® Th× 2 xe gÆp nhau t¹i B B c¸ch O lµ 75 km vµ sau thêigian 2 giê 25 K 0.5® VÏ trôc to¹ ®é 0.25® A VÏ ®óng c¸c giao ®iÓm 0 0.5 1 2 0.5® b. NhËn xÐt ®å thÞ biÓu diÔn ®­êng ®i 0.5® Sau 2 giê 2 xe gÆp nhau 0.5® 1 c. 50(t- )=75(t-1) 0.5® 2 t=2h 0.25® VËy 2 xe gÆp nhau lóc 9 h 0.25® C©u 2: (3®) Êm cã khèi l­îng m=0.3kg thu ®­îc nhiÖt Q1 0.5® Lµm Êm nãng tõ 250C –1000C 0 0 N­íc thu nhiÖt 25 C –100 C cÇn thu nhiÖt Q2 0.5® VËy Q=Q1 +Q2 = 0.3.880(100-25) + 2.400.1(100-25) 1® Q=19.800 +315.000=334.800J = 334.8J 0.5® VËy NhiÖt l­îng cÇn thiÕt ®Ó ®un Êm n­íc tõ 200C lªn 1000C 0.5® 1® C©u 6: U 2 Tõ c«ng thøc P=U.I= 0.75® R P tØ lÖ thuËn víi b×nh ph­¬ng hiÖu ®iÖn thÕ V. 0.75d Do ®ã dï chi phÝ cao nh­ng ng­êi ta vÉn x©y dùng ®­êng d©y 500KV 0.5® 33
34. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN §Ò sè 15 C©u 1: Cho nh÷ng dông cô vµ vËt liÖu sau: Lùc kÕ, b×nh n­íc ( N­íc ®ùng trong b×nh cã khèi l­îng riªng D0). Em h·y tr×nh bµy c¸ch x¸c ®Þnh khèi l­îng riªng cña mét vËt b»ng kim lo¹i cã h×nh d¹ng bÊt k×? 0 C©u 2: Cã hai b×nh c¸ch nhiÖt. b×nh thø nhÊt chøa 5 lÝt n­íc ë nhiÖt ®é t1= 60 c, b×nh thø hai chøa 1 0 lÝt n­íc ë nhiÖt ®é t2= 20 c. §Çu tiªn, rãt mét phÇn n­íc tõ b×nh thø nhÊt sang b×nh thø hai. Sau ®ã khi b×nh thø hai ®· ®¹t c©n b»ng nhiÖt, ng­êi ta l¹i rãt trë l¹i tõ b×nh thø hai sang b×nh thø nhÊt mét l­îng n­íc ®Ó cho trong hai b×nh l¹i cã dung tÝch n­íc b»ng lóc ban ®Çu . Sau c¸c thao t¸c ®ã nhiÖt ®é n­íc 0 trong b×nh thø nhÊt lµ t1’ = 59 c. hái ®· rãt bao nhiªu n­íc tõ b×nh thø nhÊt sang b×nh thø hai vµ ng­îc l¹i. C©u 3: Mét ®iÓm s¸ng ®Æt c¸ch mµn mét kho¶ng 2 m gi÷a ®iÓm s¸ng vµ mµn ng­êi ta ®Æt mét ®Üa ch¾n s¸ng h×nh trßn sao cho ®Üa song song víi mµn vµ ®iÓm s¸ng n»m trªn trôc cña ®Üa: a/. T×m ®­êng kÝch bãng ®en in trªn mµn biÕt ®­êng kÝch cña ®Üa d= 20 cm vµ ®Üa c¸ch ®iÓm s¸ng 50 cm . b/. CÇn di chuyÓn ®i· theo ph­¬ng vu«ng gãc víi mµn mét ®o¹n bao nhiªu theo chiÒu nµo ®Ó ®­êng kÝnh bãng ®en gi¶m ®i mét nöa. c/. BiÕt ®Üa di chuyÓn ®Òu víi vËn tèc v= 2m/s . t×m tèc ®é thay ®æi ®­êng kÝnh cña bãng ®en. d/. Gi÷ nguyªn vÞ trÝ ®Üa vµ mµn nh­ c©u b, thay ®iÓm s¸ng b»ng vËt s¸ng h×nh cÇu ®­êng kÝnh d1= 8 cm. T×m vÞ trÝ ®Æt vËt s¸ng ®Ó ®­êng kÝnh bãng ®en vÉn nh­ c©u a. §¸p ¸n C©u 1: -§Ó X§ khèi l­îng riªng cña vËt b»ng kim lo¹i ta cÇn biÕt m vµ V cña nã (0.5®) - Dïng lùc kÕ x¸c ®Þnh träng l­îng P1 cña vËt trong kh«ng khÝ vµ P2 trong n­íc. ( 0.5 ®) - HiÖu hai träng l­îng nµy b»ng ®óng lùc ®Èy ¸csimÐt FA= P1-P2 ( 0.5®) FA p1 p2 - MÆt kh¸c FA= V.d0 mµ d0= 10 D0 nªn FA= V.10 D0( 0.5®) => V ( 0.5®) 10D0 10D0 m p p p Khèi l­îng riªng cña vËt D 1 ( 0.5®)D 1 1 .D ( 0.5®) V 10V (p p ) (p p ) 0 10 1 2 1 2 10D0 p1 Lµm nh­ thÕ ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc khèi l­îng riªng cña vËtD .D0 ( 0.5 ®) p1 p2 C©u 2:Do chuyÓn n­íc tõ b×nh 1 sang b×nh 2 vµ tõ b×nh 2 sang b×nh 1. Gi¸ trÞ khèi l­îng n­íc trong 0 0 0 b×nh vÉn nh­ cò. Cßn nhiÖt ®é trong b×nh thø nÊht h¹ xuèng mét l­îng: Δt1 60 c- 59 c= 1 c ( 0.5®) nh­ vËy n­íc trong b×nh 1 ®· mÊt mét l­îgn nhiÖt Q1= m1.C.Δt ( 0.5®) NhiÖt l­îng nµy ®· ®­îc truyÒn sang b×nh 2. Do ®ã m2.C.Δt2 = Q1= m1.C. Δt1 ( 0.5®) Trong ®ã Δt2 lµ ®é biÕn thiªn nhiÖt ®é trong b×nh 2. V× 1 lÝt n­íc cã thÓ cã khèi l­îng 1 kg nªn khèi l­îng n­íc trong b×nh 1 vµ 2 lÇn l­ît lµ m1= 5 kg vµ m2= 1 kg ( 0.5®) m1 5 0 Tõ c¸c ph­¬ng tr×nh trªn suy ra:Δt2 =.Δt1 .1 5 c ( 0.5®) m2 1 Nh­ vËy sau khi chuyÓn khèi l­îng n­íc Δm tõ b×nh 1 sang b×nh 2. nhiÖt ®é n­íc trong b×nh 2 trë 0 thµnh : t2’= t2 + Δt2 = 20+5 = 25 c ( 0.5®) 34
35. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt Δm C( t1-t2’) = m2C( t2’ – t2) ( 0.5®) t2 ' t2 25 20 1 => Δm .m2 .1 (kg) ( 0.5®) t1 t2 ' 60 25 7 1 VËy khèi l­îng n­íc ®· rãt cã khèi l­îng Δ = (kg ) A’ ( 0.15®) m 7 C©u 3: ( 6.0®) - VÏ h×nh ®óng A2 (0.5®) A A1 S I I1 I’ B B1 B2 AB SI AB.SI' a/. XÐt Δ SBA SB’A’ cã: A'B' B’ (0.5®) A'B' SI' SI Víi AB,A’B’ lµ ®­êng kÝnh cña ®Üa ch¾n s¸ng vµ cña bãng ®en; SI, SI’ lµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm s¸ng 20.200 ®Õn ®Üa vµ mµn => A'B' 80(cm) (0.5®) 50 b/. §Ó ®­êng kÝnh bãng ®en gi¶m xuèng ta ph¶i di chuyÓn ®Üa vÒ phÝa mµn. Gäi A2B2 lµ ®­êng kÝnh 1 1 bãng ®en lóc nµy. A2B2 A'B' .80 40(cm) (0.5®) 2 2 SI1 A1B1 MÆt kh¸c Δ SA1B1 Δ SA2B2 ta cã: (A1B1 AB) SI' A2B2 AB.SI' 20.200 SI1 100cm 1m (0.5®) A2B2 40 VËy cÇn ph¶i di chuyÓn víi vËn tèc I I1= SI1-SI= 100-50 = 50 ( cm) ( 0.5®) c/. Do ®Üa di chuyÓn víi vËn tèc  = 2m/ vµ ®i ®­îc qu·ng ®­êng s = I I1 = 50 cm = 0.5 m mÊt thêi s . gian lµ . ( 0.5 ®)   Tõ ®ã tèc ®é thay ®æi ®­êng kÝnh cña bãng ®en lµ A2 A  A     (cm/ )  . => = 1.6 m/ A’ ( 0.5®) d/. VÏ h×nh ®óng ( 0.5®) A1 M P I1 I’ N O B1 35
36. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN B’ gäi MN lµ ®­êng kÝnh vÖt s¸ng, O lµ t©m vÖt s¸ng. P lµ giao ®iÓm cña MA’ vµ NB’. XÐt Δ PA1B1 Δ PA’B’ PI A B 20 1 1 1 1 PI' A'B' 30 4 B2 4PI1 PI' PI1 I1I I1I' 100 => PI1= cm (1) ( 0.5®) 3 3 PO MN 8 2 XÐt Δ PMN Δ PA1B1 . cã => PI1 A1B1 20 5 2 2 100 40 PO PI (2) thay (1) vµo (2) ta cã:PO . (cm) ( 0.5®) 5 1 5 3 3 100 40 60 mµ OI1= PI1- PO= 20(cm) 3 3 3 ®Ò thi 16 §Ò bµi: Bµi 1: (®iÓm) Cïng mét lóc cã hai xe xuÊt ph¸t tõ hai ®iÓm A vµ B c¸ch nhau 60Km, chóng chuyÓn ®éng cïng chiÒu tõ A ®Õn B. Xe thø nhÊt khëi hµnh tõ A víi vËn tèc V1 = 30Km/h. Xe thø hai khëi hµnh tõ B víi vËn tèc V2 = 40Km/h. ( c¶ hai xe ®Ìu chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu). 1. TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe sau 1 giê kÓ tõ lóc xuÊt ph¸t. 2. sau khi xuÊt ph¸t ®­îc 1 giê 30 phót xe thø nhÊt ®ét ngét t¨ng vËn tèc víi V1' = 50Km/h. H·y x¸c ®Þnh thêi ®iÓm vµ vÞ trÝ hai xe gÆp nhau. Bµi 2 : ( 4®iÓm). 0 Mét nhiÖt l­îng kÕ b»ng nh«mcã khèi l­îng m1 = 100g chøa m2= 400g n­íc ë nhiÖ ®é t1 = 10 C. Ng­êi ta thªm vµo nhiÖt l­îng kÕ 1 thái hîp kim nh«m vµ thiÕc cã khèi l­îng m = 200g ®­îc ®un nãng 0 0 ®Õn nhiÖt ®é t2 = 120 C nhiÖt ®é c©n b»ng cña hÖ lóc ®ã lµ 14 C. TÝnh khèi l­îng nh«m vµ thiÕc cã trong hîp kim. Cho biÕt nhiÖt dung riªng cña nh«m, n­íc, thiÕc lµ: C1 = 900J/KgK; C2 = 4200J/KgK; C4 = 230J/KgK Bµi 4: 6 ®iÓm Hai g­¬ng ph¼ng (M) vµ (N) ®Æt song song quay mÆt ph¶n x¹ vµo nhau vµ c¸ch nhau mét kho¶ng AB = d. trªn ®o¹n AB cã ®Æt mét ®iÓm s¸ng S, c¸ch g­¬ng (M) mét ®o¹n SA = a. XÐt mét ®iÓm O n»m trªn ®­êng th¼ng ®i qua S vµ vu«ng gãc víi AB cã kho¶ng c¸ch OS = h. 1. VÏ ®­êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S, ph¶n x¹ trªn g­¬ng (N) t¹i I vµ truyÒn qua O. 2. VÏ ®­êng ®i cña mét tia s¸ng xuÊt ph¸t tõ S ph¶n x¹ trªn g­¬ng (N) t¹i H, tren g­¬ng (M) t¹i K råi truyÒn qua O. 3. TÝnh kho¶ng c¸ch tõ I , K, H tíi AB. §¸p ¸n. Bµi 1: ( 4®iÓm) V1 V2 S1 S2 SAB = 60Km A M B N 1) Qu·ng ®­êng xe ®i ®­îc trong 1 giê Xe 1: S1 = v1.t = 30Km (0.25®) Xe 2 : S2 = v2. t = 40 Km ( 0,25®) 36
37. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN V× SAB = 60Km. KÝ hiÖu kho¶ng c¸ch gi÷a 2 xe lµ MN MN = S2 +S - S1 = 40 +60-30=70 Km (0,5®) 2. Sau khi xuÊt ph¸t 1 giê 30 phót qu·ng ®­êng mçi xe lµ: Xe 1: S1 = v1.t = 45Km (0.25®) Xe 2 : S2 = v2. t = 60 Km ( 0,25®) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 xe lµ: l = S2 +S - S1 = 75Km (0.5®) Sau thêi gian t xe 1 ®uæi kÞp xe 2. Qu·ng ®­êng mçi xe lµ: Xe 1: S1' = v1'.t = 50t (0.25®) Xe 2 : S2' = v2'. t = 40t (0,25®) Khi hai xe gÆp nhau ta cã S2' = S1' - l l = S1' - S2' 75 = 50t - 40 t = 10t t = 7,5 ( giê) (1®) VÞ trÝ gÆp nhau c¸ch A mét kho¶ng L, ta cã: S1'= v1'.t = 50.7,5 = 375 Km ( 0,25®) L = S1'+S1 = 375 + 45 = 420 Km ( 0,25®) Bµi 2: ( 4®iÓm) Gäi m3 , m4 lµ khèi l­îng nh«m vµ thiÕc cã trong hîp kim, ta cã : m3 + m4 = 200g (1) ( 0,25®) - NhiÖt l­îng do hîp kim táa ra Q = (m3C1 + m4C4)(t2-t1) (0,25®) Q = ( 900m3 + 230m4)(120 - 14) (0,25®) Q = 10600(9m3 + 2,3m4) (0,25®) - NhiÖt l­îng cña nhiÖt l­îng kÕ vµ n­íc th¶ vµo lµ: Q' = (m1C1 + m2C2)(t3-t1) (0,25®) = ( 0,1.900 + 0,4.4200)( 14 - 10) (0,25®) = 7080 J (0,25®) Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt : Q = Q' 10600(9m3 + 2,3m4) = 7080 J (0,25®) 708 9m3 + 2,3m4 = (2) (0,25®) 1060 708 Tõ (1) m4 = 0,2 - m3. Thay vµo (2) ta ®­îc 9m3 + 2,3(0,2 - m3) = (0,5®) 1060 6,7m3 = = 0.2079(0,25®)m3 = 31g (0,25®) m4 = 169g(0,25®)Tr¶ lêi: (0,25®) Bµi 4: (6®).1. VÏ ®­êng ®i tia SIO - LÊy S' ®èi xøng S qua (N) - Nèi S'O c¾t g­¬ng (N) t¹i I SIO cÇn vÏ ( 2®) 2. VÏ ®­êng ®i S HKO - LÊy S' ®èi xøng víi S qua g­¬ng (N) - LÊy O' ®èi xøng víi O qua g­¬ng (M) Nèi S'O' c¾t (N) ë H, c¾t g­¬ng (M) ë K Tia S HKO cÇn vÏ ( 2®) 3. TÝnh IB, HB, KA. Tam gi¸c S'IB ®ång d¹ng víi tam gi¸c S'OS IB S' B S' B IB = .OS IB = h:2 (0,5®) OS S'S S'S Tam gi¸c S'HB ®ång d¹ng víi tam gi¸c S'O'C HB S' B HB = h( d- a):(2d) (0,5®) O'C S'C Tam gi¸c S'KA ®ång d¹ng víi tam gi¸c S'O'C nªn ta cã: 37
38. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN KA S' A S' A h(2d a) KA .O'C KA (1®) O'C S'C S'C 2d §Ò thi 17 C©u 1: Mét ca n« ®i ngang s«ng xuÊt ph¸t tõ A nh»m th¼ng h­íng ®Õn B. A c¸ch B mét kho¶ng AB = 400m(H×nh vÏ 1). Do n­íc ch¶y nªn ca n« ®Õn vÞ trÝ C c¸ch B mét ®o¹n b»ng BC = 300m . BiÕt vËn tèc cña n­íc ch¶y b»ng 3m/s. a. TÝnh thêi gian ca n« chuyÓn ®éng; b. TÝnh vËn tèc cña ca n« so víi n­íc vµ so víi bê s«ng. B C A (H×nh vÏ 1) C©u 2: Mét chiÕc cèc h×nh trô khèi l­îng m trong ®ã chøa mét l­îng n­íc còng cã khèi l­¬ng b»ng m 0 o ®ang ë nhiÖt ®é t1 = 10 C. Ng­êi ta th¶ vµo cèc mét côc n­íc ®¸ khèi l­îng M ®ang ë nhiÖt ®é 0 C 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 0 0 nhiÖt ®é t2 = 40 C vµo cèc. Khi c©n b»ng nhiÖt th× nhiÖt ®é cña cèc n­íc l¹i lµ 10 C 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 tr­êng 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 3:a. Hai g­¬ng ph¼ng G1vµ G2 ®Æt song song vµ quay mÆt ph¶n x¹ vµo nhau. Mét nguån s¸ng S vµ ®iÓm A ë trong kho¶ng hai g­¬ng(H×nh vÏ 2). H·y nªu c¸ch vÏ, khi mét tia s¸ng ph¸t ra tõ S ph¶n x¹ 3 lÇn trªn G1 - G2- G1 råi ®i qua A. G1 A  G2 S  (H×nh vÏ 2) C©u 4: 1. §Æt mét qu¶ cÇu trung hoµ ®iÖn ®­îc treo b»ng d©y t¬ m¶nh vµo chÝnh gi÷a hai b¶n kim lo¹i tÝch ®iÖn tr¸i dÊu nhau. BiÕt qu¶ cÇu kh«ng thÓ ch¹m hai b¶n kim lo¹i. Qu¶ cÇu cã ®øng yªn hay kh«ng nÕu : a. Hai b¶n cã ®iÖn tÝch b»ng nhau. b. Mét b¶n cã ®iÖn tÝch lín h¬n. H­íng dÉn ®¸p ¸n vµ biÓu chÊm: C©u 1: (4®iÓm)a. VÏ vµ biÓu diÔn trªn h×nh vÏ(1®iÓm). + Thêi gian ca n« chuyÓn ®éng tõ A ®Õn C b»ng thêi gian chuyÓn ®éng tõ A ®Õn B hoÆc tõ B ®Õn C. Ta BC 300 cã: t = 100s (1®iÓm) v 3 Trong ®ã:v1: lµ vËn tèc cña n­íc ®èi víi bê s«ng. v2: lµ vËn tèc cña ca n« ®èi víi dßng n­íc.v : lµ vËn tèc cña ca n« ®èi víi bê s«ng. b. VËn tèc cña ca n« ®èi víi n­íc: 2 2 v2 = 4m/s (1®iÓmVËn tèc cña ca n« ®èi víi bê: v = v1 v2 = 5m/s (1®iÓm). B C v 2 v v 1 A (H×nh vÏ 1’) C©u 2: (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  = m(c + c1). 10 (1) (1®iÓm) 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) 38
39. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN 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 3: a. VÏ ®­îc h×nh (1®iÓm) G 1 G2 A I3 I2 I1 S3 S1 S S2 (H×nh vÏ 2’) * Nªu c¸ch dùng (1®iÓm). + VÏ S1 ®èi xøng víi S qua G1. + VÏ S2 ®èi xøng víi S1 qua G2. + VÏ S3 ®èi xøng víi S2 qua G1. Nèi S3 víi A, c¾t G1 t¹i I3. Nèi I3víi S2. c¾t G2 t¹i I2. Nèi I2 víi S1, c¾t G1 t¹i I1. §­êng gÊp khóc SI1I2I3a lµ tia s¸ng cÇn dùng. (Häc sinh vÏ theo c¸ch kh¸c mµ ®óng vÉn chÊm ®iÓm tèi ®a) b. VÏ ®­îc h×nh (1®iÓm) B2 B0 B I F A1 A2 A0 A O B1 (H×nh vÏ 3’) + XÐt 2 cÆp tam gi¸c ®ång d¹ng: OA1B1 OA0B0 vµ FOI FA1B1. 1,2 OA OA OF OF f Ta cã: 1 1 . h OA0 OF OA0 OF d f Tøc lµ: 1,2/h=20/(d-20) (1) (1®iÓm) + T­¬ng tù: Sau khi dÞch chuyÓn ®Õn vÞ trÝ míi. XÐt 2 cÆp tam gi¸c ®ång d¹ng: .OAB OA2B2vµ FOI FA2B2 2,4 OA OF OA OF 2,4 20 20 Ta cã: 2 2 . (2) (1®iÓm) h OA OF OF OA h 20 (d 15) 35 d + Gi¶i hÖ ph­ong tr×nh (1) vµ (2) ta cã: h = 0,6cm vµ d = 30cm (1®iÓm) C©u 4 1. a. Do h­ëng øng nªn ë qu¶ cÇu xuÊt hiÖn c¸c ®iÖn tÝch. C¸c lùc hót vµ ®Èy gi÷a c¸c ®iÖn tÝch vµ c¸c b¶n cùc c©n b»ng nhau nªn qu¶ cÇu vÉn ë vÞ trÝ cò. (1®iÓm) b. Khi b¶n d­¬ng tÝch ®iÖn lín h¬n, th× c¸c lùc hót vµ ®Èy tõ hai b¶n lªn qu¶ cÇu kh«ng cßn c©n b»ng nhau. KÕt qu¶ lµ lùc hót cña b¶n d­¬ng lín h¬n nªn qu¶ cÇu bÞ hót vÒ phÝa b¶n d­¬ng. HiÖn t­îng x¶y ra t­¬ng tù nÕu b¶n ©m tÝch ®iÖn lín h¬n (qu¶ cÇu bÞ hót vÒ phÝa b¶n ©m. (1®iÓm) (Häc sinh tù vÏ h×nh minh ho¹) ®Ò 18 C©u 1: ( 4 ®iÓm ) mét xe khëi hµnh tõ ®Þa ®iÓm A lóc 6h s¸ng ®i tíi ®iÓm B c¸ch A 110 km , chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu víi vËn tèc 40 km/h . mét xe kh¸c khëi hµnh tõ B lóc 6 h30 phót s¸ng ®i vÒ A chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu víi vËn tèc 50 km/h. 1/ T×m vÞ trÝ cña mçi xe vµ kho¶ng c¸ch gi÷a chóng lóc 7 h vµ lóc 8h s¸ng. 2/ Hai xe gÆp nhau lóc nµo vµ ë ®©u ? C©u 2: ( 1®iÓm ) Trong phßng cã 1 chiÕc bµn s¾t . Khi sê tay vµo bµn , ta thÊy m¸t h¬n khi sê tay vµo bøc t­êng g¹ch . B¹n An gi¶i thÝch : §ã lµ do nhiÖt ®é cña bµn s¾t lu«n lu«n thÊp h¬n nhiÖt ®é cña t­êng . B¹n Ba : §ã lµ do s¾t dÉn nhiÖt tèt h¬n g¹ch 39
40. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN B¹n Ly : §ã lµ do s¾t cã nhiÖt dung riªng lín h¬n g¹ch nªn hÊp thô nhiÒu nhiÖt cña tay ta h¬n . Ai ®óng ; Ai sai 0 C©u 3: ( 3 ®iÓm ) Cã hai b×nh c¸ch nhiÖt . B×nh 1 chøa m1 = 2kg n­íc ë t1 = 40 c. B×nh 2 chøa m2 = 1 kg 0 n­íc ë t2 = 20 c . Ng­êi ta trót mét l­îng n­íc m’ tõ b×nh 1 sang b×nh 2 . Sau khi ë b×nh 2 ®· c©n b»ng nhiÖt ( nhiÖt ®é ®· æn ®Þnh ) l¹i trót mét l­îng n­íc m’ tõ b×nh 2 sang b×nh 1. NhiÖt ®é c©n b»ng ë b×nh 1 0 lóc nµy lµ t’1 = 38 c . TÝnh khèi l­îng n­íc m’ trót trong mçi lÇn vµ nhiÖt ®é c©n b»ng t’2 ë b×nh 2. *C©u 6: (4 ®iÓm) MÆt ph¶n x¹ cña 2 g­¬ng ph¼ng hîp víi nhau 1 gãc . Mét tia s¸ng SI tíi g­¬ng thø nhÊt , ph¶n x¹ theo ph­¬ng I I’ ®Õn g­¬ng thø hai råi ph¶n x¹ tiÕp theo ph­¬ng I’R . T×m gãc  hîp bëi 2 tia SI vµ I’R (chØ xÐt tr­êng hîp SI n»m trong 1 mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi giao tuyÕn cña 2 g­¬ng) a, Tr­êng hîp = 300 b, Tr­êng hîp = 500 §¸p ¸n C©u 1: 1/ ( 2®) Lóc 7h xe A ®i kho¶ng thêi gian t1 = 7h -6h = 1h Lóc 7h xe B ®i kho¶ng thêi gian t2 = 7h – 6,5h = 0,5h Lóc 8h xe A ®i kho¶ng thêi gian t3 = 8h – 6h =2 h Lóc 8h xe B ®i kho¶ng thêi gian t4 = 8h – 6,5h = 1,5h VËy lóc 7h xe A c¸ch A lµ : (1®) S1 = v1 . 1 = 40km/h .1h = 40km Lóc 7h xe B ®i ®­îc S2 = v2 .0,5 = 50km/h .0,5h = 25km VËy xe B c¸ch A 1 kho¶ng : 110 km - 25 km = 85 km (1®) Hai xe c¸ch nhau : 85km – 40 km = 45 km T­¬ng tù : Lóc 8h : xe A c¸ch A : 80km, xe B c¸ch A 45km , 2 xe c¸ch nhau 35 km 2/ (2®) : Gäi t lµ thêi gian 2 xe gÆp nhau SA = v1t (1) SB = v2 (t -0,5) (2) (1®) SB + SA = 110 (km)(3) Tõ (1), (2),(3) gi¶i ra t = 1,5 (h) Xe A ®i ®­îc SA = v1 .t = 40.1,5=60 km (1®) Hai xe gÆp nhau c¸ch nhau A 60km C©u2 : (1®) : B¹n ba ®óng C©u 3 : ( 3®) Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt cho lÇn trót n­íc thø nhÊt vµ thø hai lµ : (1®) cm’ (t1- t2’) = cm2 ( t2’ - t2) (1®) cm’ (t1’ – t2’ ) = c (m1 – m’ ) ( t1 – t1’) 0 Thay sè vµ gi¶i tta ®­îc : m’ = 0,25 kg , t2 = 24 c (1®) C©u 6: (4®iÓm) a/ Tr­êng hîp gi÷a hai ph¸p tuyÕn g n còng b»ng . VËn dông ®Þnh ly vÒ b gãc ngoµi cña V ®èi víi V I I’N s i =i’ + (h×nh vÏ ) §èi víi V I I’B I g 2 2i = 2i’ + >  =2 = 2.300 = 600 VÏ h×nh ®óng 1®iÓm , tr×nh bµy ®óng 1®iÓm b/ Tr­êng hîp =500 (gãc tï) VÏ h×nh (1®) I S f o x F X’ 40 S’ S S’ F x f o X’
41. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN Víi V I I’N: = i + i’ Víi V I I’B :  = 2( 900 – i + 900 –i’) >  = 3600 - 2 = 3600 – 2.500 = 2600 (1®) C©u 7: (2®) g1 a/ S vµ S’ ë 2 phÝa cña trôc chÝnh r nªn S’ lµ ¶nh thËt , do ®ã TK N lµ ThÊu kÝnh héi tô . 1 - Tia s¸ng ®i q I’ s 1 §Ò thi 19 g2 C©u 1(4®) Mét xe « t« xuÊt ph¸t tõ ®iÓm A muèn ®Õn (Xe) B ®iÓm C trong thêi gian dù ®Þnh lµ t giê A = 300 (h×nh bªn). Xe ®i theo qu·ng ®­êng AB råi BC, xe ®i trªn qu·ng ®­êng AB víi vËn tèc gÊp ®«i vËn tèc trªn qu·ng ®­êng BC. BiÕt kho¶ng c¸ch tõ A ®Õn C lµ 60Km vµ gãc = 300. TÝnh vËn tèc xe ®i trªn qu·ng ®­êng AB vµ AC (lµm trßn ®Õn ch÷ sè thËp ph©n thø 2 nÕu cã) C C©u 3(4®) M1 M2 Cho 2 g­¬ng ph¼ng M1 vµ M2 ®Æt song song O. víi nhau, mÆt ph¶n x¹ quay vµo nhau c¸ch nhau mét ®o¹n b»ng d (h×nh vÏ) h trªn ®­êng th¼ng song song cã 2 ®iÓm S vµ O víi kho¶ng A S . B c¸ch tõ c¸c ®iÓm ®ã ®Õn g­¬ng M1 b»ng a a d a)H·y tr×nh bµy c¸ch vÏ mét tia s¸ng tõ S ®Õn g­¬ng M1 t¹i I råi ph¶n x¹ ®Õn g­¬ng M2 t¹i J råi ph¶n x¹ ®Õn O. b) TÝnh kho¶ng c¸ch tõ I ®Õn A vµ tõ J ®Õn B C©u 4(2®) a) Dùa vµo ®­êng ®i cña c¸c ®Æc biÖt qua thÊu kÝnh héi tô nh­ h×nh vÏ bªn. H·y kiÓm tra xem ®­êng ®i F’ cña tia s¸ng nµo sai? (3) (2) b) H·y dùa vµo c¸c dßng truyÒn cña (1) mét sè tia s¸ng qua thÊu kÝnh ph©n kú F O ë h×nh bªn d­íi. H·y cho biÕt tia s¸ng nµo vÏ l¹i. (2) ®¸p ¸n vµ biÓu chÊm C©u 1(4®) - Qu·ng ®­êng AB dµi lµ : AB = AC.cos300 = 60 3 /2 AB = 30.1,73 = 51,9 (km) 41
42. 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9+ ĐÁP ÁN - Qu·ng ®­êng BC dµi lµ: BC = AC.sin300 = =30 (km) - Gäi V1 vµ V2 lµ vËn tèc cña xe ®i trªn ®o¹n ®­êng AB vµ BC,ta cã : V1 = 2V2 t1 vµ t2 lµ thêi gian xe ®ua ch¹y trªn ®o¹n ®­êng AB vµ BC, ta cã: BC 30 60 AB 51,9 t1 = ; t2 = V V1 V V1 V1 2 1 2 - Theo ®Ò bµi ta cã t1 + t2 = 1 suy ra: 51,9/V1 + 60/V1 = 1 => V1 = 111,9 km/h => V2 = V1/2 = 55,95 km/h C©u 3) Chän S1 ®èi xøng víi S qua M1, chän Ox ®èi xøng víi O qua M2. - Nèi S1O1 c¾t M1 t¹i I, c¾t g­¬ng M2 t¹i J. - Nèi SÞO ta ®­îc c¸c tia cÇn vÏ (h×nh bªn) M1 M2 O1 J I S1 S H a a d-a A B AI S1A a b) S1AI  S1BJ => BJ S1B a d a => AI = .BJ (1) a d AI S1A a Ta cã: S1AI  S1HO1 => HO1 S1H 2d ah (a d).h => AI = thay biÓu thøc nµo vµo (1) ta ®­îc BJ 2d 2d C©u 4(2®)H×nh a) Tia s¸ng (1) vÏ sai H×nh b) : Tia s¸ng (2) vÏ sai 42