Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2019-2020 - Nguyễn Xuân Nam (Có đáp án)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TÂN PHÚ
THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2019 – 2020
Môn: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: ..
MA TRẬN ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN (ĐỀ XUẤT)
I. Phạm vi kiến thức: 
Chương trình Vật Lí THCS gồm các chủ đề: cơ, nhiệt, quang, điện. Giới hạn đến hết học kỳ I lớp 9
II. Hình thức ra đề: 100% tự luận.
III. Ma trận đề thi:
Trọng số nội dung kiểm tra theo PPCT. 
Tổng số tiết ôn tập toàn khóa 60 tiết (tính theo số tiết phân công ôn tập HSG với một môn)
Nội dung
Tổng số tiết
Lí thuyết
Số tiết thực
Trọng số
LT
VD
LT
VD
Cơ học
15
3
2,1
12,9
3,5
21,5
Nhiệt học
13
3
2,1
10,9
3,5
18,2
Quang học 
12
2
1,4
10,6
2,3
17,7
Điện học
20
5
3,5
16,5
5,8
27,5
Tổng 
60
13,0
9,1
50,9
15,2
84,8
Tính số câu hỏi cho các chủ đề
Số câu hỏi dự kiến: 6 câu
Nội dung
Trọng số
Số câu (Điểm)
LT
VD
LT (câu)
VD (câu – điểm)
 Cơ học
3,5
21,5
0,21 = 0,0 câu
1,29 = 2,0 câu= 5 điểm
Nhiệt học
3,5
18,2
0,21 = 0,0 câu
1,09 = 1,0 câu= 4 điểm
Quang học
2,3
17,7
0,14 = 0,0 câu 
1,06 = 1,0 câu = 4 điểm 
Điện học
5,8
27,5
0,35 = 0,0 câu
1,65 = 2,0 câu = 7 điểm
Tổng
100
6 câu (20 đ)
Thiết lập ma trận:
Tên chủ đề
Nhận biết
Thông hiểu 
Vận dụng
Cộng
VD thấp (cơ bản)
VD cao (nâng cao) 
1. Cơ học
Xác định được chuyển động đặt được các giá trị ẩn số thích hợp kèm theo được điều kiện (nếu có), tìm được các đại lượng từ các giá trị đã biết.
Phân tích được hợp lực tác dụng lên một hệ cơ học; điều kiện để hệ cân bằng; từ những dữ kiện cho trước, thông qua các công thức đã học để tìm ra đáp án.
Vận dụng kiến thức về Cơ học (chuyển động cơ học) để phân tích, biến đổi và giải bài tập. Tìm được các đại lượng thông qua các giả thuyết mà đề bài đã cho bằng các lập phương trình, hệ phương trình hoặc vận dụng kiến thức về số học để giải bài tập.
Số câu
1 câu 
(có thể các ý nằm ở 2 câu khác nhau)
1 câu 
(có thể các ý nằm ở 2 câu khác nhau)
2 câu
Số điểm
Tỉ lệ
2 điểm
10%
3 điểm
15%
5 điểm
25%
2. Nhiệt học
Xác định các vật trong bài, nhiệt lượng vật nào nhận vào vật nào tỏa ra; từ đó viết công thức ứng với nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra của từng vật. 
Dạng 1:
Vận dụng được các bài toán liên quan đến sự trao đổi nhiệt, phương trình cân bằng nhiệt để tính các đại lượng nhiệt học bao gồm:
+ Chưa dẫn đến sự chuyển thể.
+ Có sự chuyển thể xảy ra hoàn toàn, không hoàn toàn.
+ Trộn nhiều lần những bình chứa cùng một chất lỏng nhưng có nhiệt độ khác nhau.
