Đề thi học sinh giỏi vòng thị xã môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2016-2017 (Có đáp án)

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 VÒNG THỊ XÃ, NĂM HỌC: 2016-2017
Đề thi môn: Vật lý 9
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề)
________________________
Câu 1: (4điểm) Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m1 = 100g chứa m2 = 400g nước ở nhiệt độ t1 = 10oC. Người ta thả vào nhiệt lượng kế một thỏi hợp kim nhôm và thiếc có khối lượng m = 200g được nung nóng đến nhiệt độ t2 = 120oC. Nhiệt độ cân bằng của hệ thống là 14oC. Tính khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim; cho nhiệt dung riêng của nhôm, nước và thiếc lần lượt là C1 = 900 J/Kg.K; C2 = 4200 J/Kg.K; C3 = 230 J/Kg.K.
Câu 2: (4điểm) 
a. Một ô tô chuyển động trên nửa đoạn đường đầu với vận tốc 60km/h. Phần còn lại chuyển động với vận tốc 15km/h nửa thời gian đầu và 45km/h trong nửa thời gian sau. Tìm vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường.
b. Một chiếc thuyền khi xuôi dòng mất thời gian t1, ngược dòng mất thời gian t2. Hỏi nếu thuyền trôi theo dòng nước trên quãng đường trên sẽ mất thời gian bao nhiêu?
Câu 3: (4điểm) Hai điện trở R1 và R2 mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 24V, nếu mắc vôn kế có điện trở RV vào hai đầu R1 thì nó chỉ U1 = 6V, nếu mắc vôn kế vào hai đầu R2 thì nó chỉ U2 = 10V.
a. Tính tỉ số .
b. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở khi chưa mắc vôn kế.
Câu 4: (4điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Cho biết: R1 = 1Ω, R2 = 2Ω, R3 = 3Ω, R4 = 5Ω, R5 = 0,5Ω, dây dẫn và khóa K có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là UAB = 20V. Hãy tính điện trở tương đương của toàn mạch và cường độ dòng điện qua các điển trở trong các trường hợp sau: 
a. Khóa K đang mở.
b. Khóa K đang đóng. 
 K R3
 R2
A R5 B
 R1 R4
Câu 5: (4điểm) Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương.
a. Hãy vẽ hình và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ lần lượt qua G1, G2 rồi quay trở lại S.
b. Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S.
HẾT
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 VÒNG THỊ XÃ, NĂM HỌC: 2016-2017
Hướng dẫn chấm môn: Vật lý 9
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề)
________________________
Câu 1: (4điểm) 
Gọi m3, m4 là khối lượng nhôm và thiếc có trong hợp kim.
Ta có: m3 + m4 = 200g = 0,2 Kg (1)
Nhiệt lượng do hợp kim tỏa ra để giảm nhiệt độ từ t2 = 120oC xuống t3 = 14oC là:	
Q = (m3C1 + m4C4). (t2 – t3)
Q = 106. (900. m3+ 230. m4)
Q = 10600. (9. m3+ 2,3. m4) 	(0,5điểm)
Nhiệt lượng của nhiệt lượng kế và nước thu vào để tăng đến t3 = 14oC
Q’ = (m1C1 + m2C2). (t3 – t1)
Q’ = (0,1 . 900 + 0,4. 4200). (14 – 10)
Q’ = 7080 J	(0,5điểm)
Nhiệt lượng nhiệt lượng kế và nước thu vào bằng nhiệt lượng hợp kim tỏa ra.
Do đó Q = Q’ hay 10600 . (9 . m3 + 2,3 . m4) = 7080 
Suy ra: 9. m3 + 2,3. m4 = 708: 1060 (2) 	(0,5điểm)
(1) => m4 = 0,2 – m3; Thay vào (2) ta được:
9. m3 + 2,3. (0,2 – m3) = 708: 1060
9. m3 + 0,46 – (2,3. m3) = 708: 1060 
Suy ra: 6,7. m3 = 708: 1060 - 0,46 = 0,2079 	(0,5điểm)
Suy ra: m3 == 0,031 Kg = 31(g)	(1điểm)
Suy ra: m4 = 0,2 – 0,031 = 0,169 Kg = 169(g)	(1điểm)
Câu 2: (4điểm) 
a. Gọi cả quãng đường là S, S >0. 
Nửa quãng đường đầu là S1 = , quãng đường sau là S2 = 	(0,25điểm) 
Thời gian đi nửa đoạn đường đầu là: t1 = = = (h)	(0,25điểm)
Gọi thời gian đi hết quãng đường còn lại là: t2
Quãng đường đi được trong nửa thời gian đầu và nửa thời gian sau của t2 là:
S’1 = = = 7,5t2 	(0,25điểm)
S’2 = = = 22,5t2 	(0,25điểm)
Mà S’1 + S’2 = . Hay: 7,5t2 + 22,5t2 = 	(0,25điểm)
Û 30t2 = Û t2 = (h) 	(0,25điểm)
Vận tốc trung bình trên cả đoạn đường là: 
v = = = = 40(km/h) 	(0,5điểm)
b. Gọi S là quãng đường, v1, v2 là vận tốc của thuyền đối với nước và của nước đối với bờ.	(0,5điểm)
Ta có: Khi xuôi dòng: v1 + v2 = (1)	(0,25điểm)
Khi ngược dòng: v1 – v2 = (2) 	(0,25điểm)
Từ (1) và (2) suy ra: v1 = 	(0,5điểm) 
Khi trôi theo dòng nước, thuyền mất thời gian: 	(0,5điểm)
Câu 3: (4điểm) 
a. Gọi RV là điện trở của vôn kế.
