Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS cấp huyện môn Vật lý - Năm học 2012-2013 - Phòng GD&ĐT Thanh Sơn (Có đáp án)

UBND HUYỆN THANH SƠN
PHÒNG GD&ĐT
ĐỀ CHÍNH THỨC
Đề thi có 01 trang
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 -THCS CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2012 - 2013
Môn: Vật lí
(Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề )
Câu 1 (4 điểm)
Hai vật chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 1 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m. Nếu chúng đi cùng chiều (cùng xuất phát và vẫn đi với vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 25m. Tính vận tốc của mỗi vật.	
Câu 2 (3 điểm) 
Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Câu 3 (4 điểm) 
Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
 a) Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
 b) Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
U
A
B
R2
C
R1
V
+
-
RV
Hình 1
Câu 4 (4 điểm) 
 Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 180V; 
R1 = 2000W; R2 = 3000W. 
 a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song song với R1, vôn kế chỉ U1 = 60V. Hãy xác định cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2.
 b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R2, vôn kế chỉ bao nhiêu?

Câu 5 (5 điểm) 
Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi. 
Biết R1 = 3, R2 = R4 = R5 = 2, R3 = 1. 
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. 
1. Khi khoá K mở. Tính:
 a) Điện trở tương đương của cả mạch.
 b) Số chỉ của ampe kế.
2. Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.
A
R3
R2
K
+
-
R1
R5
R4
Hình 2
A
B

---------------Hết---------------
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
Họ và tên thí sinh:........................................................Số báo danh:....................
PHÒNG GD&ĐT THANH SƠN
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9-THCS CẤP HUYỆN
NĂM HỌC 2012 - 2013
Môn: Vật lí
(Học sinh làm bài theo cách khác tổ chấm thống nhất cho điểm tương ứng với đáp án)
Câu 1 (4 điểm)
Hai vật chuyển động đều trên cùng một đường thẳng. Nếu chúng đi lại gần nhau thì cứ sau 1 phút khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m. Nếu chúng đi cùng chiều (cùng xuất phát và vẫn đi với vận tốc như cũ) thì cứ sau 10 giây khoảng cách giữa chúng lại tăng thêm 25m. Tính vận tốc của mỗi vật.	
Nội dung cần đạt
Điểm
Gọi vận tốc của hai vật là v1 và v2 (giả sử v1 < v2).
Đổi 1 phút = 60s.
0,50
Khi 2 vật đi ngược chiều:
Quãng đường vật 1 và vật 2 đi được trong 1 phút lần lượt là: 
S1 = 60.v1	(1)
S2 = 60.v2	(2)
0,50
Mà khoảng cách giữa chúng giảm đi 330m, tức là:
	S1 + S2 = 330	 (3)
0,50
Thay (1), (2) vào (3). Ta có:
	60.v1 + 60.v2 = 330
	 v1 + v2 = 5,5	(4)
0,50
Khi 2 vật đi cùng chiều:
Quãng đường vật 1 và vật 2 đi được trong 10 giây lần lượt là: 
= 10.v1	(5)
= 10.v2	(6)
0,50
Mà khoảng cách giữa chúng tăng 25m, tức là:
	 - = 25 	(7)
0,50
Thay (5), (6) vào (7). Ta có:
	10.v2 - 10.v1 = 25
	 v2 - v1 = 2,5	(8)
0,50
Giải hệ 2 phương trình (4) và (8), ta có :
	v1 = 1,5m/s ; v2 = 4m/s.
0,50

Câu 2 (3 điểm) 
Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C?
Nội dung cần đạt
Điểm
Gọi nhiệt độ ban đầu của dầu trong 3 bình là t0 ; nhiệt dung của bình dầu là q1 và của khối kim loại là q2 ; độ tăng nhiệt độ của bình 3 là x.
0,50
Sau khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt độ của bình dầu 1 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 20.
0,50
Sau khi thả khối kim loại vào bình 2 thì nhiệt độ của bình dầu 2 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 5.
0,50
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 2 là:
	 (1)
0,50

Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 3 là:
	 (2)
0,50

Chia vế với vế của (1) và (2) ta được:
Vậy độ tăng nhiệt độ của bình 3 là: 1,250C
0,50

Câu 3 (4 điểm)
Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
 a) Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
 b) Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
Nội dung cần đạt
Điểm
a)
1,00
Cách vẽ:
 + Lấy S1 đối xứng với S qua G1 
0,25
 + Lấy S2 đối xứng với S qua G2 
0,25
 + Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J 
0,25
 + Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ.

