Đề thi chọn học sinh giỏi vòng I môn Vật lý Lớp 9 - Đề 1 - Năm 2014-2015 - Phòng GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

L1 
PHÒNG GD VÀ ĐT TP HẢI DƯƠNG
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG I TP HẢI DƯƠNG
 NĂM HỌC 2014-2015. MÔN THI: VẬT LÍ
 Thời gian làm bài: 150 phút
 ( Đề gồm :05 câu, 02 trang )
Câu 1(2,5 điểm) 
b
a. Khi trống tan trường thì hai bố con bạn Lâm bắt đầu đi. Bạn Lâm đi từ trường về nhà với vận tốc v1 =2 km/h, bố Lâm đi từ nhà đến trường với vận tốc v2 = 4 km/h. Cùng khởi hành với bố là một con chó nhưng nó chạy nhanh hơn. Khi gặp Lâm chó quay ngay lại để gặp bố, rồi quay ngay lại để gặp Lâm . Chó cứ chạy đi chạy lại như vậy cho tới khi hai bố con Lâm gặp nhau thì nó mới đi theo về nhà. Biết chó chạy đến gặp Lâm có vận tốc v3 = 8 km/h, còn chó quay lại gặp bố có vận tốc v4 = 12 km/h. Khoảng cách từ nhà đến trường 12km. Tính quãng đường con chó đã chạy
	b. Một khối lập phương rỗng bằng kim loại nổi trên mặt nước (Hình vẽ). Phần nổi có dạng chóp đều với khoảng cách từ mép nước tới đỉnh chóp b = 8cm. Biết cạnh ngoài của hộp là 
a = 20cm; trọng lượng riêng của nước và kim loại lần lượt là: 
dn = 10000 N/m3 ; dk = 38720 N/m3. Tìm phần thể tích rỗng bên trong của hộp. 
Câu 2 (1,5 điểm)
Một bình nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ to = 20 oC. Người ta thả vào bình này những quả cầu giống nhau đã được làm nóng bằng nước sôi. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1 = 40o C. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/ kg.K
a) Nhiệt độ của nước nóng trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu khi thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ 3 vào bình. 
b) Cần thả bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 90o C.
Câu 3 (2,5 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. Các Ampe kế giống nhau. Ampe kế 2 chỉ 1,9 A, Ampe kế 3 chỉ 0,4 A. Tìm số chỉ của Ampe kế 1 và Ampe kế 4. 
A4
A3
A2
A1
R1
R1
R1
R1
R2
R2
R2
R2
C
E
G
D
F
H
Câu 4(1,5 điểm) 
b
N
M
G
a
b
Một gương phẳng G rộng đặt ngửa, nằm ngang, sát với 
chân một bức tường cao thẳng đứng. Người ta đặt một thước thẳng MN có chiều dài l = 20cm nghiêng với mặt gương một góc a = 300. Một chùm ánh sáng song song rộng, hợp với phương ngang một góc b=450 chiếu vào gương. Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng gặp nó là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường như hình vẽ . Xác định chiều dài bóng của thước thu được trên tường 
Câu 5(2,0 điểm) 
A
M
B
U0
N
-
 +
 Khi mắc một bếp điện có hiệu điện thế định mức U0 vào hai điểm M,N như hình vẽ thì công suất tiêu thụ trên bếp chỉ bằng công suất tiêu thụ định mức của bếp. Giữa hai điểm A,B có hiệu điện thế không đổi là U0. Bỏ qua sự thay đổi của điện trở theo nhiệt độ.
a. Hỏi nếu mắc song song hai bếp điện như trên vào hai điểm M,N thì tổng công suất tỏa nhiệt trên hai bếp gấp bao nhiêu lần công suất định mức một bếp? 
b. Ta có thể mắc song song bao nhiêu bếp điện vào hai điểm M,N để tổng công suất tỏa nhiệt trên các bếp là lớn nhất? 
r
.HẾT.
Chữ kí của giám thị thứ nhất: . . . . . . . . . . . . . 
Chữ kí của giám thị thứ hai: . . . . . . . . . . . . . . 
 Họ và tên thí sinh: . . . . . . . . . . . . .
 Số báo danh: . . . . . . . . . . . . . . . . .
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
ĐÁP ÁN 
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
VÒNG I TP HẢI DƯƠNG - NĂM HỌC 2014-2015
MÔN THI: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 150 phút
( Đáp án gồm : 04 trang )
I. HƯỚNG DẪN CHUNG 
+ Thí sinh làm bài theo cách riêng nhưng đáp ứng được yêu cầu cơ bản vẫn cho đủ số điểm.
+ Việc chi tiết hóa điểm số (nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch so với hướng dẫn chấm đã được thống nhất trong hội đồng chấm.
+ Sau khi cộng điểm toàn bài, điểm tổng của bài để lẻ đến 0,25đ .
