Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Trường THCS Phù Mỹ

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Trường THCS Phù Mỹ

1. PHÒNG GD-ĐT PHÙ MỸ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN TRƯỜNG THCS TT PHÙ MỸ Năm học: 2011 – 2012 Môn: VẬT LÝ ĐỀ ĐỀ XUẤT Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1:(4.0điểm) Một người đứng cách con đường một khoảng 50m, ở trên đường có một ô tô đang tiến lại với vận tốc 10m/s. Khi người ấy thấy ô tô còn cách mình 130m thì bắt đầu ra đường để đón đón ô tô . a. Nếu chạy theo hướng vuông góc với mặt đường thì người ấy phải đi với vận tốc bao nhiêu để có thể gặp được ô tô? Muốn chạy với vận tốc nhỏ nhất thì người khách phải chạy theo hướng nào? Tính vận tốc đó. Bài 2:(3,5điểm) Một khối lập phương rỗng bằng kim loại nổi trên mặt nước b (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 3 3 nước và kim loại lần lượt là: dn = 10000 N/m ; dk = 38720 N/m . Tìm phần thể tích rỗng bên trong của hộp. Bài 3:(4.0điểm) Có 2 bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa 2 kg nước ở nhiệt độ ban đầu là 50 0C. Bình thứ hai chứa 1kg nước ở nhiệt độ ban đầu 30 0C. Một người rót một ít nước từ bình thứ nhất vào bình thứ hai. Sau khi bình hai cân bằng nhiệt, người đó lại rót nước từ bình hai trở lại bình thứ nhất sao cho lượng nước ở mỗi bình giống như lúc đầu. Sau khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ ở bình thứ nhất là 480C. Tính nhiệt độ cân bằng ở bình thứ hai và lượng nước đã rót từ bình nọ sang bình kia. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài trong quá trình rót nước từ bình nọ sang bình kia. Bài 4:(5.0điểm) Có một đoạn mạch như hình vẽ: U = 13,5V; R1 = 5 ; R2 = 6 ; R2 R3 là một biến trở R1 a. R3 = 12 tính công suất tiêu thụ ở biến trở R3 b. R3 bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ ở biến trở là lớn nhất? Tính công suất này. Bài 5: (4.5điểm) Một nguồn sáng rộng có đường kính 5 cm, có cùng một trục với vật ngăn sáng hình tròn, cách vật ngăn sáng 18 cm. Sau vật ngăn sáng 36 cm có màn ảnh đặt vuông góc với trục của hệ vật. Bóng đen trên màn ảnh có đường kính 20 cm. Tính kích thước của vật ngăn sáng và bề rộng của bóng mờ. HẾT
2. Đáp án Biểu điểm Bài 1: a.Gọi A là vị trí của ô tô; B là vị trí của người khách; C là vị trí gặp nhau: B Hv: 0,5 đ  E AC =AB2 BC 2 1302 502 120 m 0,5 đ AC 120 0,5 đ Thời gian chuyển động: t 12 s v1 10 C D A BC 50 Vận tốc chạy của người khách: v 4,17 m/s 0,5 đ 2 t 12 b. Gọi D là vị trí gặp nhau khi người chạy với vận tốc nhỏ nhất. Hạ DE vuông góc AB sin DB v sin BC 2 1 đ v2 v1 v1 sin  DA v1 sin  ABsin  Để v2 nhỏ nhất thì sin lớn nhất ( sin =1) vậy người này phải chạy 0,5 đ theo hướng vuông góc với đường nối giữa người và xe. Vận tốc nhỏ nhất của người khách BC 50 0,5 đ v v 10 3,85 m/s 2 1 AB 130 Thể tích khối lập phương:V a3 203 8000cm3 0,5 đ b3 83 Thể tích phần nổi trên mặt nước: V 256 cm3. n 2 2 0,5 đ 3 0,5 đ Thể tích phần chìm trong nước: Vc = V – Vn = 8000 – 256 = 7744cm 0,5 đ Vật cân bằng trên mặt nước nên P = FA 0,5 đ Suy ra Vkdk = Vcdn Vcdn 7744.10000 3 Vk 2000cm 0,5 đ dk 38720 Thể tích phần rỗng trong hộp V V V 8000 2000 6000cm3 k 0,5 đ Gọi m là khối lượng nước được rót từ bình thứ nhất qua bình thứ hai và ngược lại (0<m<2). t là nhiệt độ của nước ở bình thứ hai sau khi rót (30< t <50) Phương trình cân bằng nhiệt của bình thứ hai: t 30 0,5 đ m(50 – t) = 1(t – 30) Suy ra m (1) 50 t Phương trình cân bằng nhiệt của bình thứ nhất: m(48 – t) = (2 – m)(50 – 48) = 4 – 2m (2) 0,5 đ t 30 t 30 thay (1) vào (2) ta được: (48 t) 4 2 50 t 50 t 0,5 đ qui đồng bỏ mẫu rút gọn ta được: t2 -84t +1700 = 0 0,5 đ giải phương trình ta có hai nghiệm: 50 và 34. Vậy nhiệt độ của bình thứ hai là 340C 0,5 đ Thay vào (1) ta được m = 0,25kg 0,5 đ
3. R2 R3 R1R2 R2 R3 R3R1 R1R2 (R1 R2 )R3 0,5 đ a. R R1 9 R2 R3 R2 R3 R2 R3 U I 1,5A R 0,5 đ I3 R2 I3 R2 R2 I I3 0,5A 0,5 đ I2 R3 I2 I3 R2 R3 R2 R3 2 2 0,5 đ P3 R3I3 12.0,5 3 W R R (R R )R 30 11R b. R 1 2 1 2 3 3 0,5 đ R2 R3 6 R3 I.R2 U.R2 13,5.6(6 R3 ) 81 I3 0,5 đ R2 R3 R(R2 R3 ) (30 11R3 )(6 R3 ) 30 11R3 R 812 6561 P R .I 2 3 3 3 3 (30 11R )2 2 0,5 đ 3 30 11 R3 R3 2 30 2 30 Theo bất đẳng thức co-si 11 R3 2 .11 R3 0,5 đ R3 R3 Công suất lớn nhất khi mẫu số nhỏ nhất: 2 30 2 30 30 11 R3 2 .11 R3 4.30.11 R3  0,5 đ 11 R3 R3 Vậy công suất lớn nhất của biến trở là : P3 = 4,97W 0,5 đ +Ta có tam giác S1AB đồng dạng tam giác S1MN S H AB S H AB 1 = 1 = S1R MN S1H HK KR MN 0,5 đ S1H 5 Hay = 20S1H=5S1H + 270 S1H 18 36 20 15 S1H=270 S1H=18cm 0,5 đ +Ta lại có tam giác S1AB đồng dạng tam giác S1CD S H AB S H AB 1 = 1 = S1K CD S1H HK CD 0,5 đ S1H HK 18 18 CD =AB. = 5. =10cm 0,5 đ S1H 18 +Ta có tam giác SAB đồng dạng tam giác SCD SH AB HK SK AB = = 0,5 đ SK CD SK CD 18 SK 5 Hay = 36- 2SK =SK SK =12cm 0,5 đ SK 20 +Mặt khác: Ta có tam giác SCD đồng dạng tam giác SEF
4. SK CD SK CD = = SR EF SK KR EF 0,5 đ 12 10 Hay = EF = 40 cm 12 36 EF F EF MN 40 20 0,5 đ ME = = =10 cm N 2 2 A S1 H S1 K R B M Hv 0,5 đ E