Khi (R1// RV) nt R2, ta có: 	(0,25điểm)
Mà: 	(0,25điểm)
Hay: 	(0,25điểm)
Suy ra: RV = (1) 	(0,25điểm)
Khi (R2// RV) nt R1, ta có: =	(0,5điểm)
Thực hiện tương tự, ta có: RV = (2) 	(0,5điểm)
Từ (1) và (2 ) ta được: 3R1 – R2 = 1,4R2 – R1 	(0,5điểm)
 	(0,5điểm)
b. Gọi U’1, U’2 là hiệu điện thế giữa hai đầu R1, R2. Ta có:
U’1 = U. 	(0,5điểm)
U’2 = U – U’1= 24 – 9 = 15(V) 	(0,5điểm)
Câu 4: (4điểm) 
a. Khi khóa K mở, mạch điện vẽ như hình
 R2 R3
 A R1 	R4	R5 B
Điện trở tương đương của mạch AB là: 
Ta có: R2,3 = R2 + R3 = 2 + 3 = 5 (Ω); 	(0,25điểm)
R2,3 – 4 = = = 2,5 (Ω)	 	(0,25điểm)
RAB = R23 - 4 + R1 + R5 = 2,5 + 1 + 0,5 = 4( Ω)	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua mạch chính là: 
I = = 5 (A)	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua qua R1 và R5 là
Ta có: I1 = I5 = I23-4 = I = 5 (A).	 	(0,25điểm)
Hiệu điện thế qua điện trở R23 – 4 là:
 U23-4 = I23-4.R23-4 = 5.2,5 = 12, 5 (V) 	 	(0,25điểm)
Mà: U23 = U4 = U23-4 = 12,5 (V) (Do R4 // R23)
Cường độ dòng điện giữa hai điện trở 2 và 3 là:
 I23 = I2 = I3 = = 2,5 (A)	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua R4 là 
I4 = I1 – I23 = 5 – 2,5 = 2,5 (A)	 	(0,25điểm)
Vậy: RAB = 4 (Ω)
I = I1 = I5 = 5 (A)
I23 = I2 = I3 = 2,5 (A)
I4 = 2,5 (A)
b. Đóng khóa K, mạch điện như hình:
 D
 R3
 A R2 B 
 R5 
 R1 C R4
Chập hai điểm A và D lại rồi thực hiện các bước vẽ lại mạch như bài trên ta vẽ được mạch sau:
 R1
 	E
 A C 	B
 D R2 R4 R5
	R3
Điện trở tương đương của đoạn mạch là:
Ta có: R12 = (Ω 	
 R12-4 =R12 +R4 = + 5 = (Ω) 	(0,25điểm)
RAE = (Ω).	 	
 RAB = RAE + R5 = + 0,5 = (Ω)	 	(0,25điểm)
Dòng điện qua mạch chính: I = = 8,125 (A)	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua R5 là: I5 = IAE = I = 8,125 (A)	 	
Hiệu điện thế giữa hai điểm A,E là
 UAE =IAE .RAE =8,125. = 15,9375 V = U3 = U12-4	 	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng dòng điện qua R3: I3 = = 5,3125 (A)	 (0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua đoạn R12-4 là: 
I12-4 = I – I3 = 8,125 – 5,3125 = 2,8125 (A)
Cường độ dòng điện qua R4:
 I 12=I4 = 2,8125 (A)	 	(0,25điểm)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A, C:
UAC = U12 = I12.R12 = I4.R12 = 2,8125. = 1,875 (V)	 	(0,25điểm)
Cường độ dòng điện qua R1: I1 = = 1,875 (A)	 	
Cường độ dòng điện qua R2: I2 =I12 – I1 = 2,8125 - 1,875 = 0,9375 (A)	(0,25điểm)
Vậy: RAB = (Ω)
I = I5 = 8,125(A)
Câu 5: (4điểm) 
a. Cách vẽ: (2điểm)
+ Lấy S1 đối xứng với S qua G1.
+ Lấy S2 đối xứng với S qua G2.
+ Nối S1 và S2 cắt G1 tại I cắt G2 tại J.
+ Nối S, I, J, S và đánh hướng đi ta được tia sáng cần vẽ. 
b. (2điểm)
- Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K. 
- Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông và và có góc = 600	(0,5điểm)
- Do đó góc còn lại = 1200.
- Trong JKI có: + = 600. 	(0,5điểm)
- Mà các cặp góc tới và góc phản xạ =; = 
 + + + = 1200	(0,5điểm)
Xét SJI có tổng 2 góc: + = 1200 = 600
Do vậy: = 1200 (Do kề bù với )	(0,5điểm)