Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 9 THCS năm học 2011 - 2012 môn: Vật lí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
PHÚ THỌ
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS 
NĂM HỌC 2011 - 2012
Môn: Vật lí
Thời gian làm bài:150 phút, không kể thời gian giao đề
(Đề thi có 01 trang)
Câu 1 (4,0 điểm)
Một vận động viên bơi xuất phát tại điểm A trên sông và bơi xuôi dòng. Cùng thời điểm đó tại A thả một quả bóng. Vận động viên bơi đến B với AB = 1,5km thì bơi quay lại, sau 20 phút tính từ lúc xuất phát thì gặp quả bóng tại C với BC = 900m. Coi nước chảy đều, vận tốc bơi của vận động viên so với nước luôn không đổi.
 a/ Tính vận tốc của nước chảy và vận tốc bơi của người so với bờ khi xuôi dòng và ngược dòng.
 b/ Giả sử khi gặp bóng vận động viên lại bơi xuôi, tới B lại bơi ngược, gặp bóng lại bơi xuôi... cứ như vậy cho đến khi người và bóng gặp nhau ở B. Tính tổng thời gian bơi của vận động viên.
Câu 2 (3,0 điểm)
Một bình hình trụ có chiều cao h1 = 20cm, diện tích đáy trong là S1 = 100cm2 đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t1 = 800C. Sau đó thả vào bình một khối trụ đồng chất có diện tích đáy là S2 = 60cm2, chiều cao h2 = 25 cm ở nhiệt độ t2. Khi đã cân bằng nhiệt thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy trong của bình là x = 2cm. Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t = 650C. Bỏ qua sự nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường xung quanh. Biết khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là c1= 4200J/kg.K, của chất làm khối trụ là c2 = 2000J/kg.K.
 a/ Tính khối lượng của khối trụ và nhiệt độ t2.
 b/ Phải đặt thêm lên khối trụ một vật có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu, để khối trụ chạm đáy bình.
 Câu 3 (4,0 điểm)
B
A
R2
R1
R3
R4
C
D
A
Hình 1
	Cho hai gương phẳng đặt sao cho mặt phản xạ của chúng hợp với nhau một góc 1200. Một điểm sáng S đặt tại mặt phẳng phân giác của góc hợp bởi mặt phản xạ của hai gương, trước hai gương, cách giao tuyến của hai gương 10cm. Hãy xác định số ảnh của S qua hệ hai gương, vẽ ảnh và tính khoảng cách giữa các ảnh.
Câu 4 (5,0 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như Hình 1. Biết: 
UAB = 10V, R1 = 2, R2 = 9, R3 = 3, R4 = 7. 
 a/ Ampe kế có điện trở không đáng kể, tính 
số chỉ của ampe kế.
 b/ Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở 
RV = 150Ω. Tìm số chỉ của vôn kế.	
Câu 5 (4,0 điểm)
Điện trở của bóng đèn phụ thuộc vào nhiệt độ, cường độ dòng điện qua đèn phụ thuộc vào hiệu điện thế. Giả sử một bóng đèn có quy luật phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế là I = α với hệ số α = 0,05 khi cường độ dòng điện đo bằng A và hiệu điện thế đo bằng V. Mắc bóng đèn nối tiếp với một điện trở R = 240Ω rồi mắc vào nguồn có hiệu điện thế U = 160V. Tìm cường độ dòng điện qua đèn và công suất tiêu thụ của đèn.
----------------------Hết-----------------------
Họ và tên thí sinh.........................................................................Số báo danh...............................
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÚ THỌ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS
 Môn: Vật lí 
Năm học 2011 – 2012
(Đáp án có 03 trang)
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1 
4,0 điểm
a. Thời gian bơi của vận động viên bằng thời gian trôi của quả bóng, vận tốc dòng nước chính là vận tốc quả bóng.
km/h. 
0,5
Gọi vận tốc của vận động viên so với nước là v0, vận tốc so với bờ khi xuôi dòng và ngược dòng là v1 và v2 => v1= v0 + vn ; v2 = v0 - vn. 
