Đề HSG Lý 9

UBND TØnh thõa thiªn HuÕ Kú thi chän häc sinh giái tØnh
së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Líp 9 THCS n¨m häc 2004-2005
M«n: VËt lý (Vßng 1)
§Ò chÝnh thøc Thêi gian: 120 phót (Kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò)
_______________________

Bµi 1: (5 ®iÓm) Mét ®éng tö X cã vËn tèc khi di chuyÓn lµ 4m/s. Trªn ®­êng di chuyÓn tõ A ®Õn C, ®éng tö nµy cã dõng l¹i t¹i ®iÓm E trong thêi gian 3s (E c¸ch A mét ®o¹n 20 m). Thêi gian ®Ó X di chuyÓn tõ E ®Õn C lµ 8 s.
Khi X b¾t ®Çu di chuyÓn khái E th× gÆp mét ®éng tö Y ®i ng­îc chiÒu. §éng tö Y di chuyÓn tíi A th× quay ngay l¹i C vµ gÆp ®éng tö X t¹i C (Y khi di chuyÓn kh«ng thay ®æi vËn tèc).
a) TÝnh vËn tèc cña ®éng tö Y
b) VÏ ®å thÞ thÓ hiÖn c¸c chuyÓn ®éng trªn (trôc hoµnh chØ thêi gian; trôc tung chØ qu·ng ®­êng)

Bµi 2: (5 ®iÓm) Ng­êi ta nhóng vµo trong thïng chÊt láng mét èng nhÑ dµi h×nh trô ®­êng kÝnh d; ë phÝa d­íi èng cã dÝnh chÆt mét c¸i ®Üa h×nh trô dµy h, ®­êng kÝnh D, khèi l­îng riªng cña vËt liÖu lµm ®Üa lµ
. Khèi l­îng riªng cña chÊt láng lµ
L ( víi
>
L). Ng­êi ta nhÊc èng tõ tõ lªn cao theo ph­¬ng th¼ng ®øng.
H·y x¸c ®Þnh ®é s©u H (tÝnh tõ miÖng d­íi cña èng lªn ®Õn mÆt tho¸ng cña chÊt láng) khi ®Üa b¾t ®Çu t¸ch ra khái èng.

Bµi 3: (5 ®iÓm) DÉn m1= 0,4 kg h¬i n­íc ë nhiÖt ®é t1= 1000C tõ mét lß h¬i vµo mét b×nh chøa m2= 0,8 kg n­íc ®¸ ë t0= 00C. Hái khi cã c©n b»ng nhiÖt, khèi l­îng vµ nhiÖt ®é n­íc ë trong b×nh khi ®ã lµ bao nhiªu? Cho biÕt nhiÖt dung riªng cña n­íc lµ C = 4200 J/kg.®é; nhiÖt ho¸ h¬i cña n­íc lµ L = 2,3.106 J/kg vµ nhiÖt nãng ch¶y cña n­íc ®¸ lµ
= 3,4.105 J/kg; (Bá qua sù hÊp thô nhiÖt cña b×nh chøa).

Bµi 4: (5 ®iÓm) Mét thÊu kÝnh héi tô quang t©m O, tiªu cù f. §Æt mét vËt AB vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh (A ë trªn trôc chÝnh) tr­íc thÊu kÝnh mét ®o¹n d, cho ¶nh A`B` râ nÐt høng ®­îc trªn mµn (mµn vu«ng gãc víi trôc chÝnh) c¸ch thÊu kÝnh mét ®o¹n d`.
a) Chøng minh:

b) BiÕt thÊu kÝnh nµy cã tiªu cù f = 12,5 cm vµ L lµ kho¶ng c¸ch tõ vËt AB ®Õn ¶nh A`B`. Hái L nhá nhÊt lµ bao nhiªu ®Ó cã ®­îc ¶nh râ nÐt cña vËt ë trªn mµn ?
c) Cho L = 90 cm. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña thÊu kÝnh.

________________________


H­íng dÉn chÊm

Kú thi chän häc sinh giái tØnh
Líp 9 THCS n¨m häc 2004-2005
M«n: VËt lý (Vßng 1)
Bµi 1:
a) (2,5®) VËn tèc cña Y: Chän t = 0 t¹i A lóc X b¾t ®Çu di chuyÓn.
Thêi gian X ®i tõ A ®Õn E lµ: t1 = 20 : 4 = 5 s vµ qu·ng ®­êng EC lµ: 4 x 8 = 32 m
=> Qu·ng ®­êng AC dµi 20 + 32 = 52 m ....................................................... 1,0 ®
V× X vµ Y ®Õn C cïng lóc nªn thêi gian Y ®i lµ tY = 8 s ............................. 0,5 ®
vµ qu·ng ®­êng Y ®· ®i: 20 + 52 = 72 m ...........................................................0,5 ®
VËy vËn tèc cña Y lµ: VY = 72 : 8 = 9 m/s 0,5 ®
b) (2,5®) §å thÞ cña X lµ ®­êng gÊp khóc AEE`C ..................................1,0 ®
§å thÞ cña Y lµ ®­êng gÊp khóc E`MC ......................................1,5 ®
(§Ó vÏ chÝnh x¸c ®iÓm M, vÏ F ®èi xøng víi E` qua trôc hoµnh råi nèi FC c¾t trôc hoµnh t¹i M, nÕu häc sinh kh«ng x¸c ®Þnh chÝnh x¸c M th× kh«ng cho ®iÓm ®å thÞ Y)





Bµi 2:
F1 lµ ¸p lùc cña chÊt láng t¸c dông vµo mÆt d­íi cña ®Üa.
F2 lµ ¸p lùc cña chÊt láng t¸c dông lªn phÇn nh« ra
ngoµi giíi h¹n cña èng ë mÆt trªn cña ®Üa.
P lµ träng l­îng cña ®Üa.
§Üa b¾t ®Çu t¸ch ra khái èng khi: P + F2 = F1 (1)
Víi: F1 = p1S =10.(H+h).
L .S = 10.
(H+h).
L
F2 = p2S` =10.H.
L.(
-
)
P = 10.
.V = 10.
.h
1,5 ®

ThÕ tÊt c¶ vµo (1) vµ rót gän: D2.h.
+ (D2 - d2)H.
L = D2 (H + h)
L

=
1,0 ®



Bµi 3:
Gi¶ sö 0,4kg h¬i n­íc ng­ng tô hÕt thµnh n­íc ë 1000C th× nã to¶ ra nhiÖt l­îng:
Q1 = mL = 0,4 ( 2,3(106 = 920.000 J 0,5 ®
NhiÖt l­îng ®Ó cho 0,8 kg n­íc ®¸ nãng ch¶y hÕt:
Q2 = (m2 = 3,4 ( 105 ( 0,8 = 272.000 J 0,5 ®
Do Q1 > Q2 chøng tá n­íc ®¸ nãng ch¶y hÕt vµ tiÕp tôc nãng lªn, gi¶ sö nãng lªn ®Õn 1000C. 0,5 ®
NhiÖt l­îng nã ph¶i thu lµ: Q3 = m2C(t1 - t0) = 0,8 ( 4200 (100 - 0) = 336.000 J
=> Q2 + Q3 = 272.000 + 336.000 = 608.000 J 1,0 ®
Do Q1 > Q2 + Q3 chøng tá h¬i n­íc dÉn vµo kh«ng ng­ng tô hÕt vµ n­íc nãng ®Õn 1000C. 0,5 ®
=> Khèi l­îng h¬i n­íc ®· ng­ng tô:
m` = (Q2 + Q3)/ L = 608.000 : 2,3(106 = 0,26 kg 1,0 ®
VËy khèi l­îng n­íc trong b×nh khi ®ã lµ : 0,8 + 0,26 = 1,06 kg........................0,5 ®
vµ nhiÖt ®é trong b×nh lµ 1000C. 0,5 ®

Bµi 4: a) Chøng minh:
. Do ¶nh høng ®­îc trªn mµn nªn ¶nh thËt..0,25®

Hai
AOB

A`OB`:

