Đề thi học sinh giỏi môn vật lý 9 tỉnh hải dương năm học 2016 2017 có đáp án

Một xe máy và một xe đạp đang chạy thẳng trên đường quốc lộ 1A, ngược chiều nhau.. Tốc độ của xe máy và xe đạp không đổi lần lượt là v1 và v2.. b Xe máy và xe đạp gặp nhau tại vị trí các

SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO

HẢI DƯƠNG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2016 – 2017

Môn thi: VẬT LÝ

Thời gian làm bài: 150 Phút Ngày thi: 23/03/2017

(Đề thi gồm 02 trang)

Câu 1: (2,0 điểm)

Một tàu hỏa chiều dài L = 200m đang chạy với vận tốc v =15m/s0 trên đường ray thẳng song song và song song với đường quốc lộ 1A Một xe máy và một xe đạp đang chạy thẳng trên đường quốc lộ 1A, ngược chiều nhau Tốc độ của xe máy và xe đạp không đổi lần lượt là v1 và v2 Tại thời điểm t = 0(s)0 , xe máy bắt đầu đuổi kịp tàu, còn xe đạp bắt đầu gặp đầu tàu

a) Xe máy bắt đầu vượt qua tàu khi xe máy đã đi được quãng đường

1=800m

s kể từ thời điểm t = 0(s)0 Tính tốc độ v1 của xe máy

b) Xe máy và xe đạp gặp nhau tại vị trí cách đầu tàu tại thời điểm đó một khoảng l = 160m Tính tốc độ v2 của xe đạp

c) Hỏi khi đuôi tàu bắt đầu đi qua xe đạp thì xe đạp cách xe máy tại thời điểm

đó bao xa?

Câu 2: (2,0 điểm)

Có ba bình cách nhiệt giống nhau, chứa cùng một loại chất lỏng chiếm 2/3 thể tích của mỗi bình Bình 1 chứa chất lỏng ở 30 , bình 2 chứa chất lỏng ở 60 , bình 3 chứa chất lỏng ở 90 Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường khi rót chất lỏng từ bình này sang bình khác và chất lỏng không bị mất mát trong quá trình rót

a) Sau vài lần rót chất lỏng từ bình này sang bình khác, người ta thấy bình 3 được chứa đầy chất lỏng ở nhiệt độ 68 , còn bình 2 chỉ chứa 1/2 thể tích chất lỏng ở nhiệt độ 54 Hỏi chất lỏng chứa trong bình 1 có nhiệt độ bằng bao nhiêu?

b) Sau rất nhiều lần rót đi rót lại các chất lỏng trong ba bình trên đến khi nhiệt

độ ở ba bình coi là như nhau và bình 3 được chứa đầy chất lỏng Hỏi nhiệt độ chất lỏng ở mỗi bình bằng bao nhiêu?

Câu 3: (2,5 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ Hiệu

điện thế UMN = 18V và không đổi Các

điện trở R =121 , R =42 , R =184 ,

5

R =6, R =46 , R3 là một biến trở và

điện trở của đèn là Rđ = 3 Biết vôn kế

có điện trở rất lớn và ampe kế có điện trở

không đáng kể, bỏ qua điện trở các dây

nối

1 Cho R =213  Tìm số chỉ của ampe kế, vôn kế và công suất tiêu thụ trên đèn

2 Cho R3 thay đổi từ 0 đến 30 Tìm R3 để:

a) Số chỉ của vôn kế là lớn nhất Tìm giá trị lớn nhất

b) Công suất tiêu thụ trên R3 là lớn nhất Tìm giá trị lớn nhất đó

ĐỀ CHÍNH THỨC

C E

Đ B A

N

R3

R6

R1

A

V

R2

(+) (-)

Câu 4: (1,5 điểm)

Trong một ngày hội có một trò

chơi như sau Trên cánh đồng có hai

điểm A và B cách bờ xx’ các khoảng

cách AC = 80m, BD = 40m và biết

khoảng cách CD = 90m

a) Ở lượt chơi thứ nhất, có hai

người đồng thời xuất phát từ A và B

chạy theo các đường thẳng đến cùng

một vị trí M Biết vận tốc của người

chạy từ A gấp hai lần vận tốc của người chạy từ B Hỏi điểm M phải cách C bao nhiêu

để hai người đến M cùng một lúc?

b) Ở lượt chơi thứ hai, một người chạy từ A đến M rồi chạy đến B với vận tốc không đổi Hỏi điểm M phải cách C bao nhiêu để người chơi đến B nhanh nhất?

Câu 5: (2,0 điểm)

Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15cm Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính, cho ảnh thật A B = 3AB1 1

1 Vẽ hình và tính khoảng cách từ vật tới thấu kính

2 Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính đến vị trí thứ 2 sao cho thu được ảnh thật A B = AB2 2 1

2 a) Hỏi phải dịch chuyển thấu kính theo chiều nào một đoạn bằng bao nhiêu? b) Khi dịch chuyển thấu kính từ vị trí thứ 1 đến vị trí thứ 2 thì ảnh đã di chuyển được quãng đường bằng bao nhiêu trong quá trình trên?

