Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2008 - 2009 môn thi: Vật lý. Lớp 9 thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA
Số báo danh
.
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2008-2009
Môn thi: Vật lý. Lớp 9.THCS
Ngày thi: 28/03/2009
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Đề thi này có 10 câu, gồm 01 trang.
Câu1 (4 điểm): Một bình nhôm khối lượng m0 = 260g, nhiệt độ ban đầu là t0 = 200 được bọc kín bằng lớp xốp cách nhiệt. Cần cho bao nhiêu nước ở nhiệt độ t1 = 500C và bao nhiêu nước ở nhiệt độ t2 = 00C để khi cân bằng nhiệt có 1,5 kg nước ở t3 = 100C ? Cho nhiệt dung riêng của nhôm là c0 = 880J/kg.độ , của nước là c1 = 4200J/kg.độ.
Câu2 (2 điểm): Trong bài thực hành "Xác định điện trở của dây dẫn bằng ampekế và von kế", dụng cụ gồm có: 01 sợi dây dẫn chưa biết điện trở R; 01 nguồn điện có giá trị từ 0 đến 6V; 01 vônkế có giới hạn đo 6V và độ chia nhỏ nhất 0,1V; 01 ampekế có giới hạn đo 1,5A và độ chia nhỏ nhất 0,01A ; 01 công tắc và các đoạn dây nối. Hãy vẽ sơ đồ mạch điện thực hành và xác định đoạn dây có điện trở R dùng trong thí nghiệm chỉ có thể nằm trong khoảng nào ?
Câu3 (4 điểm): Có ba điện trở mắc hỗn hợp (hai điện trở mắc song song, sau đó nối tiếp với điện trở thứ ba). Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch không đổi U = 10V. Biết rằng R1 = 2R2 = 3R3 = 6W. Hãy xác định cách mắc đoạn mạch để có công suất tiêu thụ lớn nhất và tính công suất lớn nhất đó. 
Câu4 (1 điểm): Một ampekế có điện trở 0,1W, có 100 vạch chia và có giới hạn đo 10A. Cần mắc thêm một điện trở như thế nào để giới hạn đo là 25A ? Sau khi mắc điện trở này thì sai số do ampekế mắc phải của mỗi lần đo cường độ dòng điện là bao nhiêu ?
Câu5 (4 điểm): Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng bằng 5 lần tiêu cự. Dựng ảnh và xác định từ hình vẽ ảnh nhỏ hơn vật bao nhiêu lần ?
Câu6 (1 điểm): Hai bạn Nam và Hải ngồi trên bè xuôi theo dòng sông vào một đêm trăng sáng cùng quan sát ảnh Mặt trăng dưới mặt sông. Nam cho rằng: ảnh mặt trăng chuyển động "trôi" theo bè, còn Hải lại cho rằng: mặt trăng có nhiều ảnh nên ở chỗ nào cũng nhìn thấy. Theo bạn, bạn sẽ giải thích tại sao ảnh của mặt trăng luôn luôn ở bên cạnh Nam và Hải ? 
x(km)
t(h)
20
5
 0 1 3
I
 II
Câu7 (1 điểm): Một gương cầu lõm được tạo ra bằng cách mạ bạc một chỏm cầu có đỉnh O, tâm C. Đặt một vật sáng AB phía trước gương và vuông góc với đường thẳng đi qua OC. Căn cứ định luật phản xạ ánh sáng, hãy dựng ảnh A'B' của AB trong hai trường hợp: AB nằm ngoài khoảng OC và AB nằm trong khoảng OC. 
Câu8 (1 điểm): Cho đồ thị biểu diễn vị trí của 2 vật chuyển động trên
phương trục x theo thời gian t (hình bên). Hãy vẽ và giải thích đồ thị biểu
diễn sự biến đổi khoảng cách l giữa hai vật nói trên theo thời gian t.
Câu9 (1 điểm): Thời gian giữa hai lần gặp nhau của kim phút và kim giây 
một đồng hồ chạy chính xác là bao lâu ?
