Đề thi chọn học sinh giỏi vòng 2 môn Vật lý Lớp 9 - Năm 2015-2016 - Phòng GD&ĐT Huyện Hằng Hóa (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT
HUYỆN HOẰNG HÓA 
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 VÒNG 2
NĂM HỌC 2015-2016
MÔN THI: VẬT LÝ 
Ngày thi: 01/12/2015
Thời gian: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề)

Câu 1: (2điểm) Hà có việc cần đi vội ra ga. Hà có thể đi bộ với vận tốc 6km/h hoặc cũng có thể chờ 24 phút nữa thì sẽ có xe buýt đến ngay trước cửa nhà mình, đi đến ga với vận tốc 30km/h. Hỏi Hà nên chọn cách nào để đi đến ga sớm hơn ?(bỏ qua thời gian lên và xuống xe)
Câu 2: (4điểm) Trong 3 bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau và có cùng nhiệt độ ban đầu. Đốt nóng một thỏi kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Hỏi nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C? (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường )
Câu 3: (3điểm) 
U
r
R2
R1
A
+
_
B
Một vật có khối lượng M = 5g, thể tích V = 10cm3 nối với một hòn bi thép bằng một sợi dây nhẹ không dãn, thả vào một cốc nước đủ sâu. Khi cân bằng thể tích vật nổi trên mặt nước. Tính khối lượng hòn bi thép. Biết khối lượng riêng của nước và thép lần lượt là Dn = 1000kg/m3 và
 Dth = 7800kg/m3.
 Câu 4: (5 điểm) 
1.Cho mạch điện như hình vẽ. Biết r = 3, R1, R2 là một biến trở.
 a. Điều chỉnh biến trở R2 để cho công suất trên nó là lớn nhất,
khi đó công suất trên R2 bằng 3 lần công suất trên R1. Tìm R1?
b. Thay R2 bằng một bóng đèn thì đèn sáng bình thường, khi đó công suất trên 
đoạn mạch AB là lớn nhất. Tính công suất và hiệu điện thế định mức của đèn? Biết U =12V.
2.Một bếp điện gồm hai điện trở R1,R2 trên cùng một hiệu điện thế , nếu dùng R1 thì nước trong ấm sôi sau 15 phút .Dùng R2 mất thời gian 30 phút thì nước trong ấm sôi .Nước trong ấm sẽ sôi sau bao lâu nếu 2 điện trở mắc :
a, R1 song song R2
b, R1 nối tiếp R2 
Coi điện trở không thay đổi theo nhiệt độ .
Câu 5: (4điểm)Hai gương phẳng AB và CD đặt song song cách nhau một đoạn a = 10 cm và có mặt phản xạ hướng vào nhau. Điểm sáng S đặt cách đều hai gương, mắt người quan sát đặt tại M cách đều hai gương như hình vẽ . Biết AB = CD = 70 cm, 
SM = 80 cm. 
1.Vẽ đường đi của tia sáng từ S đến M sau khi phản xạ trên gương AB hai lần và trên gương CD một lần? Nêu cách vẽ? 
2.Xác định số ảnh của S mà mắt người quan sát thấy được?
Câu 6: (2điểm) Cho các linh kiện, thiết bị: một điện trở có giá trị đã biết, một biến trở có điện trở phân bố đều theo chiều dài, một điện trở , một ampe kế có điện trở, một nguồn điện (chưa biết hiệu điện thế), dây dẫn, một thước đo chiều dài. Hãy nêu một phương án thí nghiệm để xác định giá trị của điện trở Rx.
Hết
Họ tên thí sinh:  Số báo danh: .
Giám thị coi thi không giải thích gì thêm.
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 VÒNG 2
MÔN : VẬT LÝ
CÂU
NỘI DUNG
ĐIỂM
Câu 1
(2điểm)
Gọi khoảng cách từ nhà Hà đến ga là s (s>0)
- Nếu đi bộ, Hà sẽ đến ga sau một thời gian : t1 = s/6
- Nếu chờ đi xe buýt, Hà sẽ đến ga sau thời gian : t2 = ( 24/60 ) + ( s/30 )
- Để so sánh t1 và t2 , ta xét hiệu: t = t1 – t2 = s/6 – ( 24/60 + s/30 ) 
 = 2s/15 – 0,4 
- Ta thấy:
+Nếu t > 0 (tức t1 > t2 ) s > 3 km. Tức là nếu nhà xa ga hơn 3km thì nên chờ xe buýt sẽ đến ga sớm hơn.
 + Nếu t<0 s < 3 km. Tức là nếu nhà gần ga hơn 3km thì nên đi bộ ngay sẽ đến ga sớm hơn.
+Nếu t=0 s=3 km.Khi đó thời gian đi trong 2 trường hợp là như nhau