+ Nếu thiếu đường truyền ánh sáng câu 4 trừ 0,25điểm
II. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM 
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1
(2,5đ)
a)1,5 điểm 
Gọi:
Quãng đường từ nhà đến trường là AB. AB = 12km
A1,A2là các điểm mà con chó gặp bố Lâm 
B1,B2là các điểm mà con chó gặp Lâm 
M là điểm hai bố con lâm gặp nhau
S1 là tổng quãng đường con chó chạy đến Lâm
S2 là tổng quãng đường con chó chạy từ chỗ Lâm đến gặp bố Lâm
Do hai bố con Lâm xuất phát cùng lúc, thời gian để hai bố con Lâm gặp tại M là
Quãng đường AM là: AM = v2.t = 4.2 = 8km
Theo hình vẽ ta có:
 AB1 = B1A1+ A1A
 A1B2 = B2A2+ A2A1.......
Cộng vế với vế ta có: S1 = S2 + AM. Hay S1 = S2 + 8 (1). Mà ta có: 
Vậy quãng đường chó chạy là 17,6 km
a)1,0điểm 
Thể tích khối lập phương:
Thể tích phần nổi trên mặt nước:cm3.
Thể tích phần chìm trong nước: Vc = V – Vn = 8000 – 256 = 7744cm3
Vật cân bằng trên mặt nước nên P = FA 
Suy ra Vkdk = Vcdn
Thể tích phần rỗng trong hộp 
0,25
0,25
0,25
 0,25
 0,25
0,25
 0,25
 0,25
 0,25
 0,25
Câu 
Nội dung
Điểm
Câu 2
(1,5đ)
Gọi:
 Khối lượng nước trong bình là m ( kg )
 Nhiệt dung riêng của nước là C (J/kg.K)
Gọi nhiệt dung của mỗi quả cầu là q (>0, J/K )
Gọi số quả cầu là n , nhiệt độ khi cân bằng là T(0C) 
Các quả cầu được đốt nóng ở nhiệt độ nước sôi. Nên t = 100o C 
Bỏ qua mọi hao phí về nhiệt ta có PTCBN 
 n. q ( t – T ) = m . C ( T – to ) 
+ Khi thả quả cầu thứ nhất : n = 1 ; T = t1 = 40o C 
 Ta có q = 1400 .m 
 n . 100 – n . T = 3 .T – 60 (1)
a.1,0đ 
- Khi thả quả cầu thứ hai n = 2 thay vào (1) T = 52o C
 - Khi thả quả cầu thứ hai n = 3 thay vào (1) T = 60o C
b.0,5đ 
 Khi T = 90o C ta có n. 100 – n. 90 = 3 .90 – 60 
 n = 21
Vậy cần thả 21 quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 90o C.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 3
(2,5đ)
A4
A3
A2
A1
R1
R1
R1
R1
R2
R2
R2
R2
C
E
G
D
F
H
Đặt R1+ R2 = x
Điện trở đoạn mạch E F là:
Điện trở đoạn mạch CD là:
(*)
Ta có 
Mà 
Thay (2) vào (3) và thay I2 = 1,9 ta có:
Thay vào (1) (2)ta có
 .
Khi đó tính
Thay vào (*) ta có :
Xét: 
Số chỉ của Ampe kế 1 là 0,1A và Ampe kế 4 là 9,1A
0,25
0,25
0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4
(1,5đ)
Phần chùm tia sáng phản xạ từ gương không bị MN chắn hắt lên tường tạo ra vùng sáng trên tường, còn phần bị MN chắn sẽ tạo bóng của MN trên tường. Phần chùm sáng tới chiếu trực tiếp lên thước không phản xạ trên gương. Do đó bóng của thước trên tường là đoạn AB như hình vẽ
Từ hình vẽ ta thấy AB = NK mà theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: MIN = b = 450 suy ra AB = NK= IN.tanb = IN
IN = IH + HN = MH.tanb + MN.cosa 
 = MN.sina.tanb+MN.cosa =
Vậy chiều dài bóng của thước trên tường là: AB = 27,3cm
0,5
0,25
0,25
 0,25
 0,25
Câu 5
(2,0đ)
a.1,25đ 
Gọi điện trở của bếp là R, Iđm là cường độ định mức của bếp .
+ Khi mắc 1 bếp:
 . Suy ra I = (1) .
Mặt khác ta có: U= I(R + r) = Idm . R (2) .
Từ (1) và (2) suy ra: r = R .
+ Khi mắc 2 bếp song song: điện trở tương đương 2 bếp là: R1 = 
- Cường độ dòng điện trong mạch chính:
 I1 = 
-Công suất tiêu thụ của 2 bếp: 
 P1 = 
 lần .
b.0,75đ 
+ Công suất tỏa nhiệt trên các bếp:
 P = I2 . Rtd = .
Áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có khi: Rtd = r = R
- Giả sử có n bếp mắc song song thì có điện trở tương là:
Rtd = n = 10,47
Do n là số nguyên nên công suất cực đại nằm lân cận giá trị và ứng với giá trị n=10 hoặc n=11.
+Nếu n = 10 suy ra: Rtd = thì công suất tiêu thụ trên các bếp là:
 .
+ Nếu n = 11 suy ra: Rtd = thì công suất tiêu thụ trên các bếp là :
.
+ Do: nên để công suất tiêu thụ các bếp cực đại thì cần mắc 10 bếp song
0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25