Đề thi chọn học sinh giỏi Thành phố môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 (Có đáp án)

MÃ KÍ HIỆU
[*****]
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
Lớp 9 – Năm học 2015-2016
MÔN VẬT LÝ 9
Thời gian: 150 phút 
(Đề thi gồm 10 câu, 2 trang)
Câu 1 (1 điểm). Một chiếc thuyền bơi từ bến A đến bến B ở cùng một bên bờ sông với vận tốc đối với nước là v1 = 3km/h. Cùng lúc đó một ca nô chạy từ bến B theo hướng đến bến A với vận tốc đối với nước là v2 = 10km/h. Trong thời gian thuyền đi từ A đến B thì ca nô kịp đi được 4 lần quãng đường đó và về đến B cùng một lúc với thuyền. Hãy xác định:
Hướng và độ lớn vận tốc của nước sông. 
Câu 2 (1 điểm). Hai bình hình trụ có đáy nằm cùng trên một mặt phẳng và thông đáy nhờ một ống nhỏ nằm ngang cách đáy một khoảng a=12cm (hình bên).Tiết diện của hình bên trái lần lượt là S1=180cm2, S2=60cm2. Hãy xác định áp suất chất lỏng ( nước) gây ra tại đáy của mỗi bình khi đổ vào bình bên trái 3 lít nước.	
Câu 3 (1 điểm). Một bình hình trụ có bán kính đáy R= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t= 20c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R= 10cm ở nhiệt độ t= 40c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước D= 1000kg/m và của nhôm D= 2700kg/m, nhiệt dung riêng của nước C= 4200J/kg.K và của nhôm C= 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.
Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.
Câu 4 (1 điểm). Có một số chai sữa hoàn toàn giống nhau đều ở nhiệt độ t. Người ta thả từng chai vào một bình cách nhiệt chứa nước, sau khi cân bằng nhiệt lấy ra rồi thả tiếp chai khác vào. Nhiệt độ nước trong bình là t0=360C. Chai thứ nhất lấy ra có nhiệt độ là t1=330C, chai thứ hai lấy ra có nhiệt độ t2=30,50C. Bỏ qua sự hao phí nhiệt.
Tìm tx.
 S
Câu 5 (1 điểm). Chiếu một tia sáng SI vào gương G. a
Nếu quay tia này đi xung quanh điểm S một góc a 
thì tia phản xạ quay một góc bao nhiêu? I K
Câu 6(1 điểm). Chùm tia sáng Mặt trời chiếu 
xuống một gương phẳng G đặt nằm ngang trên 
mặt đất, chùm tia phản xạ hắt lên bức tường T. B
Trên mặt gương có đặt vật AB thẳng đứng có chiều h. G A 
Tìm chiều cao của bóng AB trên bức tường.
P
A
U
C
K
Đ
RX
N
M
R2
R1
Câu 7 (1 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có hiệu điện thế không đổi là 21V; R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở không đổi RĐ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể.
Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2. 
Câu 8 (1 điểm). Cho mạch điện như hình bên. Đ1 C Đ2
Cho biết Đ1: 6V-6W; Đ2:12V-6W; Đ3: 1,5W. 
Khi mắc vào hai điểm A,B một hiệu điện thế U A Đ3 B
thì các đèn sáng bình thường. Hãy xác định hiệu 
điện thế định mức của các đèn còn lại. Đ4 D Đ5
Câu 9 (1 điểm). Một vật bằng đồng trong rỗng, thả vào cốc nước thì chìm hãy xác định thể tích phần rỗng.
Câu 10 (1 điểm). Trên trần nhà có treo đèn ống dài 1,2m.Một học sinh muốn đo chiều cao trần nhà mà không có thang. Trong tay chỉ có cái thước dài 20cm và một tấm bìa. Hỏi bằng cách nào xác định được chiều cao của trần nhà.
--------------HẾT--------------
MÃ KÝ HIỆU
[*****]
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG THÀNH PHỐ
Lớp 9 – Năm học 2015-2016
MÔN VẬT LÝ 9
Thời gian: 150 phút 
(Hướng dẫn chấm gồm 3 trang)
Câu
Đáp án
Điểm
1
Gọi khoảng cách giữa hai bến sông là S = AB, giả sử nước chảy từ A đến B với vận tốc u ( u < 3km/h )
0,25
- Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: t1 = 
- Thời gian chuyển động của ca nô là: t2 = 

0,25
Theo bài ra: t1 = t2 = 
Hay: = (1)
Giải phương trình (1) ta được: u - 0,506 km/h

0,5
0,25
Vậy nước sông chảy theo hướng BA với vận tốc gần bằng 0,506 km/h
0,25
2
Vận tốc v1 của thang cuốn là v1=s/t1 với t1=1ph
Vận tốc của người khách so với thang là v2=s/t2
Vận tốc của người khách so với tầng trệt là v=v1+v2=s/t với t=2/3ph
Vậy s/t=s/t1+ s/t2=> 1/t=1/t1+1/t2 hay t2=2ph
0,25
0,25
0,25
0,25
3
Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt

- Khối lượng của nước trong bình là:
m= V.D= (R.R- .R).D 10,467 (kg). 