0,5 ®
Hai tam gi¸c ®ång d¹ng OIF` vµ A`B`F`:

(v× OI = AB) 0,5 ®
hay
0,5 ®
<=> d(d` - f) = fd` <=> dd` - df = fd` <=> dd` = fd` + fd
Chia 2 vÕ cho dd`f th× ®­îc :
0,25 ®

b) (2 ®) Ta cã: d + d` = L (1)
vµ
=> f =
=> dd` = f(d + d`) = fL (2) 0,5 ®
Tõ (1) vµ (2): X2 -LX + 12,5L = 0 ......................................................................1,0 ®

= L2 - 50L = L(L - 50) . §Ó bµi to¸n cã nghiÖm th×

0 => L
50 .
VËy L nhá nhÊt b»ng 50 (cm) 0,5 ®
c) (1 ®) Víi L = 90 cm => d + d` = 90 vµ dd` = 1125
=> X2 - 90X + 1125 = 0. Gi¶i ra ta ®­îc: X1 = 15cm; X2 = 75cm 0,5 ®
=> d = 15cm; d` = 75cm hoÆc d = 75cm; d` = 15cm.
VËy thÊu kÝnh c¸ch mµn 15cm hoÆc 75cm. 0,5 ®

_________________________

UBND TØnh thõa thiªn HuÕ Kú thi chän häc sinh giái tØnh
së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Líp 9 THCS n¨m häc 2004-2005
M«n: VËt lý (Vßng 2)
§Ò chÝnh thøc Thêi gian: 120 phót (Kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò)
_______________________

Bµi 1: (5 ®iÓm)
Ng­êi ta muèn lµm mét ®iÖn trë tiªu thô mét c«ng suÊt 1000W khi hiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu d©y lµ 100V. TiÕt diÖn trßn cña d©y dÉn ®­îc ®Þnh víi ®iÒu kiÖn lµ hîp kim s¾t-kÒn dïng ®Ó lµm d©y chÞu ®­îc mét mËt ®é dßng ®iÖn lín nhÊt lµ 5A mçi milimet vu«ng. TÝnh ®­êng kÝnh, chiÒu dµi vµ khèi l­îng nhá nhÊt cña d©y cÇn dïng?
BiÕt r»ng mét d©y s¾t-kÒn tiÕt diÖn trßn ®­êng kÝnh 1 mm dµi 1 km cã ®iÖn trë 1000 ( vµ khèi l­îng 6,36 kg.
Bµi 2: (5 ®iÓm)
Cã 3 ®iÖn trë gi¸ trÞ lÇn l­ît b»ng R; 2R; 3R m¾c nèi tiÕp víi nhau vµo hiÖu ®iÖn thÕ U kh«ng ®æi. Dïng mét v«n-kÕ (®iÖn trë RV) ®Ó ®o lÇn l­ît hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a 2 ®Çu ®iÖn trë R vµ 2R th× ®­îc c¸c trÞ sè U1 = 40,6 V vµ U2 = 72,5 V. NÕu m¾c v«n-kÕ nµy vµo 2 ®Çu ®iÖn trë 3R th× v«n-kÕ nµy chØ bao nhiªu?
Bµi 3: (5 ®iÓm)
Cho c¸c s¬ ®å m¾c biÕn trë sau (h×nh a; b). Gi¸ trÞ tèi ®a cña biÕn trë vµ cña ®iÖn trë ®Òu b»ng R. §èi víi mçi s¬ ®å, h·y kh¶o s¸t sù biÕn thiªn cña ®iÖn trë toµn m¹ch theo x (x lµ phÇn ®iÖn trë n»m bªn ph¶i cña biÕn trë). VÏ c¸c ®­êng biÓu diÔn trªn cïng mét hÖ to¹ ®é (trôc tung : ®iÖn trë toµn phÇn; trôc hoµnh : x).







Bµi 4: (5 ®iÓm)
Cã mét hép kÝn víi 2 ®Çu d©y dÉn lã ra ngoµi, bªn trong hép cã chøa ba ®iÖn trë lo¹i 1(; 2( vµ 3( . Víi mét ¾cquy 2V; mét ampe-kÕ (giíi h¹n ®o thÝch hîp) vµ c¸c d©y dÉn, h·y x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm ®Ó t×m s¬ ®å thùc cña m¹ch ®iÖn trong hép.

_____________________



H­íng dÉn chÊm
Kú thi chän häc sinh giái tØnh
Líp 9 THCS n¨m häc 2004-2005
M«n: VËt lý (Vßng 2)
Bµi 1:
a/ §­êng kÝnh cña d©v (1 ®):
C­êng ®é dßng ®iÖn qua ®iÖn trë: I = P/U = 1000/100 = 10 (A) 0,5 ®
MËt ®é cùc ®¹i cña dßng ®iÖn lµ 5A/mm2 nªn tiÕt diÖn nhá nhÊt cña d©y:
S = 10/5 = 2 mm2 . Gäi d lµ ®­êng kÝnh cña d©y:
S =
=> d =
0,5 ®
b/ ChiÒu dµi cña d©y (2 ®):
§iÖn trë cña d©y: R = U2/ P = 1002/ 1000 = 10 (( ) 0,5 ®
§èi víi d©y 10 ( : R =
l/S
§èi víi d©y 1000(: R` =
l`/S` 0,5 ®
LËp tû sè:
1,0 ®
c/ Khèi l­îng cña d©y (2 ®):
Gäi m, V vµ D lµ khèi l­îng, thÓ tÝch vµ khèi l­îng riªng cña d©y ®iÖn trë. Ta cã:

1,5 ®
VËy m =
0,5 ®

Bµi 2:
Gäi I1 lµ c­êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch chÝnh ë lÇn ®o thø nhÊt. Ta cã:
U = U1 + I1(2R + 3R) (1) 0.5 ®
Víi I1 =
. Thay vµo (1):
U = U1 + (
)(2R + 3R)
U = 6U1 + 5U1
(2) 1,0 ®
Lµm t­¬ng tù víi lÇn ®o thø hai: U = U2 + I2(R + 3R)
Víi I2 =
=> U = 3U2 + 4U2
(3) 1,0 ®
Víi lÇn ®o thø ba: U = U3 + I3(R + 2R). Trong ®ã: I3 =

ThÕ vµo ta ®­îc: U = 2U3 + 3U3
(4) 0,5 ®
Tõ (2) vµ (3) ta cã: 6U1 + 5U1
= 3U2 + 4U2
.........................................0,5 ®
=>
=
(5) 0,5 ®
=> U = 304,5(V) . Thay vµo (4) => U3 = 105 (V) 1,0 ®
Bµi 3:
Gäi ya vµ yb lÇn l­ît lµ ®iÖn trë toµn phÇn cña m¹ch
®iÖn trong s¬ ®å h×nh a vµ h×nh b.
Ta cã: ya =
(1) 1,0®
vµ yb =
(2) 1,0®
LËp b¶ng gi¸ trÞ sau: 1,5 ®

x 0 R/4 R/2 3R/4 R
ya 0 R/5 R/3 3R/7 R/2
yb 0 3R/16 R/4 3R/16 0
Bµi 4:
Ba ®iÖn trë nµy cã thÓ m¾c víi nhau theo c¸c s¬ ®å sau: (vÏ vµ tÝnh R .......... 4®, mçi s¬ ®å ®óng cho 0,5 ®)



a) R1= 6( b) R2=11/3( c) R3=11/4( d) R4=11/5(




e) R5=3/2( f) R6= 4/3( g) R7=5/6( h) R8=6/11(
M¾c hép kÝn vµo m¹ch ®iÖn theo s¬ ®å bªn
Víi U = 2V. §äc sè chØ cña A-kÕ lµ I.
=> Rn = U/I = 2/I. So s¸nh gi¸ trÞ cña Rn
víi gi¸ trÞ ë c¸c s¬ ®å trªn suy ra m¹ch
®iÖn trong hép. 1,0 ®

__________________________