Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG B Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4 điểm). Hai bạn An và Bình cùng chạy đua từ điểm A trên đường cái A C D đến điểm B trên cánh đồng như hình 1. Điểm B cách đường cái một khoảng l BD = l = 240m; AD = 320m. Biết tốc độ tối đa của mỗi bạn trên đường cái là B v1 và trên cánh đồng là v2 = 0,6v1. Hình 1 a) Bạn An quyết định chạy theo đường thẳng từ A đến B còn bạn Bình AD chạy trên đường cái một đoạn AC rồi mới chạy trên cánh đồng theo đường thẳng CB. Cho rằng 2 các bạn đều chạy với tốc độ tối đa, bạn nào sẽ đến B trước? b) Tìm các vị trí C thích hợp để Bình đến B trước An. Vị trí nào của C sẽ giúp Bình tới B nhanh nhất? Câu 2 (3 điểm). Có hai cái ống nối chung vào một vòi trộn. Mỗi ống có một cái van để điều chỉnh lưu lượng nước trong ống từ 0 đến giá trị cực đại J 0 = 1 lít/s. Trong các ống, nước chảy ra với nhiệt độ t 1 = 0 0 10 C và t2 = 50 C. Mở hết cỡ van của cả hai ống, tính nhiệt độ trong vòi trộn khi có cân bằng nhiệt. Bỏ qua nhiệt mất mát. Câu 3 (6 điểm). Cho mạch điện như hình 2, hiệu điện thế giữa hai điểm A và B A B không đổi và có giá trị là U; điện trở r; biến trở con chạy Rx. Bỏ qua điện trở của U dây nối và con chạy của biến trở. - Nếu điều chỉnh Rx = R1 = 4Ω thì công suất tiêu thụ trên chính nó là r Rx P1 = 16W. - Nếu điều chỉnh Rx = R2 = 6Ω thì công suất tiêu thụ trên chính nó là Hình 2 P2 = 13,5W. a) Tính U và r. b) Điều chỉnh biến trở Rx đến giá trị nào để công suất tiêu thụ trên chính nó cực đại? Câu 4 (3 điểm). Trong một thí nghiệm người ta cần một dòng điện không đổi có cường độ 1,1A chạy qua một máy, khi ấy máy có hiệu điện thế không đổi bằng 55V. Một ổ cắm điện dùng làm nguồn có hiệu điện thế không ổn định mà dao động xung quanh trị số 220V. Muốn cho hiệu điện thế trên máy luôn luôn không đổi là 55V, người ta dùng thêm một biến trở ghi 620Ω - 350W. a) Vẽ sơ đồ mạch điện để biến trở không bị cháy hỏng. b) Hiệu điện thế ở ổ cắm điện chỉ được phép thay đổi trong khoảng giá trị nào? Câu 5 (4 điểm). Cho gương phẳng OA tựa vào tường dưới góc α = 60 0 như hình 3. M A Một người có mắt tại M và chân tại N tiến đến gần gương, khoảng cách từ mắt đến chân là h = 1,6m. α a) Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của mắt mình trong gương. N O H b) Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của chân mình trong gương. Hình 3 Hết (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: SBD: 0
2. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP THCS ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG B Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Ý HD giải Điểm 1 a AB 400 Thời gian An chạy t 4đ 3đ 1 1 v2 0,6v1 AC CB Thời gian Bình chạy t2 1 v1 v2 Thay số ta chứng minh được t t , Bình đến B trước An. 2 1 1 b Đặt x = CD 1đ AD 400 t 1 v 0,6v 2 1 0,25 AC CB 320 x x2 2402 320 x2 2402 0,6x 320 y t2 v1 v2 v1 v2 v1 0,6v1 v1 0,6v1 t1 t2 0 400 320 y 400 192 y t t 0 1 2 0,6v v 0,6v 0,6v 1 1 1 1 0,25 208 y 0 0,64x2 249,6.x 14336 0 70m x 320m . Hay 0 AC 250m 320 y Khảo sát t2: t2 v1 0,6v1 0,25 2 2 Để t2 cực tiểu thì y phải cực tiểu y=x 240 0,6x 0,64x2 1,2y.x (2402 y2 ) 0 0 y 192 b Vậy y 192 x =180m. Khi đó AC=140m min 2a 0,25 2 Gọi lưu lượng nước chảy trong các vòi là J1; J2. 3đ 1 Lưu lượng nước vòi trộn là J. Ta có: J = J1 + J2. Nhiệt lượng vòi nóng tỏa ra truyền cho vòi lạnh, theo phương trình cân bằng 0,5 1
3. nhiệt: m1c t t1 m2c t2 t m m m t t m t t 1 t t 2 t t 1 1 2 2 t 1 t 2 0,5 J t J t J t t J t t t 1 1 2 2 1 1 2 2 0,5 J1 J2 Nếu mở hoàn toàn cả 2 van thì lưu lượng nước trong vòi trộn sẽ là 2J0 với t t nhiệt độ: t 1 2 300 C . 0,5 0 2 3 a U I 0,5 6đ 3đ r Rx R U 2 P R I 2 x . 1 . x x 2 0,5 Rx r 4U 2 Rx R1 4 16 . 2 . 4 r 2 1 6U 2 R R 6 13,5 . 3 . x 2 6 r 2 16 4U 2 6 r Chia (2) cho (3): . r 2 . (4). 2 2 0,5 13,5 6U 4 r Thay (4) vào (2), ta được: U = 12V. 0,5 b U R U 2 U 2 Ta có: I ; P R I 2 x 3đ r R x x 2 2 x Rx r r R 1,5 x Rx r Để (P ) thì mẫu số đạt cực tiểu, suy ra: R R r 2  x max x x 1,5 Rx 4 a 350 Biến trở chịu được dòng điện lớn nhất là: I 0,75 A 1,1 A 0,5 3đ 1đ m 620 Vậy để đảm bảo biến trở không bị cháy, ta mắc A B mạch như hình vẽ. R 0,5 M C N M b Ta có: U AB U M UCB 55 1,1RCB . 0,25 2đ Gọi dòng điện qua MC là I1; dòng điện qua CN là I2. 0,25 2
4. Nếu: I1 = 0,75A thì I2 = 0,35A. Ký hiệu x là điện trở của MC, thì điện trở của đoạn CN là (620 – x) I 620 x 0,75 0,25 Ta có: 1 x 197,3  . I2 x 0,35 197,3 620 197,3 R 134,5  UAB = 55 + 1,1.134,5 = 203 (V). BC 620 0,25 Nếu I2 = 0,75A thì I1 = 0,35A và kết quả giống như trên. 0,25 R Khi con chạy C ở giữa biến trở thì R : 2 155  . BC 2 0,25 Vậy UAB = 55 + 1,1.155 = 225 (V) 0,25 Vậy khi con chạy dịch chuyển từ giữa biến trở ra hai bên thì đảm bảo các yêu cầu. 0,25 Hiệu điện thế ở ổ cắm cho phép thay đổi trong khoảng 203V ≤ UAB ≤ 225V. 5 a M A 4đ 1đ α 0,5 N O H M1 Ta thấy MM1 vuông góc với OA 0,5 N· MO 600 NO h tan 3(m) b M A 3đ α G h 0,5 α N O H M1 Để mắt người đó nhìn được ảnh chân của mình trong gương thì M1 nằm trên sàn 0,5 Gọi đoạn NO = x. x OM 0,5 Ta có: tan N· MM 1 tan x OM h tan 1,6 3 m 2,77 m 1 h 1 h MM 2h 3,2 m 1 cos 0,5 3
5. GM GM MM 2h sin sin G· OM 1 OM 1 1 1,85 m 1 1 0,5 OM1 sin 2sin 3 h x h tan 0,92 m sin 0,5 4