SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2014 - 2015 Môn thi: VẬT LÍ Lớp THCS Ngày thi: 25 tháng 03 năm 2015 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 06 câu, gồm 01 trang Câu 1(4,0 điểm) Lúc 20 phút bạn Minh chở bạn Trang học xe đạp, sau 10 phút bạn Minh nhớ bỏ quên sách nhà nên để bạn Trang xuống xe quay lại lấy sách đuổi theo bạn Trang Biết vận tốc xe đạp bạn Minh v1 =12 km/h , vận tốc bạn Trang v =6 km/h hai bạn đến trường lúc Bỏ qua thời gian lên xuống xe, quay xe lấy sách bạn Minh a) Hai bạn đến trường lúc bị trễ vào học bao nhiêu? Biết vào học b) Tính quãng đường từ nhà đến trường? c) Để đến trường vào học, bạn Minh phải quay đuổi theo bạn Trang xe đạp với vận tốc v3 bao nhiêu? Khi hai bạn gặp lúc giờ? Nơi gặp cách trường bao xa? Biết rằng, sau gặp bạn Minh tiếp tục chở bạn Trang đến trường với vận tốc v3 Câu (4,0 điểm) Một bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa nước nhiệt độ t0 = 200 C Người ta thả vào bình cầu giống đốt nóng đến 100oC Sau thả cầu thứ nhiệt độ nước bình cân nhiệt t1 = 400 C Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.độ Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trường bình nhiệt lượng kế Giả thiết nước không bị tràn a) Nhiệt độ nước bình cân nhiệt ta thả tiếp cầu thứ hai, thứ ba? b) Cần phải thả cầu để nhiệt độ nước bình cân nhiệt 900 C R1 M Rx B A    Câu (2,0 điểm) Cho mạch điện hình Biết hiệu điện hai đầu R3 R2 mạch A B 18V không đổi, R1 = R2 = R3 = Ω, Rx  biến trở Điều chỉnh Rx cho công suất tiêu thụ Rx đạt cực đại N Hình Tìm Rx công suất cực đại Bỏ qua điện trở dây nối Câu (3,0 điểm) A B R4 Cho mạch điện hình Hiệu điện hai đầu mạch A B 20V không đổi Biết R1 =  , R2 = R4 = R5 =  , R3 =  R5 R3 Ampe kế dây nối có điện trở không đáng kể Tính : R1 a) Điện trở tương đương mạch AB b) Số ampe kế Câu (4,0 điểm) R2 Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào tạo với A góc 600 Một điểm S nằm khoảng hai gương Hình a) Hãy vẽ hình nêu cách vẽ đường tia sáng phát từ S phản xạ qua gương G1, G2 quay trở lại S A B U A b) Tính góc tạo tia tới phát từ S tia phản xạ qua S + Câu 6(3,0 điểm) Để xác định giá trị điện trở Rx người ta mắc mạch R x điện hình Biết nguồn điện có hiệu điện không đổi U K1 R0 Các khóa, ampe kế dây nối có điện trở không đáng kể, điện trở mẫu R0 = 15, biến trở chạy Rb Nêu bước tiến hành thí nghiệm để xác định giá trị K2 Rb điện trở Rx Hình HÕT Giám thị coi thi không giải thích thêm SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA -ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC (Đáp án gồm trang) KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2014-2015 Môn thi: Vật lí Lớp 9.THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) CÂU HD GIẢI CHI TIẾT Câu a (1,5 điểm) 4,0 đ 1.a 1,5đ 1.b 1.c 2,0đ A B D ĐIỂM C - Quãng đường Minh Trang 10 ph (tức 1/6h) AB: Ta có: AB = v1/6 = 2km - Khi bạn Minh xe đến nhà (mất 10 ph) bạn Trang đến D Ta có : BD = v2/6 = 6/6 = 1km - Khoảng cách Minh Trang Minh xe bắt đầu đuổi theo AD: Ta có: AD = AB+BD = 3km - Thời gian từ lúc bạn Minh xe đuổi theo đến lúc gặp Trang trường là: T = AD/(v1-v2) = 3/6 = 1/2h = 30ph - Tổng thời gian học: T = 30ph + 2.10ph = 50ph - Vậy hai bạn đến trường lúc 7h10ph  Hai bạn trễ học 10 ph b Quãng đường từ nhà đến trường: AC = t v1 = 1/2.12 = 6km c Ta có: Quãng đường xe đạp phải đi: S = AB+AC = 8km - Thời gian lại để đến trường là: T = 7h – (6h20ph + 10ph) = 30ph = 0,5h - Vậy để đến Minh phải xe đạp với vận tốc là: v3 = S/T = 8/0,5 = 16km/h - Thời gian để bạn Minh xe quay đến nhà là: t1 = AB/v3 = 2/16 = 0,125h = 7,5ph bạn Trang đến D1 cách A là: AD1 = AB+ v2 0,125=2,75km - Thời gian để bạn Minh xe đuổi kịp bạn Trang là: t2 = AD1/(v3-v2) = 0,275h = 16,5ph Thời điểm hai bạn gặp nhau: 6h20ph + 10ph + 7,5ph + 16,5ph = 6h 54ph vị trí gặp cách A: X = v3t2 = 16.0,275 = 4,4km  cách trường là: - 4,4 = 1,6 km Câu a Gọi khối lượng nước m, khối lượng nhiệt dung riêng cầu m1 c1 Nhiệt độ cân nhiệt tcb số cầu thả vào nước N 4,0đ Ta có: Nhiệt lượng tỏa từ cầu là: Qtỏa = Nm1c1(100 – tcb) 2.a * Nhiệt lượng thu vào nước là: Qthu = 4200m(tcb – 20) 3,0đ * Điều kiện cân bằng: Qtỏa = Qthu  Nm1c1(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20) (1) * Khi thả cầu thứ nhất: N = 1; tcb = 400 C, ta có: 1.m1c1(100 – 40) = 4200m(40 – 20)  m1c1 = 1400m (2) Thay (2) (1) ta được: N.1400m(100 – tcb) = 4200m(tcb – 20)  100N - Ntcb = 3tcb – 60 (*) * Khi thả thêm cầu thứ hai: N = 2, từ phương trình (*) ta được: 200 – 2tcb = 3tcb – 60  tcb = 520 C Vây thả thêm cầu thứ hai nhiệt độ cân nước 520 C * Khi thả thêm cầu thứ ba: N = 3, từ phương trình (*) ta được: 300 – 3tcb = 3tcb – 60  tcb = 600 C Vây thả thêm cầu thứ ba nhiệt độ cân nước 600 C b * Khi tcb = 900 C, từ phương trình (*) ta được: 2.b 1,0đ 100N – 90N = 270 – 60  N = 21 Vậy cần thả 21 cầu để nhiệt độ nước 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ bình cân 900 C Câu *Điện trở tương đương mạch Rtđ = R123 + Rx = + Rx 2,0đ Cường độ dòng điện mạch chính: I = *Công suất tiêu thụ mạch: P = I2 R x = 18 Rx + 324R x (R x + 2)2 *Biến đổi ta được: PR 2x +(4P-324)R x +4P=0 Ta có: Δ = (4P - U ) - 4P Vì Δ = (4P - 324) -16P  -2592P +104976   P  40,5 W Vậy công suất cực đại 40,5 W b 324 - 4.40.5 = = 2Ω *Công suất cực đại đạt khi: R x = 2a 2.40.5 Câu Ta có sơ đồ mạch sau: {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 Điện trở R13: 3,0đ R13 = R1+ R3 = + 1=4(  ) 4.a Điện trở R24: 2,0đ R24 = R2 + R4 = + 2= 4(  ) R13 R24 4   2() R13  R24  Điện trở tương đương mạch: RAB = R5 + R1234 = + 2= 4(  ) Điện trở R1234 = 4.b 1,0đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 0,5 0,5 0,5 b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: I= U 20   5( A) RAB Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 5A Hiệu điện đoạn mạch mắc song song : U1234 = I1234  R1234 =  = 10(V) Vì R13 // R24 nên U23 = U24 = U1234 = 10V Cường độ dòng điện qua R24 : Số ampe kế: I24 = 0,25 0,25 0,25 U 24 10   2,5( A) R24 IA = I24 = 2,5A Câu + Vẽ hình: 4,0đ 0,25 1,0 + Cách vẽ: …………………………………… - Lấy S1 đối xứng với S qua G1 - Lấy S2 đối xứng với S qua G2 - Nối S1 S2 cắt G1 I cắt G2 J - Nối S, I, J, S ta tia sáng cần vẽ Kẻ pháp tuyến I J cắt K    Trong tứ giác IKJO có góc vuông là: I J ; có góc: O = 600 Do góc lại IKJ = 1200   Suy ra: Trong  JKI có: I + J = 600 …………………………………………… 0,5 0,5  I1 Mà cặp góc tới góc phản xạ:   I1 +  I2 +   J1 + J =    I J = J ………………………… = 1200 …………………………………………………   Xét  SJI có tổng góc: I + J = 1200…………………………………………… Do vậy: ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ) ………………………………………… Câu Các bước tiến hành thí nghiệm tính giá trị Rx 3,0đ A A bA Rx U + K1 0,5 0,5 0,5 0,5 B - R0 K2 Rb - Bước 1: Ngắt K2, đóng K1, (mạch có RxntR0) đọc giá trị ampe: I1 Ta có: U  I1 ( Rx  R0 ) (1) - Bước 2: Ngắt K1, đóng K2, mạch có (RxntRb) điều chỉnh chạy biến trở cho ampe kế giá trị I1 => Rb = R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy; đóng K1 K2, mạch có Rxnt(R0//Rb) đọc giá trị ampe kế I2  R R  R U  I  R x  b  U  I ( Rx  ) (2) Ta có: R0  R x   Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: Rx  (2 I1  I ) R0 2( I  I1 ) -HẾT Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 ... TẠO THANH HÓA -ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC (Đáp án gồm trang) KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2014 -2015 Môn thi: Vật lí Lớp 9. THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề. .. là: T = AD/(v1-v2) = 3/6 = 1/2h = 30ph - Tổng thời gian học: T = 30ph + 2.10ph = 50ph - Vậy hai bạn đến trường lúc 7h10ph  Hai bạn trễ học 10 ph b Quãng đường từ nhà đến trường: AC = t v1 = 1/2.12... = 600 C Vây thả thêm cầu thứ ba nhiệt độ cân nước 600 C b * Khi tcb = 90 0 C, từ phương trình (*) ta được: 2.b 1,0đ 100N – 90 N = 270 – 60  N = 21 Vậy cần thả 21 cầu để nhiệt độ nước 0,25 0,25