Dạng 2:Học sinh xác định các đại lượng nhiệt học bằng phương pháp thực nghiệm
Dạng 3:Bài toán liên quan đến đồ thị nhiệt
Số câu
0.5 câu 
0.5 câu 
1 câu
Số điểm
Tỉ lệ
1.75 điểm
8.75%
2.25 điểm
11.25%
4 điểm
20%
3. Quang học 
Vận dụng định luật phản xạ ánh sáng, đình luật truyền thẳng của ánh sáng vẽ được đường đi của tia sáng qua mặt phẳng, từ đó tìm được ảnh của vật qua gương hay một mặt phẳng bất kỳ. Trình bày được các vẽ một cách chính xác, lý luật chặt chẽ dùng đúng thuật ngữ môn học. 
Vận dụng kiến thức về Quang học để phân tích, biến đổi và giải bài tập.
Xác định được các ảnh của vật qua hệ gương Dùng các kiến thức hình học xác định đại lượng cần tìm thông qua mối quan hệ giữa các hình trong bài
Số câu
0.5 câu
0.5 câu
1 câu
Số điểm
Tỉ lệ:
1.75 điểm
8.75%
2,25 điểm
11.25%
4 điểm
20%
4. Điện học
- Vẽ được mạch điện theo yêu cầu của đề bài giao. Hoặc từ mạch mạch điện phức tạp không tường minh, vẽ lại đoạn mạch điện đơn giản để cho tiện tính toán. 
- Xác định được sự khác nhau của mạch điện khi đóng hay mở, một hay nhiều khóa trong mạch điện.
- Tính được giá trị giá trị điện trở, cường độ dòng điện, hiệu điện thế từ những số liệu mà đầu bài cho trước; thông qua những công thức có sẵn, đã biết. 
- Từ giá trị của giá trị điện trở, cường độ dòng điện, hiệu điện thế thông qua các dấu hiệu cho trước hay lập phương trình, hệ phương trình và giải để tìm ra đáp án.
- Tìm công suất đoạn mạch (hay cường độ dòng điện) đạt giá trị cực đại (hay cực tiểu) khi thay đổi một giá trị điện trở một phần tử trong mạch điện.
Số câu 
1 câu 
1 câu 
2 câu
Số điểm
Tỉ lệ
2.5 điểm
12.5%
4.5 điểm
22.5%
7 điểm
35%
Tổng số câu
3
3
6
Tổng số điểm
8 điểm
12 điểm
20 điểm
Tỉ lệ:
40%
60%
100%
	Tổ biên tập
	Nguyễn Xuân Nam
	Vũ Đức Dương	
	Nguyễn Quang Đạo	
	Trương Thị Hằng
NAM CÁT TIÊN
Đề bài:
Câu 1 (2điểm): Một qủa cầu có trọng lượng riêng d1 = 8200N/m3, thể tích V1 = 100m3, nổi trên mặt một bình nước, người ta rót dầu vào phủ kín hoàn toàn quả cầu.
a. Tính thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu.
b. Nếu tiếp túc rót thêm dầu thì thể tích phần ngập trong nước của quả cầu có thay đổi không? Cho biết trọng lượng riêng của dầu d2 =7000N/m3, của nước d3 = 10000N/m3
Câu 2 (3điểm): Lúc 6 giờ 20 phút bạn Minh chở bạn Trang đi học bằng xe đạp, sau khi đi được 10 phút bạn Minh chợt nhớ mình bỏ quên sách ở nhà nên để bạn Trang xuống xe đi bộ còn mình quay lại lấy sách và đuổi theo bạn Trang. Biết vận tốc đi xe đạp của bạn Minh là v1 =12 km/h, vận tốc đi bộ của bạn Trang là v2 =6 km/h và hai bạn đến trường cùng lúc. Bỏ qua thời gian lên xuống xe, quay xe và lấy sách của bạn Minh. 
a. Hai bạn đến trường lúc mấy giờ và bị trễ giờ vào học bao nhiêu? Biết giờ vào học là 7 giờ. 
b. Tính quãng đường từ nhà đến trường? 
c. Để đến trường đúng giờ vào học, bạn Minh phải quay về và đuổi theo bạn Trang bằng xe đạp với vận tốc v3 bằng bao nhiêu? Khi đó hai bạn gặp nhau lúc mấy giờ? Nơi gặp nhau cách trường bao xa? Biết rằng, sau khi gặp nhau bạn Minh tiếp tục chở bạn Trang đến trường với vận tốc v3. 