……… Hết………

Họ và tên thí sinh:……… Số báo danh:………

Chữ kí giám thị 1:……… Chữ kí giám thị 2:………

A

B

SỞ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO

HẢI DƯƠNG

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2016-2017

MÔN: VẬT LÝ

(Hướng dẫn chấm gồm 5 trang)

Câu 1: (2,0 điểm)

a) (1,0 điểm)

Coi tàu đứng yên so với xe máy, vận tốc của xe máy so với tàu là:v - v 1 0

Thời gian để xe máy vượt tàu hỏa: t1=

1 0 1

200 15

L

Trong thời gian t1 đó xe máy đi được quãng đường s1=800m nên:

1

1

1 1

800

s

t

  (2)

Từ (1) và (2): v =20m/s 1

0,25 0,25

0,25 0,25

b) (0,5 điểm)

Vận tốc của xe đạp so với tàu là v + v ; 0 2

Vận tốc của xe máy so với tàu là v - v 1 0

Khi xe máy gặp xe đạp, ta có:

1 0 2 0





200 160 160

20 15 v 15



Giải ra, được: v =5m/s 2

0,25

0,25

c) (0,5 điểm)

Chọn trục tọa độ Ox cùng hướng với hướng chuyển động của tàu, gốc O tại

vị trí xe máy gặp tàu tại t0 = 0(s)

Thời gian để tàu qua xe đạp là:

2 0

200

10

5 15

L

v v

Phương trình chuyển động của xe máy là: x1 = v1t

Phương trình chuyển động của xe đạp là: x2 = L – v2t

Khoảng cách giữa xe đạp và xe máy khi tàu qua xe đạp là:

1 2 1 2

d= x -x = (v +v )t - L =50m

0,25

0,25

Câu 2: (2,0 điểm)

a) (1,0 điểm)

Gọi nhiệt dung của chất lỏng trong mỗi bình là 2

3q Giả sử bình 2 và bình 3 cùng hạ nhiệt độ tới 30 thì chúng tỏa ra nhiệt

lượng là: 1 2 (90 30) 2 (60 30) 60

Q  q   q   q (1)

Sau vài lần rót từ bình này sang bình khác, gọi nhiệt độ của chất lỏng ở bình

1 là t

Nhiệt dung của cả 3 bình là 2q, nhiệt dung của chất lỏng ở bình 3 là q, ở

bình 2 là

2

q

và ở bình 1 sẽ là: 2q - (q + )q

q



0,25

0,25

Giả sử cả 3 bình đều hạ nhiệt độ tới 30 thì chúng tỏa ra một nhiệt lượng

là: 2 (68 30) (54 30) ( 30) 35

Q q     t  q t (2)

Vì không có sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường nên ta có: Q1 = Q2

2

q

0,25 0,25

b) (1,0 điểm)

Sau nhiều lần rót đi rót lại thì nhiệt độ của chất lỏng trong 3 bình là như

nhau và bằng nhiệt độ cân bằng của chất lỏng khi ta trộn chất lỏng cả 3 bình

với nhau, gọi nhiệt độ đó là t1

Vì không có sự trao đổi nhiệt với bên ngoài nên ta có:

3q t  3q t   3q t  

Giải phương trình trên ta được t1 = 60

0,25

0,5 0,25

Câu 3: (2,5 điểm)

1 (1,0 điểm)

Ta có sơ đồ mạch điện là:   R1//(R ntĐ ntR3 ) 2//(R ntR4 5)nt R6

R3đ = R3+Rđ = 21+3 = 24(); R13đ =   





24 12 3

1

3 1

d

d R R

R R

R123đ = R13đ+R2 = 8+4 = 12(); R45 = R4 +R5 =18+6 = 24();

 

123 45

12345

123 45

8

12 24

d d

d

R

  ; Rm = R 12345d+ R6 = 8+4 = 12 () + Dòng điện chạy qua mạch là: 18 1,5

12

m

U I R

+ Khi đó: UNF = I.R 12345d= 1,5.8 = 12 (v) = U45 = U123đ ;

+ Dẫn đến I45 = 0 , 5

24

12 45

45  

R

U

(A) =I4 = I5; I123đ = 1

12

12 123

123  

d

d R

U

(A) = I13đ

 U13đ = I13đ.R13đ = 1.8 = 8 (v) = U3đ

+ Do đó: I3đ =

3

1 24

8 3

3  

d

d R

U

(A) = I 3 = Iđ

+ Vậy số chỉ của ampe kế là: IA = I3 + I5 =

6

5 5 , 0 3

1



+ Lại có: U3 = I3.R3 =

3

1 21 = 7 (V); U5 = I5.R5 = 0,5.6 = 3 (V) + Số chỉ của vôn kế là: UV = UED = U3 – U5 = 7 – 3 = 4 (V)

+ Công suất tiêu thụ của đèn là: Pđ = Iđ2Rđ =

2

.3

 