0,5
Thời gian bơi xuôi dòng (1) 
0,5
Thời gian bơi ngược dòng (2) 
0,5
Theo bài ra ta có t1 + t2 = h. (3)
0,5
Từ (1), (2) và (3) ta có => v0 = 7,2km/h. 
0,5
=> Khi xuôi dòng v1 = 9(km/h); Khi ngược dòng v2 = 5,4km/h.
0,5
b. Tổng thời gian bơi của vận động viên chính là thời gian bóng trôi từ A đến B: 
h.
0,5
Câu 2
3,0 điểm
- Khi đáy dưới khối trụ cách đáy bình x = 2cm thì thể tích còn lại của bình (phần chứa nước): 
V' = x.S1 + (h1 - x)(S1 - S2) = 920cm3 có một lượng nước trào ra khỏi bình
Lượng nước còn lại trong bình: m = 920g
0,5
- Khi khối trụ đứng cân bằng ta có: P = FA; Gọi M là khối lượng khối trụ.
Þ 10M = dn.V = dn.S2(h1 - x) Þ M = 1,08kg
0,5
- Phương trình cân bằng nhiệt giữa nước trong bình và khối trụ:
 c1.m(t1 - t) = c2.M(t - t2) 
0,5
Thay số: 4200.0,92(80 - 65) = 2000.1,08(65-t2)
Þ t2 = 38,20C
0,5
Khi chạm đáy bình thì phần vật nằm trong chất lỏng là h1:
Gọi m' là khối lượng vật đặt thêm lên khối trụ: P + P' F'A
=> 10(M + m') dn.S2.h1
0,5
Thay số: m' 0,12kg, vậy khối lượng m' tối thiểu là 0,12kg.
0,5
Câu 3
4,0 điểm
S1
S
G1
S2
G2
O
Hình vẽ 
1,0
S qua G1 cho ảnh S1 đối xứng với S qua G1 nên S1 thuộc mặt phẳng chứa G2, ảnh của S1 qua G2 trùng với S1.
0,5
S qua G2 cho ảnh S2 đối xứng với S qua G2 nên S2 thuộc mặt phẳng chứa G1, ảnh của S2 qua G1 trùng với S2.
0,5
Vậy qua hệ gương chỉ có hai ảnh của S
0,5
S thuộc mặt phẳng phân giác của góc hợp bởi hai gương nên SS1 = SS2
Góc hợp bởi hai gương là 1200 nên = 600
∆SS1S2 đều
1,0
Tính được S1S2 = ≈ 17,3cm
0,5
Câu 4
5,0 điểm
a/ (R1//R3)nt(R2//R4)
R13 = 1,2Ω; R24 = 3,94Ω => R = 5,14Ω.
0,5
I = 1,95A; UAC = 2,33V; UCB = 7,67V.
0,5
I1 = 1,17A; I2 = 0,85A 
0,5
=> IA = I1 - I2 = 0,32A.
0,5
I2
B
A
R2
R1
R3
R4
C
D
V
I
I1
I-I1
I1-I2
I-I1+I2
b/ Giả sử chiều dòng điện qua vôn kế từ C đến D
0,5
 - Ta có các phương trình:
 (1)
0,5
 (2) 
0,5
 (3) 
0,5
- Giải hệ 3 phương trình trên ta có: 
 I1 0,915A; I2 0,008A; I 1,910A.
0,5
- Số chỉ của vôn kế: 
 .
0,5
Câu 5
4,0 điểm
Gọi U1 là hiệu điện thế ở 2 đầu đèn và I là cường độ dòng điện trong mạch, ta có: 
U = UR + U1 = I.R + 
1,0
Thay số: 160 = 240I + => I2 + 0,6I - 0,4 = 0 
1,0
Giải pt ta được: I = -1A (loại) và I = 0,4A. 
0,5
Hiệu điện thế ở 2 đầu đèn là: V 
1,0
Công suất tiêu thụ của đèn là: Pd = U1.I = 25,6W. 
0,5
Ghi chú: 	- Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa theo từng phần, 
 từng câu.
	- Nếu đáp số nào thiếu hoặc sai đơn vị thì trừ nửa số điếm ứng với đáp số 
 đó, nhưng toàn bài không trừ quá 1,0 điểm