Câu10 (1 điểm): Hãy xác định tỉ số các khối lượng riêng của hai chất lỏng cho trước nhờ các dụng cụ sau đây: Hai bình trụ chứa hai loại chất lỏng ; đòn bẩy có giá đỡ và khớp nối di động được ; hai quả nặng như nhau ; thước thẳng.
	------------------------------HẾT ---------------------------------
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2008-2009
Môn thi: Vật lý. Lớp 9.THCS
Ngày thi: 28/03/2009
Câu1 (4 điểm): 
+ Nhiệt lượng toả ra Qt = c0m0 (200 - 100) + c1m1(500 - 100) = 168000m1 + 2288 (1) 	(1,0 đ)
+ Nhiệt lượng nhận vào là Qn = c1m2(100 - 00) = 42000m2 (2)	(1,0 đ)
+ Ngoài ra m1 + m2 = 1,5 	 (3)	(1,0 đ)
+ Từ (1), (2), (3) ta có khối lượng nước ở 500C là m1 = 0,29kg 
 và khối lượng nước ở 00C là m2 = 1,21kg.	(1,0 đ)
Câu2 (2 điểm): 
R
V
A
k
E
+ Sơ đồ mạch điện hình bên.	(0,5 đ)
+ 0,1V £ U £ 6V và 0,01A £ I £ 1,5A. 	(0,5 đ)
+ Do đó Rmin = » 0,067W và Rmax= = 600W. 	(0,5 đ)
+ Hay là 0,067W £ R £ 600W.	(0,5 đ)
Câu3 (4 điểm): 
+ Công suất của đoạn mạch P = -> max khi R -> min.	(1,0 đ)
+ Khi mắc hỗn hợp điện trở đoạn mạch là R = Rx + = 	(1,0 đ)
+ Tử số là hoán vị vòng quanh, không phụ thuộc vào cách mắc. Do đó Pmax khi (Ry + Rz)max . 
 Tức là Ry và Rz là các điện trở có giá trị lớn. (Rx = 2W ; Ry = 3W ; Rz = 6W).	(1,0 đ)
+ Khi đó R = 4W và P = 25W.	(1,0 đ)
Câu4 (1 điểm): 
RA
10A
X
15A
25A
+ Phải mắc thêm cho Ampekế một điện trở phụ như hình bên. 	 (0,25 đ)
+ Ta có => X = W	 (0,25 đ)
+ Sai số phép đo do ampekế bằng giá trị của 01 vạch chia nhỏ nhất.	 (0,25 đ)
+ Suy ra DI = ± = ± 0,25A.	 (0,25 đ)
Câu5 (4 điểm): 
+ Hình bên. 	(1,0 đ)
5f
f
 x
H
H
h
+ Ta có và 	(1,0 đ)
+ Suy ra x = f/4. 	(1,0 đ)
+ Thay trở lại ta có 	(1,0 đ)
Câu6 (1 điểm): 
+ Do mặt trăng ở rất xa nên chùm A'S' do mặt trăng chiếu tới mặt đất là chùm song song. Do vậy chùm phản xạ cũng song song.	(0,25 đ)
+ Ảnh của mặt trăng trên gương phẳng "Mặt nước" là duy nhất.	(0,25 đ)
+ Người đứng ở các vị trí khác nhau thì thấy ảnh mặt trăng là do các chùm 
tia sáng hẹp khác nhau phản xạ tới mắt.	(0,25 đ)
+ Vì vậy không phải nhiều ảnh, cũng không phải ảnh di chuyển mà là do trong quá trình di chuyển của người quan sát thì các chùm tia sáng chiếu tới mắt là các chùm tia phản xạ tại các vị trí khác nhau mà thôi. 	(0,25 đ)
Câu7 (1 điểm): 
+ Dựng ảnh nhờ 2 tia đặc biệt sau:
- Tia tới đỉnh gương -> tia phản xạ đối xứng qua trục (vì trục đi qua tâm C nên là pháp tuyến tại điểm tới).