0,25

0,25

0,25 0,25

2 (1,5 điểm)

a) (1,0 điểm)

Đặt R3 = x

Khi đó: R3đ = R3 + Rđ = x + 3 (); R13đ =   







x R

R

R R d

d

15

3 12 3 1

3 1

 R123đ = R13đ +R2 =  

x

x





15

3 12

+4=

x

x





15

96 16

(); R45 =R4+R5 =18+6 =24()

















) 6 ( 48 24 15

96 16

24 15

96 16

45 123

45 123

x x x

x x x R

R

R R d

d

;

 Rm = R12345đ + R6 =  

57 5

6 48





x

x

+ 4 =

57 5

516 68





x

x

()

+ Dòng điện chạy qua mạch là: I = 9 5 57

34 258

m

x U





 = I12345đ + Khi đó : UNF = I.R12345đ =  

258 34

57 5 9





x

x

57 5

) 6 ( 48





x

x

=  

129 17

6 216





x

x

= U45 = U123đ

+ Dẫn đến I45 =

129 17

) 6 ( 9 24

129 17

6 216

45

45













x

x x

x R

U

= I4 = I5

I123đ =

) 129 17

( 2

15 27 15

96 16 129 17

6 216

123

123

















x x x

x x x R

U d

d

= I13đ

 U13đ = I13đ.R13đ =  

) 129 17

( 2

15 27





x

x

x

x





15

3 12

=  

129 17

3 162





x

x

= U3đ

+ Do đó: I3đ =

129 17

162 3

129 17

3 162

3

3













x x

x x R

U d

+ Lại có: U3 = I3.R3 =

129 17

162



x x; U5 = I5.R5 =

129 17

) 6 ( 9





x

x

.6 + Số chỉ của vôn kế là:

UED =

129 17

324 108

129 17

324 54

129 17

162 5

3



















x

x x

x x

x U

Số chỉ của vôn kế lớn nhất khi x = R3 = 30 ()

129 30 17

324 30 108 129

17

324 108













x

x

(V)

0,25

0,25

0,25 0,25

R1

R5 R4

R2

Đ

R3

F

D

B E

b) (0,5đ)

Công suất tiêu thụ của R3 là:

P3 = I32R3 =

2 2

2

129 17 2

162 129

17

162

129 17

162

























































x x

x

Vậy: PMax =

2

129 17 2

162













 3 (W);

Xảy ra khi 17 x129 x;  x = R3  7,6()

0,25

0,25

Câu 4: (1,5 điểm)

a) (1,0 điểm)

Đặt CM = x(m) và DM = 90 - x(m)

Vì vA = 2vB nên để đến M cùng một lúc thì AM = 2MB

80 +x = 4 40 (90x) 

Giải phương trình, ta được: x1 = 180m (loại vì x > CD) và x2 = 60m

Vậy điểm M phải cách C là 60m

0,5 0,25 0,25

b) (0,5 điểm)

Thời gian của một lượt chơi là nhỏ

nhất khi: (AM+MB)min

Lấy A’ đối xứng với A qua xx’

Ta có: (AM+MB) = (A’M+MB)

 (A’M+MB)min khi A’, M, B

thẳng hàng

Ta có:

CM

DM

=

C A

BD

' = 40

80 (1) Mà: DM + CM = DC = 90(m) (2)

Từ (1) và (2) giải được: CM = 60m

Vậy điểm M cách C là 60m

0,25

0,25

Câu 5: (2,0 điểm)

1) (1,0 điểm)

Vẽ hình đúng (H.1)

0,25

A

B

B 1

A 1 F’

I

O

(H.1)

A

B

D

M

C

x

A’

x’

Ta có: A1OB1 đồng dạng AOB  1 1 1

3

A B OA

AB  OA 

Và OF’I đồng dạng A1F’B1 1 1 1 OF'

3 '

A B OA



1 4 ' 60 ; 20

Vậy, khoảng cách từ vật đến thấu kính là: d1 = 20cm

0,25

0,25 0,25

2) (1,0 điểm)

a) (0,5 điểm)

Ta có: 2 2 2 1

2

A B OA

AB  OA  và 2 2 2 OF' 1

A B OA



Suy ra: d2’= 22,5cm; d2 = 45cm

Vậy, phải dịch chuyển TK ra xa vật một đoạn: d2 – d1 = 25cm

0,25 0,25

b) (0,5 điểm)

Khoảng cách giữa vật và ảnh thật là: L d d'

Vị trí thứ 1: d1 = 20cm; L1 = d1 + d1’ = 80cm

Vị trí thứ 2: d2 = 45cm; L2 = d2 + d2’ = 67,5cm

Ta có: d' d' f ; d' df



 ;

2 '

'

d d

d d



Để phương trình có nghiệm: 2

      min 4 60

Khi dịch chuyển vật từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì ảnh dịch chuyển được một

quãng đường: s L1 Lmin L2 Lmin 27,5cm

0,25

0,25