0,25
- Khối lượng của quả cầu là: m= V.D= R.D= 11,304 (kg).
0,25
- Phương trình cân bằng nhiệt: cm( t - t ) = cm( t- t )
Suy ra: t = = 23,7c. 
0,25
0,25
4
Đặt m là khối lượng của một chai và M là khối lượng nước của bình cách nhiệt; C và C’ là nhiệt rung riêng của sữa và của nước.
Khi lấy chai thứ nhất thì nhiệt độ chung của sữa và nước là t1:
mC(t1-t)=MC’(t0-t1) => mC(33- t)=MC’(36-33) (1)
Khi lấy chai thứ hai thì nhiệt độ chung của bình sữa và nước là t2, ta có
mC(t2-t1)=MC’((t1-t2) => mC(30,5-t)=MC’(33-30,5) (2)
Chia (1) cho (2) ta được:
0,25
0,25
0,25
 0,25
5
Vẽ hình
Vì ảnh và vật đối xứng qua gương S
nên hai tam giác SIK và S’IK bằng nhau
do đó góc SIK =S’IK=a
Vậy nếu quay tia tới xung quanh S một góc a I K
Thì tia phản xạ cũng quay góc a
 S’

0,25
0,5
0,25
6
Vẽ hình
A’ là ảnh của A nên đối xứng M
với A qua gương.
MN là chiều cao của bóng AB A
trên tường. N
Tứ giác AA’NM là hình bình B
hành nên MN=AA”
 = 2h A’
0,25
0,25
0,25
0.25
7
Khi K đóng và con chạy ở đầu N thì toàn bộ biến trở MN mắc song song với ampe kế. Khi đó mạch điện trở thành: (R2 // Đ) nt R1
Lúc này ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính

0,25
R2
P
C
U
Đ
RX
N
M
R-RX
R1
 (1)
0,25
Mặt khác: (2)
0,25
Từ (1) và (2) giải ra: R2 = 4,5Ω
0,25
8
Do các đèn sáng bình thường nên Đ1 C Đ2
I1=P1/U1=1A; I2=P2/U2=0,5A
Vì I1>I2 nên dòng qua đèn 3 A Đ3 B
chạy từ C=>D 
nên I3=I1-I2= 0,5A Đ4 D Đ5
hiệu điện thế định mức Đ3 U3=P3/I3=3V
mặt khác: UAB=UAC+UCB=6+12=18V
 UAD=UAC+UCD=6+3=9V
Vậy U4=9V; U5=9V

0,25
0,25
0,25
0,25
9
Treo vật vào lực kế, xác định P vật.
Gọi V, V0 là thể tích toàn phần và thể tích phần rỗng, ta có
P=10m=D(V-V0).10 (1)
Nhúng vật vào nước thì lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật
FA=VD0.10
Số chỉ lực kế: P’=P-FA=> FA=P-P’
Suy ra V=FA/(D0.10)=(P-P0)/(D0.10)
Thay vào (1) ta được 
V0=V-P/(D10)=1/10*(P/D0-P/D-P’/D0)

0,25
0,25
0,25
0,25
10
Đục một lỗ nhỏ trên tấm bìa, đặt song song với sàn nhà h<20cm sao cho lỗ nhỏ nằm ngay dưới đèn( trên đường thẳng qua đèn). 
Trên tấm bìa có một vệt sáng. Đo chiều dài l của vệt sáng. 
Xác định chiều cao của trần: H:h=L:l
L: chiều dài đèn; H chiều cao từ tấm bìa đến trần, h: chiều cao tấm bìa đến sàn
0,25
0,25
0,25
0,25

--------------HẾT--------------
Lưu kiếm, ngày 16 tháng 1 năm 2016
Người ra đề
(ký, ghi rõ họ tên)
Người thẩm định
(ký, ghi rõ họ tên)
BGH nhà trường
(ký tên, đóng dấu)