Đề thi học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 - Phòng GD&ĐT Huyện Đông Sơn (Có đáp án)

GIỚI THIỆU ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH MÔN VẬT LÝ 9
Đơn vị: Huyện Đông Sơn
I. ĐỀ BÀI:
Câu 1(4điểm): Ba người đi xe đạp đều xuất phát từ A đi về B. Người thứ nhất đi với vận tốc v1 = 8km/h. Sau 15phút thì người thứ hai xuất phát với vận tốc là v2 = 12km/h. Người thứ ba đi sau người thứ hai 30 phút. Sau khi gặp người thứ nhất, người thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ ở cách đều người thứ nhất và người thứ hai. Tìm vận tốc của người thứ ba. 
Câu 2(4điểm): Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t0. Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 50C. Lần thứ hai, đổ thêm một ca nước nóng như trên vào thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 30C nữa. Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa ?
Câu 3(4điểm): Hai điểm sáng S1 và S2 nằm trên trục chính và ở hai bên thấu kính hội tụ cách thấu kính lần lượt là 6cm và 12cm. Khi đó ảnh của S1và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau. 
 a) Vẽ hình và giải thích sự tạo thành ảnh trên.
 b) Từ hình vẽ hãy tính tiêu cự của thấu kính.
R1
+
-
B
M
N
C
A
Câu 4(3,5điểm): Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. 
Thanh kim loại MN đồng chất, tiết diện đều, có điện trở
 R =16, có chiều dài L. Con chạy C chia thanh MN
 thành 2 phần, đoạn MC có chiều dài là a,đặt x = . 
Biết R1= 2, hiệu điện thế UAB = 12V không đổi. 
Biết điện trở của các dây nối không đáng kể.
 a) Tìm biểu thức cường độ dòng điện I chạy qua R1 theo x. Với các giá trị nào của x thì I đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất. Tìm các giá trị đó?
 b) Tìm biểu thức công suất toả nhiệt P trên thanh MN theo x. Với giá trị nào của x thì P đạt giá trị lớn nhất?
Câu 5(3điểm): Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở của một ampe kế. Dụng cụ gồm: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn R0, hai công tắc điện K1 và K2, một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể. 
 (Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn)
Câu 6(1,5điểm): Một máy biến thế đang hoạt động ở chế độ hạ thế. Hiệu điện thế của nguồn là U1 không đổi. Ban đầu, các cuộn sơ cấp và thứ cấp có số vòng dây là N1 và N2. Người ta giảm bớt cùng một số vòng dây n ở cả hai cuộn (n<N1; N2). Hỏi hiệu điện thế ở cuộn thứ cấp sẽ tăng hay giảm so với lúc đầu?
	 II. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH MÔN VẬT LÝ 9:
CÂU 
NỘI DUNG
ĐIỂM
Câu 1
(4 điểm)
Người thứ hai xuất phát trước người thứ ba là: 30 phút = 0,5 h
Người thứ nhất xuất phát trước người thứ ba là: 
15 phút + 30 phút = 45 phút = 0,75 h
0,5đ
 - Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất đã đi được quãng đường là:
 S0 = v1.t0 = 8. 0,75 = 6(km)
0.5đ
- Thời gian người thứ ba đi đến gặp người thứ nhất: t = 

0.5đ
- Khi người thứ ba ở giữa hai người thì:
+ Người thứ ba đi được quãng đường là: 
 l3 = v3.t3 = v3.(t + 0,5) = v3.( + 0,5)

0.5đ
+ Người thứ hai đi được quãng đường là: 
 l2 = v2.t2 = v2.(t + 0,5 + 0,5) = 12.( + 1)
0.5đ
+ Người thứ nhất đi được quãng đường là: 
 l1 = v1.t1 = v1.(t + 0,5 + 0,75) = 8.( + 1,25)

0.5đ
3
1
2
A
l1
Ta có sơ đồ: 
l3
l2
Theo dề bài ta có: l3 - l1 = l2 - l3 => l2 + l1 = 2.l3 

0.5đ
 + 22 = + v3 v32 -18.v3 + 56 = 0 
 v3 = 14km/h (loại v3 = 4km/h, vì v3 < v1 < v2 vô lí) 

0.5đ

 Câu 2
(4 điểm)
Gọi: qK là nhiệt dung của nhiệt lượng kế.
 qC là nhiệt dung của một ca nước nóng, t là nhiệt độ của nước nóng.

0,5đ
 - Khi đổ một ca nước nóng lần 1: (1) 
0,5đ
- Khi đổ thêm 1 ca nước nóng lần hai:
 (2)

0,5đ
- Khi đổ thêm 5 ca nước nóng lần ba: (3)
0,5đ
- Từ (1) và (2) ta có : (3’) 
0,5đ
- Từ (2) và (3) ta có : (4) 
0,5đ
- Thay (3’) vào (4) ta có : 
0,5đ
 6 0C
0,5đ

Câu 3
(4 điểm)
a, (1,5điểm) 
1đ
Giải thích :
- Hai ảnh của S1 và của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải có một ảnh thật và một ảnh ảo.