0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25

Câu 2
(4điểm)
Gọi nhiệt độ ban đầu của dầu trong 3 bình là t0 ; nhiệt dung của bình dầu là c1 và của khối kim loại là c2 ; độ tăng nhiệt độ của bình 3 là x. Khối lượng dầu m1 , khối lượng kim loại m2
Sau khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt độ của bình dầu 1 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 20.
Sau khi thả khối kim loại vào bình 2 thì nhiệt độ của bình dầu 2 khi cân bằng nhiệt là: t0 + 5.
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 2 là:
  m1c1.5 = m2c2.[( t0 + 20) – (t0 + 5)] = m2c2.15              (1)
Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 3 là:
  m1c1x = m2c2.[(t0 + 5) – ( t0 + x) ]  = m2 c2.(5 – x) (2)
Chia vế với vế của (1) và (2) ta được:
 = ⇒x=1,250C
Vậy độ tăng nhiệt độ của bình 3 là:  1,250C

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
0,5
Câu 3
(3điểm)
Gọi m là khối lượng hòn bi thép.(m>0)
Xét hệ vật và hòn bi thép.
Khi hệ cân bằng ta có:
10(M + m) = 10Dn(V +)
0,25
0,25
1,0
1,5
Câu 4
(5điểm)
1.(3đ)
a,Điện trở toàn mạch: R= r + RAB = r + 
U
r
R2
R1
A
+
_
B
- Dòng điện mạch chính: I=
Từ hình vẽ ta có: U2= UAB=I.RAB= 
- Công suất trên R2 : P2= = 
Vận dụng bất đẳng thức côsi ta có:
	P2 = 
Vậy P2max = Khi R2(r +R1) = rR1 => R2 = 	(1)
Mặt khác theo bài ra ta có: = =>.= 
	 => = => R1=3R2	(2)
Từ (1) và (2) Giải ra ta có: R2= 2; R1= 6
b. Thay R2 bằng đèn. Từ sơ đồ mạch điện ta có:
Cường độ dòng điện mạch chính . I =
Công suất trên AB: PAB= I2.RAB => PAB= 	=> PABmax= Khi r=RAB = 3
Mặt khác RAB= = 3 => =3 => Rđ = 6
Do Rđ = R1 => Pđ=P1===3W
Mặt khác vì RAB= r => Ud=UAB==6V
2.(2đ)
 Ta có Q = P.t = t (1)
Trong đó Q là nhiệt lượng cần để đun nước sôi ,R là điện trở ,t là thời gian đun sôi nước , U là hiệu điện thế hai đầu điện trở R.
Khi dùng R1 thì Q = t1 =>= (2)
Khi dùng R2 thì Q = t2 =>= (3)
a, Khi R1// R2 thì Q = t =>= = U2 ((4)
Từ (2), (3) và (4) ta có : 
 + = U2 ( = => = (5)
Thay số. = = => t = 10 phút,
b, R1 nt R2 thì R = R1 + R2
Từ (1) Ta có R = t; R1 = t1 ; R2 = t2
Thay vào (6) t = t1 + t2 => t = t1 + t2
Thay số t = 15 + 30 = 45 phút.

0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

Câu 5
(4điểm)

S3
S1
S
S2
M
B
K
A
C
D
I2
I1
a,(2đ)
- Vẽ đúng hình
Nêu cách vẽ:
Lấy S1 đối xứng với S qua AB
Lấy S2 đối xứng với S1 qua CD
Lấy S3 đối xứng với S2 qua AB
Nối S3 với M cắt AB ở K
Nối S2 với K cắt CD ở I2
Nối S1 với I2 cắt AB ở I1
Nối S , I1 , I2 , K , M ta được đường đi của tia sáng từ S tới M sau khi phản xạ trên gương AB hai lần và trên gương CD một lần.
Giải thích được đường đi của tia sáng : SI1I2KM 
Sn
S1
S2
S
M
K
B
A
D
C
b,(2đ) 
a .Xét ánh sáng đi từ S tới AB trước ta có sự tạo ảnh như sau: 
S	S1	S2	S3  Sn 
Ta có:SS1 = a
 SS2 = 2a	 
 SS3 = 3a	 
 .	
 SSn = na	 
Mắt nhìn thấy ảnh Sn khi ánh sáng phản xạ trên AB 
tại K đi vào mắt và AK AB.
SnSM Sn AK
 suy ra n = 4
 Xét ánh sáng đi từ S tới CD trước ta có kết quả tương tự.
 Vậy mắt đặt tại M nhìn thấy 2n = 8 ảnh của S	

1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
Câu6
(2điểm)
-Thiết kế được mạch điện là mạch cầu như hình vẽ.
R0
Rx
R1
R2
A
Giải thích . 
Điều chỉnh con chạy của biến trở tới vị trí ampe kế chỉ số 0 và đo chiều dài của hai phần biến trở R1 và R2 là và ta có:
 ® 
1,0
0,5
0,5

 ( Học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa)