Đề thi chọn học sinh giỏi vòng I môn Vật lý Lớp 9 - Đề 5 - Năm 2014-2015 - Phòng GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT TPHD
L5
ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH LỚP 9
MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài:150 phút
( Đề này gồm 05câu, 01trang)
Câu1 (2,0 điểm):
a. Anh cảnh sát giao thông ngồi trên một chiếc ôtô chạy trên một đường thẳng dùng máy đo để đo vận tốc của một chiếc ôtô chạy trước đó và một chiếc ôtô chạy sau đó, cả ba xe chạy cùng chiều. Máy cho biết vận tốc của xe phía trước và xe phía sau tương ứng là v1=7m/s và v2=12m/s. Biết vận tốc của các xe này đối với mặt đường lần lượt là V1=90km/h và V2=72km/h. Máy đo cho biết độ lớn vận tốc của các vật chuyển động đối với máy. Hãy xác định vận tốc của xe cảnh sát đối với mặt đường.
b. Một cái cốc hình trụ thành và đáy rất mỏng có độ cao H và thể tích V khi thả nổi theo phương thẳng đứng trên mặt một chất lỏng có khối lượng riêng D chứa trong một thùng lớn thì đáy cốc ngập sâu vào chất lỏng một khoảng h. Nếu cho cốc chìm hoàn toàn xuống đáy thùng (không khí không đọng lại trong cốc) thì lực mà đáy thùng tác dụng lên cốc là bao nhiêu?
Câu 2 (2,0 điểm): Có ba cái bình cách nhiệt giống nhau chứa những lượng dầu như nhau ở cùng nhiệt độ trong phòng. Người ta thả vào bình thứ nhất một khối kim loại đã được nung nóng và chờ cho đến khi cân bằng nhiệt thì lấy khối kim loại ra và thả vào bình thứ hai. Chờ cho bình thứ hai đạt tới trạng thái cân bằng nhiệt thì khối kim loại lại được lấy ra và thả vào bình thứ ba. Dầu trong bình thứ ba sẽ được nâng lên bao nhiêu độ nếu dầu trong bình thứ hai tăng thêm 50C và dầu trong bình thứ nhất tăng thêm 200C? Dầu không bị trào ra khỏi bình trong suốt quá trình trên.
●
●
R1
R2
R4
R3
A
U
Hình 1
A
M
N
C
Câu 3(2,5 điểm): Cho mạch điện như hình 1, trong đó
 U = 24 V, R1= 12, R2 = 9 , R4 = 6 , R3 là một biến trở, ampe kế có điện trở không đáng kể.
 a. Cho R3 = 6 . Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 và số chỉ của ampe kế.	
 b. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 16 V. Nếu điện trở của R3 tăng thì số chỉ của vôn kế thay đổi thế nào?
Câu 4(1,5 điểm): Em hãy trình bày một phương án thí nghiệm để xác định giá trị của hai điện trở R1 và R2. Chỉ dùng các dụng cụ sau đây:
- Một nguồn điện có hiệu điện thế U chưa biết.
- Một điện trở có giá trị R đã biết.
- Một ampe kế có điện trở RA chưa biết.
- Hai điện trở cần đo R1 và R2.
- Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể.
Câu 5(2,0 điểm): Cho một thấu kính hội tụ và một điểm sáng S như hình 2. Trong đó F và F' là hai tiêu điểm của thấu kính.
S
F
F'
Hình 2
a. Vẽ ảnh S' của S qua thấu kính.
b. Hãy mô tả chuyển động của điểm S' khi cho điểm S dịch lại gần thấu kính theo phương song song với trục chính.
c. Nếu để yên vị trí ban đầu, dùng tấm bìa che khuất một nửa thấu kính thì ảnh S' của S sẽ thay đổi thế nào?
-----Hết-----
PHÒNG GD&ĐT GIA LỘC
TRƯỜNG THCS YẾT KIÊU
L-06-HSG9-YK-GL
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG TỈNH LỚP 9
MÔN:VẬT LÍ
 (hướng dẫn chấm  gồm 04 trang)
Câu
Đáp án
Điểm
1
(2,0điểm)
a. (1,0 điểm)
Đổi đơn vị: 
Máy chỉ đo độ lớn vận tốc đối với máy (tức là vận tốc chuyển động tương đối của xe trước và xe sau đối với xe cảnh sát) nên không biết rõ các xe này chuyển động ra xa dần hay gần lại dần xe cảnh sát. Vì vậy, mỗi trường hợp ta phải xét cả hai khả năng: ra xa và lại gần. Gọi V0 là vận tốc xe cảnh sát đối với mặt đường.
0,25 đ
* Xét chuyển động tương đối giữa xe cảnh sát và xe phía trước:
- Nếu 2 xe chuyển động ra xa nhau: 
- Nếu 2 xe chuyển động lại gần nhau: 
0,25 đ
* Xét chuyển động tương đối giữa xe cảnh sát và xe phía sau:
- Nếu 2 xe chuyển động ra xa nhau: 
- Nếu 2 xe chuyển động lại gần nhau: 
0,25 đ
Trong cả hai trường hợp thì V0 chỉ được phép nhận một giá trị. Vậy vận tốc của xe cảnh sát chỉ có thể là 
0,25 đ
b. (1,0 điểm)
Gọi P là trọng lượng của cốc. Khi cốc nổi trên mặt chất lỏng, lực đẩy Acshimet tác dụng lên cốc là: , trong đó diện tích đáy cốc là: 
0,25 đ
Khi cốc nổi lực này sẽ cân bằng với trọng lượng của cốc: 
0,25 đ
Khi cốc chìm xuống đáy bình, lực mà đáy bình tác dụng lên đáy cốc bằng hiệu của trọng lượng của cốc và lực đẩy Acshimet: .
0,25 đ
Nhưng lực đẩy Acshimet là không đáng kể (vì cốc có thành và đáy rất mỏng, phần chất lỏng bị chiếm chỗ cũng không đáng kể). Vậy khi đó lực mà cốc tác dụng lên đáy bình bằng trọng lượng của nó:
0,25 đ
2
(2,0điểm)
Giả sử nhiệt dung của khối kim loại là C, nhiệt dung của mỗi bình có dầu là Cb. Gọi t0 là nhiệt độ ban đầu của dầu, nhiệt độ sau của bình thứ nhất, thứ hai và thứ ba là t1, t2 và t3.
0,25 đ
Khi khối kim loại được mang từ bình thứ nhất sang bình thứ hai thì nó tỏa một nhiệt lượng là , bình thứ hai nhận nhiệt lượng và nhiệt lượng này phải bằng nhau:
 (1)
0,25 đ
Tương tự, có thể viết phương trình truyền nhiệt khi mang khối kim loại từ bình thứ hai sang bình thứ ba:
 (2)
0,25 đ
Ta nhận thấy: 
0,25 đ
Giả sử nhiệt độ trong bình thứ ba được tăng thêm một lượng . Khi đó:
 (3)
0,25 đ
Giải hệ (1), (2) và (3) ta nhận được:
0,75 đ
3
(2,5điểm)
a. (1 điểm)
●
●
R1
R2
R4
R3
U
I2
I
I3
I4
I1
* Do ampe kế có điện trở không đáng kể, mạch điện có dạng như hình vẽ:
0.25 đ
I1 = 2 A, R234 = R2 + = 12 , 
I3 = I4 = = 1 A.
0,25 đ
* Quay về sơ đồ gốc: IA = I1 + I3 = 3 A, Vậy ampe kế chỉ 3 A.
0,5 đ
b. (1,5 điểm)
* Thay ampe kế bằng vôn kế: Mạch có dạng: nt R4.
●
●
R1
R2
R4
R3
V
U
I1
I2
I
I4
M
N
A
C
0,25 đ
+ Ta có UAM = U1 = U – UMN = 24 – 16 = 8 V
+ I1 = A
 + Mặt khác: I1 = 
+ Lại có: UMN = UMC + UCN = I1R3 + IR4 
Thay số: 16 = Suy ra: R3 = 6 
0,75 đ
* Điện trở tương đương toàn mạch 
 RAB = 
Do vậy khi R3 tăng điện trở toàn mạch tăng cường độ dòng điện mạch chính 
I = I4 = giảm U4 = I.R4 giảm U2 = U – U4 tăng I2 = tăng I1 = I – I2 giảm U1 = I1R1 giảm. Vậy UMN = U – U1 sẽ tăng lên, tức là số chỉ của vôn kế tăng.
0,25 đ
0,25 đ
4
(1,5điểm)
* Mắc nối tiếp R với ampe kế RA rồi mắc vào hai cực của nguồn U thì ampe kế chỉ giá trị Io với: (1) 
- Thay R bằng R1, ampe kế chỉ giá trị: (2) 
- Thay R bằng R2, ampe kế chỉ giá trị: (3)
- Thay R bằng R1+R2, ampe kế chỉ giá trị: (4) 
0.25 đ
* Từ (3) và (4): (5)
0.25 đ
* Từ (2) và (4): (6).
0.25 đ
* Từ (1) và (2): (7)
0.25 đ
* Chia (7) cho (5) ta được: 
* Tương tự: 
0. 5 đ
5
(2,0điểm)
a. (0,5điểm)
S
F
F'
S'
a) Vẽ ảnh S' của S qua thấu kính: Dùng 2 tia nào đó, nên dùng tia qua quang tâm và tia song song với trục chính
0,5 đ
b. (1,0 điểm)
Khi S đến gần thấu kính theo phương song song với trục chính thì tia ló qua F' không thay đổi, nên ảnh chỉ có thể nằm trên tia này.
0,25 đ
Nhưng khi S càng gần thấu kính thì tia qua quang tâm cắt tia qua F' càng ra xa thấu kính. Vì vậy, trong khi S đến gần thấu kính nhưng chưa tới vị trí ngang tiêu điểm thì S' chuyển động ngày càng xa thấu kính và chuyển động theo tia IS' như hình vẽ.
S
F
F'
S'
I
0,25 đ
Cho đến khi S ngang với tiêu điểm thì hai tia trên không cắt nhau nên không tạo ảnh (nói cách khác là ảnh ở xa vô cùng)
0,25 đ
S
F
F'
S'
Khi S vào phía trong tiêu điểm thì đường kéo dài của hai tia trên cắt nhau trước thấu kính. Vậy khi đó cho ảnh ảo. Mặt khác khi S càng gần thấu kính thì điểm cắt (tức là ảnh ảo) cũng càng gần thấu kính và chuyển động trên đường kéo của tia IS'.
-> Khi S sát với thấu kính thì S' cũng vừa tiến sát đến thấu kính
0,25 đ
c. (0,5 điểm)
 Tất cả các tia xuất phát từ S, qua thấu kính thì đều đến hội tụ tại S'. Nếu che khuất một nửa thấu kính thì chỉ có một nửa số tia đến được S'
0,25 đ
Vì vậy vị trí S' vẫn giữ nguyên nhưng độ sáng của nó giảm đi một nửa
0,25 đ
-------Hết-------