0,25
 b) Ta phải tính góc ISR.
 Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K 
0,25
Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông I và J và có góc O = 600 Do đó góc còn lại IKJ = 1200
0,50
 Suy ra: Trong JKI có: I1 + J1 = 600 
0,25
Mà các cặp góc tới và góc phản xạ I1 = I2; J1 = J2 
 Từ đó: I1 + I2 + J1 + J2 = 1200
0,50
Xét SJI có tổng 2 góc : I + J = 1200 IS J = 600
Do vậy: ISR = 1200 (Do kề bù với ISJ)
0,50
U
A
B
R2
C
R1
V
+
-
RV
Hình 1
Câu 4 (4 điểm)
 Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 180V; 
R1 = 2000W; R2 = 3000W. 
 a) Khi mắc vôn kế có điện trở Rv song song với R1, vôn kế chỉ U1 = 60V. Hãy xác định cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2.
 b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R2, vôn kế chỉ bao nhiêu?

Nội dung cần đạt
Điểm
V
R1
IV
I1
R2
B
U
a) 
0,50
Cường độ dòng điện qua R1 là:
 I1 = 
0,50
Cường độ dòng điện qua R2 là:
	I2 = 
0,50
V
A
I1
R1
R2
B
C
U
+
-
b) 
0,50
Trước hết ta tính RV:
Từ hình vẽ câu a ta có:
	I2 = IV + I1 
Hay: IV = I2 – I1 = 0,04 - 0,03 = 0,01(A).
0,50
Vậy: RV = 
0,50
Ta có: UBC = I.RBC = 
 = 
0,50
Thay số vào ta được: UBC = 90V 
Vậy vôn kế chỉ 90V.
0,50

Câu 5 (5 điểm): 
Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi. 
Biết R1 = 3, R2 = R4 = R5 = 2, R3 = 1. 
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. 
1) Khi khoá K mở. Tính:
 a) Điện trở tương đương của cả mạch.
 	 b) Số chỉ của ampe kế.
2) Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này.

A
R3
R2
K
+
-
R1
R5
R4
Hình 2
A
B
Nội dung cần đạt
Điểm
1) Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5 
a) Điện trở R13:
 R13 = R1+ R3 = 3 + 1 = 4
0,25
Điện trở R24:
 R24 = R2 + R4 = 2 + 2 = 4
0,25
Điện trở R1234 = 
0,25
Điện trở tương đương cả mạch:
 RAB = R5 + R1234 = 2 + 2= 4

0,25
b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB:
 I = 
0,25
Vì R5 nt R1234 nên I5 = I = 5A
0,25
Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song:
 U1234 = I R1234 = 5 2 = 10V
0,25
Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 10V
0,25
Cường độ dòng điện qua R24 :
 I24 = 
0,25
Số chỉ của ampe kế:
 IA = I24 = 2,5A

0,25
2) Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)]
Cường độ dòng điện qua cả mạch:
 (1) 
0,25

Vì R13 // Rxy nên :
 hay (2) 
0,25
 
Từ (1) và (2) suy ra:
Biến đổi Rx + Ry = 12 (3)
0,25
 
Từ (3) 0 < Rx; Ry < 12 (4) 
0,25
 
Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry)
Cường độ dòng điện trong mạch chính:
 

 (5) 

0,25
Vì R1 // Rx nên:
 hay (6) 
0,25
 
Từ (5) và (6) suy ra:
 
0,25
6Rx2 – 128Rx + 666 = 0 
0,25
Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm 
 Rx1 = 12,33 , Rx2 = 9 theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9
0,25
 Suy ra Ry = 12 – Rx = 12 – 9 = 3V
Vậy Rx= 9V; Ry = 3V.
0,25
	
------------Hết -----------