0,25đ
- Vì S1O < S2O S1 nằm trong khoảng tiêu cự và cho ảnh ảo; S2 nằm ngoài khoảng tiêu cự và cho ảnh thật.
0,25đ
b, 2,5điểm) 
- Gọi S’ là ảnh của S1 và S2. Ta có :
0,5đ
 = (1) 

0,75đ
 - Vì , tương tự ta có : 
 - 
 (2)

0,75đ
Từ (1) và (2) ta có : f = 8 (cm)
0,5đ

Câu 4
(3,5điểm)
 R1
 RMC
 RCN
 A
 B
a) (2điểm) Vẽ lại mạch điện
+ Phần biến trở giữa M và C; giữa C và N: 
 RMC= R = Rx; RCN= R= R(1-x)

0,5đ
+ Điện trở tương đương của RMC và RCN là R0= R(1-x)x
+ Điện trở toàn mạch Rtm= R0+R1= R1 + R(1-x)x (1)
0,5đ
+ Cường độ dòng điện qua R1 là 
 I = 0 x1 (2)

0,25đ
* Vì U không đổi nên từ (2) ta thấy :
+ I đạt giá trị cực đại khi mẫu số nhỏ nhất x = 0 ; x = 1 
 => Imax= 6(A)

0,25đ
+ I đạt giá trị cực tiểu khi mẫu số đạt giá trị cực đại: 
 R1 + R(1-x)x = 2+16x-16x2 có giá lớn nhất
(Hàm bậc 2 có hệ số a âm nên nó có giá trị cực đại khi x= -b/2a=1/2) 
 => Imin= 2 (A)

0,5đ
b)(1,5điểm)
+ Công suất toả nhiệt trên thanh MN 
 P = I2R0 = (3)

0,5đ
+ Biến đổi biểu thức (3) ta có: 
 P = (4)

0,5đ
+ Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho mẫu số của biểu thức (4) ta có:
 Pmax khi R1= R(1 - x)x (5) 
+ Thay số và giải phương trình (5) ta có : x0,85 hoặc x0,15

0,5đ

Câu 5
(3điểm)
- Bố trí mạch điện như hình vẽ:
1đ
- Bước 1: chỉ đóng K1 : số chỉ ampekế là I1 
 Ta có: U = I1.(RA + R0) (1)
0,5đ
- Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để am pe kế chỉ I1. Khi đó phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0.
0,5đ
- Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số chỉ ampekế là I2. Ta có: U = I2.(RA + R0/2) (2)
0,5đ
- Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được: .	
0,5đ
Câu 6
(1,5điểm)
- Máy hạ thế có N2 < N1, ban đầu có: 
- Sau khi giảm bớt cùng số vòng dây n ở cả hai cuộn dây:
0,5đ
- Lập tỷ số: 

 0,5đ
- Vì: N2 < N1 nên 
Tức là hiệu điện thế trên cuộn thứ cấp giảm so với lúc đầu.

0,5đ

 MA TRẬN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH MÔN VẬT LÍ LỚP 9
Tên Cấp độ 
chủ đề
Vận dụng
Cộng
Cấp độ thấp
Cấp độ cao
Cơ học
Chuyển động cơ học


Số câu hỏi ;
Số điểm ; 
 Tỉ lệ
Số câu hỏi: 1(Câu 1)
 Số điểm: 4 
 Tỉ lệ: 20% 

Số câu hỏi: 1 
 Số điểm: 4 
Tỉ lệ:20% 
Nhiệt học

Phương trình cân bằng nhiệt

Số câu hỏi ;
Số điểm ; 
Tỉ lệ
 
Số câu hỏi: 1(Câu 2) 
 Số điểm: 4 
 Tỉ lệ: 20% 
Số câu hỏi: 1 
 Số điểm: 4 
 Tỉ lệ: 20% 
Quang học 
Thấu kính
Thấu kính

Số câu hỏi ;
Số điểm ;
 Tỉ lệ
Số câu hỏi: 0,5 (Câu 3b) 
 Số điểm: 1,5
Tỉ lệ: 7,5% 
Số câu hỏi: 0,5(Câu 3a) 
Số điểm: 2,5 
Tỉ lệ: 12,5% 
Số câu hỏi: 1 
 Số điểm: 4 
Tỉ lệ: 20% 
Điện và từ 
Máy biến thế
Dòng điện không đổi

Số câu hỏi ;
Số điểm ; 
Tỉ lệ
Số câu hỏi: 1 (Câu 6) 
 Số điểm: 1,5 
Tỉ lệ: 7,5% 
Số câu hỏi: 1 (Câu 4a,b)
 Số điểm: 3,5 
Tỉ lệ: 17,5% 
Số câu hỏi: 2 
 Số điểm: 5 
 Tỉ lệ: 25% 
Phương án thực hành 
(Mắc mạch điện để đo một đại lượng)
Vận dụng định luật ôm để thiết kế mạch điện, tính toán xác định một đại lượng.


Số câu hỏi ;
Số điểm ; 
Tỉ lệ
Số câu hỏi: 1 (Câu 5) 
 Số điểm: 3;
Tỉ lệ: 15% 

Số câu hỏi: 1 
 Sốđiểm: 3 
 Tỉ lệ: 15% 
TS câu hỏi ;
TS điểm ; 
Tỉ lệ:
TS câu hỏi: 3,5
TS điểm: 10; 
Tỉ lệ: 50%
TS câu hỏi: 2,5
TS điểm: 10; 
Tỉ lệ: 50%
Số câu hỏi: 6 
 Số điểm: 20 
 Tỉ lệ: 100%