Câu 3 (3điểm): Các Bác sĩ thường khuyên những người già khi bị mất ngủ: Dùng nước ấm ngâm chân trước khi ngủ là một cách tạo ra kích thích lành tính, làm hưng phấn các rễ thần kinh, giúp tăng cường trí nhớ, đem lại cảm giác thoải mái, nhẹ nhàng cho chân và não, giúp trị chứng mất ngủ và ngủ ngon hơn. Nước ngâm chân thích hợp có nhiệt độ khoảng 42 – 450C. Vậy muốn có 10 lít nước ở nhiệt độ 450C thì bác Lan và bác Nam phải lấy bao nhiêu lít nước sôi với bao nhiêu lít nước ở nhiệt độ phòng 160C.
Hình 1
Câu 4 (4điểm): Hai gương phẳng quay mặt vào nhau, tạo với nhau một góc = 1200. Một điểm sáng S nằm cách cạnh chung của hai gương một khoảng OS = 6cm.
Hình 1
a. Hãy vẽ ảnh của điểm sáng tạo bởi hai gương và xác định số ảnh tạo bởi hệ gương trên.
b. Tính khoảng cách giữa hai ảnh	
Câu 5 (2,5 điểm): Cho mạch điện như hình 2
Trong đó: R1= 2; R2=R3= 4; R4=12; R5=6; UAB=12V. Điện trở các dây nối và khóa K không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua mỗi điện trở khi:
a. K mở.
b. K đóng. 
Câu 6 (4,5điểm): Có hai bóng đèn: Một bóng 6V-6W và một bóng đèn 6V - 4W, được mắc nối tiếp vào hai điểm AB có hiệu điện thế không đổi 12V.
a. Chứng minh rằng: mắc như vậy thì một đèn sẽ sáng hơn, đèn kia sẽ tối hơn bình thường.
b. Muốn cả hai đèn sáng bình thường, người ta phải mắc thêm vào một điện trở R. Hỏi R phải bằng bao nhiêu và phải mắc như thế nào? Công suất hao phí R khi đèn sáng bình thường là bao nhiêu?
NAM CÁT TIÊN
Đáp án – Biểu điểm
Câu
Đáp án – Biểu điểm
Câu 1
(2điểm)
Bài giải
a)Gọi V2; V3 lần lượt là thể tích của quả cầu ngập trong dầu và trong nước, theo bài ra ta có: (0,25 điểm)
V1 = V2 + V3 V2 = V1 - V3 (1) (0,25 điểm)
Do quả cầu cân bằng trong dầu và trong nước nên 
ta có trọng lượng của quả cầu bằng lực đẩy Ác-si-mét(0,25 điểm)
V1d1 = V2d2 + V3d3 (2) (0,25 điểm)
Thay (1) vào (2) ta được V1d1 = (V1 - V3 )d2 + V3d3 
Hay V1d1 = v1d2 + (d3 - d2) V3 (0,25 điểm)V3 = (cm3) (0,25 điểm)
Vậy thể tích phần quả cầu ngập trong nước khi đã đổ dầu là 40(cm3)
b) Từ biểu thức V3 = ta thấy V3 chỉ phụ thuộc vào V1, d1,d2, d3. Tức là không phụ thuộc vào độ sâu của quả cầu trong dầu cũng như lượng dầu đã đổ thêm. Do đó nếu tiếp tục rót thêm dầu thì phần ngập trong nước của quả cầu vẫn không thay đổi. (0,5 điểm)
Câu 2
(3điểm)
 Bài giải
C
A
B
D
 a,
- Quãng đường Minh và Trang cùng đi trong 10 ph (tức 1/6h) là AB: 
Ta có: AB = v1 /6 = 2km (0,25 điểm) 
- Khi bạn Minh đi xe về đến nhà (mất 10 ph) thì bạn Trang đi bộ đã đến C. 