- Tia đi qua tâm C -> tia phản xạ ngược trở lại (góc tới bằng 0).	 (0,25 đ)
B'
A'
C
B
A
O
B'
A'
C
B
A
O
A
B
C
O
A'
B'
Hình a Hình b Hình c
x(km)
t(h)
20
5
 0 1 3
I
 II
+ Khi AB nằm ngoài khoảng OC: Hình a. ảnh thật.	 (0,25 đ)
+ Khi AB nằm trong khoảng OC có hai trường hợp xảy ra:
AB nằm ngoài trung điểm I. Hình b. ảnh thật 	 (0,25 đ)
AB nằm trong trung điểm I. Hình c. ảnh ảo.	 (0,25 đ)
Câu8 (1 điểm): 
+ Đồ thị của hai chuyển động tương ứng với hai phương trình là:
	x2 = 5 + t = 5 + 5t (km,h). với t ³ 0.
l(km)
t(h)
15
-15
 0 3 6
10
 5
	x1 = (t - 1) = 10(t - 1) (km,h). với t ³ 1h.	
 x1 = 0 với 1h ³ t ³ 0	 (0,25 đ)
+ Khoảng cách giữa hai vật là:
 l(t) = 5 + 5t	 	 với 0 £ t £ 1h 
 l(t) = |(x2 - x1)| = |15 - 5t| (km,h) với 1h £ t 	(0,25 đ)
+ Nhận xét : trong 3 giờ đầu vật II đi trước, cuối giờ thứ ba hai vật 
gặp nhau, sau giờ thứ 3 vật I đi trước.	(0,25 đ)
+ Ngoài ra l(0) = |-5 | km và l(3) = 0 km. 
Ta suy ra đồ thị l(t) hình bên.	(0,25 đ)
Câu9 (1 điểm): 
+ Gọi j là góc quay được của kim phút trong khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau, thì kim giây quay được góc (2p + j)	(0,25 đ)
+ Tốc độ quay của kim phút là 2p/60 phút = rad/s ; của kim giây là 2p/1 phút = rad/s.
	(0,25 đ)
+ Thời gian cần thiết để gặp nhau là t = = 	(0,25 đ)
+ Suy ra j = rad Vậy t » 61,017 s.	(0,25 đ)
Câu10 (1 điểm): 
l1
l2
+ Lần lượt nhúng một quả nặng vào hai bình chất lỏng. Sau khi đòn bẩy cân bằng thì dùng thước thẳng đo l1 và l2. Ta có: (P - F1A)l1A = Pl2A và (P - F2A)l1B = Pl2B 	 (0,25 đ)
+ Suy ra và 	 (0,25 đ)
+ Hay và suy ra 	 (0,25 đ)
+ Mặt khác do nên . Tức là đo các chiều dài tay đòn ta có được tỉ số khối lượng riêng của hai chất lóng. 	 (0,25 đ)
------------------------------HẾT ---------------------------------
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 
Năm học 2008-2009
Câu1: 
+ Nhiệt lượng toả ra Qt = c0m0 (200 - 100) + c1m1(500 - 100) = 168000m1 + 2288 (1) 	
+ Nhiệt lượng nhận vào là Qn = c1m2(100 - 00) = 42000m2 (2)	
+ Ngoài ra m1 + m2 = 1,5 	 (3)	
R
V
A
k
E
+ Từ (1), (2), (3) ta có khối lượng nước ở 500C là m1 = 0,29kg và khối lượng nước ở 00C là m2 = 1,21kg.	
Câu2: 
+ Sơ đồ mạch điện hình bên.	
+ 0,1V £ U £ 6V và 0,01A £ I £ 1,5A. 	
+ Do đó Rmin = » 0,067W và Rmax= = 600W. Hay là 0,067W £ R £ 600W.
Câu3: 
+ Công suất của đoạn mạch P = -> max khi R -> min.	
+ Khi mắc hỗn hợp điện trở đoạn mạch là R = Rx + = 	
+ Tử số là hoán vị vòng quanh, không phụ thuộc vào cách mắc. Do đó Pmax khi (Ry + Rz)max . 
 Tức là Ry và Rz là các điện trở có giá trị lớn. (Rx = 2W ; Ry = 3W ; Rz = 6W).	
+ Khi đó R = 4W và P = 25W.	