Ta có : BC = v2 /6 = 6/6 = 1km (0,25 điểm) 
 - Khoảng cách giữa Minh và Trang khi Minh đi xe bắt đầu đuổi theo là AC: 
Ta có: AC = AB+BC = 3km (0,25 điểm) 
- Thời gian từ lúc bạn Minh đi xe đuổi theo đến lúc gặp Trang ở trường là: 
t = AC/(v1 –v2) = 3/6 = 1/2h = 30ph (0,25 điểm)
Tổng thời gian đi học: T = 30ph + 2.10ph = 50ph
b. Quãng đường từ nhà đến trường: AD = t. v1 = 1/2.12 = 6km (0,25 điểm)
c. Ta có : Quãng đường xe đạp phải đi: S=AB +AD=8km	(0,25 điểm)
Thời gian còn lại để đến trường đúng giờ là: 
 T = 7h – (6h20ph + 10ph) = 30ph = 0,5h 
- Vậy để đến đúng giờ Minh phải đi xe đạp với vận tốc là: 
v3 = S/T = 8/0,5 = 16km/h (0,25 điểm)	
- Thời gian để bạn Minh đi xe quay về đến nhà là: 
 t1 = AB/v3 = 2/16 = 0,125h = 7,5ph. (0,25 điểm) 
khi đó bạn Trang đi bộ đã đến D1 cách A là: AD1 = AB+ v2 .0,125=2,75km. (0,25 điểm)
- Thời gian để bạn Minh đi xe đuổi kịp bạn Trang đi bộ là: 
 t2 = AD1 /(v3 –v2) = 0,275h = 16,5ph (0,25 điểm)
Thời điểm hai bạn gặp nhau: 6h20ph + 10ph + 7,5ph + 16,5ph = 6h 54ph. (0,25 điểm)
Vị trí gặp nhau cách A: X = v3t2 = 16.0,275 = 4,4km (0,25 điểm)
à cách trường là: 6 - 4,4 = 1,6 km
Câu 3
(4điểm)
Giải
Gọi V1; V2 lần lượt là thể tích nước ở 1000C và 200C và m1; m2 lần lượt là khối lượng tương ứng của chúng. (0,25 điểm)
V1 + V2 = 10(0,25 điểm) hay V1 + V2 = 10 (0,25 điểm)
Suy ra m1 + m2 = 10 (1) (0,25 điểm)
Nhiệt lượng mà m1kg ở 1000C tỏa ra để giảm nhiệt độ xuống 450C là: (0,25 điểm)
Q1= m1c (t1 - t) (0,25 điểm)
Nhiệt lượng mà m1kg ở 160C thu vào để tăng nhiệt độ đến 450C là (0,25 điểm)
Q2= m2c (t – t2) (0,25 điểm)
Theo phương trình cân bằng nhiết ta có: Q1 =Q2 (0,25 điểm)
=> m1c (t1 - t)= m2c (t – t2) (0,25 điểm)
m1c (100 - 45)=m2c (45 – 16) (0,25 điểm)
55m1 = 29m2 (2) (0,25 điểm)
Từ (1) và (2) suy ra m1=3,5kgà V1=3,5lít (0,25 điểm)
Và m2=6,5kg à V2=6,5 lít (0,25 điểm)
Câu 4
(4điểm)
Giải
Vẽ ảnh: (1 điểm) 
a, Vẽ ảnh S1 đối xứng với S qua gương OM = (0,5 điểm)
Vẽ ảnh S2 đối xứng với S qua gương ON = (0,5 điểm)
OS1 = OS = OS2 (S1OS và SOS2 cân tại O) (0,25 điểm) 
Như vậy có hai ảnh được tạo thành là S1 và S2 (0,25 điểm)
b, Vẽ OH S1S2 . Vì += 1200 (0,25 điểm) 
 + = 1200 (0,25 điểm)
Do đó góc S1OS2 = 3600 – 2400 = 1200 (0,25 điểm)
Trong tam giác S1OS2 cân tại O, AH là đường cao nên cũng là phân giác (0,25 điểm)
Suy ra = === 600 (0,25 điểm)
S2H =OS2.sin6000,866.6 = 5,196 S1S2 10,39 (cm).(0,25 điểm)
Câu 5
(2,5điểm)
Giải: 	
a/ Khi K mở:	
Mạch điện bị hở ở khóa K, cường độ dòng điện qua R5 bằng 0 (0,25 điểm)
Cường độ dòng điện qua R1; R2; R3; R4.
 (0,5 điểm)
b/ Khi K đóng: Ta có: nên mạch cầu không cân bằng. (0,25 điểm)
Giả sử dòng điện có chiều như hình vẽ
Sử dụng phương trình: (0,5 điểm)	 
UAB =UAM +UMB=I1R1+(I1-I5)R3
= 2I1+4(I1-I5)= 2I1+4I1-4I5=6I1-4I5
UAB =UAM +UMN + UNB
=I1R1+I5R5+(I-I1+I5)R4
=2I1+6I5+12(I-I1+I5)
= 2I1+6I5+12I-12I1+12I5=12I-10I1+18I5
UAB =UAN +UNB=(I-I1) R2+(I-I1+I5)R4= 4I -4I1+12(I-I1+I5)= 4I -4I1+12I-12I1+12I5
=16I-16I1+12I5 
Hay UAB=6I1-4I5=12 (1) (0,5 điểm)
UAB=12I-10I1+18I5=12 (2)
UAB=16I-16I1+12I5 =12 (3)
Giải hệ phương trình trên ta có: (0,25 điểm)
I=2,76A; I1=1,9A; I5= -0,097A. Vậy dòng điện có chiều từ N đến M. (0,25 điểm)
Nên I2=0,86A; I4=0,763A và I3= 1,997A
Câu 6
(4,5điểm)
Giải
a, - Bóng đèn 6V – 6W có : I1 ===1A và R1===6 (0,5 điểm)
- Bóng đèn 6V – 4W có : I2 ===A và R2===9 (0,5 điểm)
- Hai bóng đèn này được mắc nối tiếp vào mạch điện 12V thì cường độ dòng điện qua mỗi đèn là: (1 điểm)
I====0,8A
Ta thấy: I1> I: nên đèn 6V-6W sẽ tối hơn bình thường.
I2> I: nên đèn 6V-4W sẽ sáng hơn mức bình thường.
b, Muốn hai đèn sáng bình thường thì cường độ dòng điện qua mạch chính phải tăng, đồng thời phải làm giảm dòng điện qua đèn 6V-4W. (0,5điểm)
Điều này thực hện được bằng cách mắc song song với đèn 6V-4W một điện trở thỏa mãn điều kiện: (1 điểm)
R2R=R1 +=+==18
Vậy =18và phải mắc song song với đèn 6V - 4W. (0,5 điểm)
Khi đó hai đoạn mạch cùng tiêu thụ một công suất 6W. Do đèn 2 tiêu thụ 4W nên: P2=6-4=2W (0,5 điểm)
Học sinh giải bằng cách khác nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa.
TỔ CHUYÊN MÔN
(Các thành viên ra đề ký tên)
Phạm Thị Tươi: .
Nam Cát Tiên, ngày 15 tháng 11 năm 2019
HIỆU TRƯỞNG
(Ký tên, đóng dấu)