RA
10A
X
15A
25A
Câu4: 
+ Phải mắc thêm cho Ampekế một điện trở phụ như hình bên. 	 
+ Ta có => X = W	 
+ Sai số do ampekế bằng giá trị của 01 vạch chia nhỏ nhất. DI = ± = ± 0,25A.
Câu5: 
+ Hình bên. 	
5f
f
 x
H
H
h
+ Ta có và 	
+ Suy ra x = f/4. 	
+ Thay trở lại ta có 	
Câu6: 
+ Do mặt trăng ở rất xa nên chùm A'S' do mặt trăng chiếu tới mặt đất là
chùm song song. Do vậy chùm phản xạ cũng song song.	
+ Ảnh của mặt trăng trên gương phẳng "Mặt nước" là duy nhất.	
+ Người đứng ở các vị trí khác nhau thì thấy ảnh mặt trăng là do các chùm 
tia sáng hẹp khác nhau phản xạ tới mắt.	
+ Vì vậy không phải nhiều ảnh, cũng không phải ảnh di chuyển mà là do trong quá trình di chuyển của người quan sát thì các chùm tia sáng chiếu tới mắt là các chùm tia phản xạ tại các vị trí khác nhau mà thôi. 	
Câu7: 
+ Dựng ảnh nhờ 2 tia đặc biệt sau:
- Tia tới đỉnh gương -> tia phản xạ đối xứng qua trục (vì trục đi qua tâm C nên là pháp tuyến tại điểm tới).
- Tia đi qua tâm C -> tia phản xạ ngược trở lại (góc tới bằng 0).	 
+ Khi AB nằm ngoài khoảng OC: Hình a. ảnh thật.
+ Khi AB nằm trong khoảng OC có ba trường hợp ảnh (học sinh không cần thiết phải kể hết cả ba trường hợp):
AB nằm ngoài trung điểm I. Hình b. ảnh thật 
AB nằm trong trung điểm I. Hình c. ảnh ảo.
AB nằm chính trung điểm. Không có ảnh vì hai tia phản xạ song song - không cắt nhau. 
B'
A'
C
B
A
O
B'
A'
C
B
A
O
A
B
C
O
A'
B'
Hình a Hình b Hình c
Câu8 : 
x(km)
t(h)
20
5
 0 1 3
I
 II
+ Đồ thị của hai chuyển động tương ứng với hai phương trình là:
	x2 = 5 + t = 5 + 5t (km,h). với t ³ 0.
	x1 = (t - 1) = 10(t - 1) (km,h). với t ³ 1h.	
 x1 = 0 với 1h ³ t ³ 0	 
l(km)
t(h)
15
-15
 0 3 6
10
 5
+ Khoảng cách giữa hai vật là:
 l(t) = 5 + 5t	 	 với 0 £ t £ 1h 
 l(t) = |(x2 - x1)| = |15 - 5t| (km,h) với 1h £ t 	
+ Nhận xét : trong 3 giờ đầu vật II đi trước, cuối giờ thứ ba hai vật 
gặp nhau, sau giờ thứ 3 vật I đi trước.	
+ Ngoài ra l(0) = |-5 | km và l(3) = 0 km. 
Ta suy ra đồ thị l(t) hình bên.	
Câu9: 
+ Gọi j là góc quay được của kim phút trong khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau, thì kim giây quay được góc (2p + j)	
+ Tốc độ quay của kim phút là 2p/60 phút = rad/s ; của kim giây là 2p/1 phút = rad/s.
+ Thời gian cần thiết để gặp nhau là t = = .
+ Suy ra j = rad Vậy t » 61,017 s.	
Câu10: 
l1
l2
+ Lần lượt nhúng một quả nặng vào hai bình chất lỏng. Sau khi đòn bẩy cân bằng thì dùng thước thẳng đo l1 và l2. Ta có: (P - F1A)l1A = Pl2A và (P - F2A)l1B = Pl2B 	 
+ Suy ra và 	 
+ Hay và suy ra 	 
+ Mặt khác do nên . Tức là đo các chiều dài tay đòn ta có được tỉ số khối lượng riêng của hai chất lóng. 	 
------------------------------HẾT ---------------------------------