Đáp án đề thi chọn học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Bắc Giang

Nội dung text: Đáp án đề thi chọn học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Bắc Giang

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM BẮC GIANG BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH NGÀY THI: 16/3/2019 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 9 Bản hướng dẫn chấm có 06 trang CÂU Ý NỘI DUNG ĐIỂM CÂU 1 CHUYỂN ĐỘNG CƠ 2,0 1 Tính AB và t. + Gọi t1, t2 lần lượt là thời gian đi từ A đến B tương ứng với các vận tốc v 1, v2. Ta có: AB v1t1 v2t2 48t1 12t2 t2 4t1 (1) 0,25 + Theo bài ra, ta có: 18 t t (2) 1 60 0,25 27 t t (3) 2 60 27 18 33 + Thay (2), (3) vào (1), ta được: t 4(t ) t 0,55 (h) 0,5 60 60 60 33 18 + Quãng đường AB: AB v t 48( ) 12 (km) 0,25 1 1 60 60 2 Tính CB. AC CB AB CB CB 12 CB CB 0,5 + Ta có: t t 48 12 48 12 48 12 + Giải ra được: CB = 4,8 km. 0,25 CÂU 2 CƠ HỌC CHẤT LỎNG 3,0 1 Tính chiều cao phần hộp nổi trên mặt nước. + Gọi h là chiều cao phần nổi của hộp trên mặt nước khi hộp nằm cân bằng. + Điều kiện cân bằng của hộp: 2 0,5 FA P dn .VC P dn .(a h).a P P 16.104 0,5 h a 2 4 4 2 3(m). dn .a 10 .4 3 2 Bơm nước vào hộp qua lỗ nhỏ với lưu lượng không đổi V0 = 2 m /giờ. 2.a Sau bao lâu thì hộp bắt đầu chìm hoàn toàn trong nước? + Bơm nước vào hộp, khi hộp bắt đầu chìm hoàn toàn trong nước thì tổng trọng lượng của hộp và trọng lượng của nước bơm vào trong hộp cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét lúc này. 0,5 3 + Ta có: P Pn FA1 Pn FA1 P dn .a P 4 3 4 4 + Thay số: Pn 10 .4 16.10 48.10 (N). + Thời gian bơm nước từ lúc bắt đầu bơm đến lúc hộp bắt đầu chìm hoàn toàn trong nước là 4 0,25 Pn 48.10 tb 4 24 (h). dn V0 10 .2 1
2. 2b Tính công lực đẩy Ác-si-mét trong khoảng thời gian t = 16 giờ kể từ lúc bắt đầu bơm. + Vì thời gian từ lúc bắt đầu bơm nước đến lúc hộp bắt đầu chìm hoàn toàn là dài, nên trong quá trình trên, ở thời điểm t bất kỳ lực đẩy Ác-si-mét (F A2) bằng tổng trọng lượng hộp (P) và trọng lượng của lượng nước bơm vào hộp (Pn2). 0,5 + Ta có: P Pn2 FA2 P dn V0.t FA2 (*) 4 4 4 FA2 16.10 10 .2.16 48.10 (N) 4 2 FA2 48.10 + Mà FA2 dn .a .hC hC 2 4 2 3 (m). (hC là chiều cao phần dn .a 10 .4 hộp chìm trong nước). 0,25 + Quãng đường chuyển động từ lúc bắt đầu bơm đến thời điểm t là S hC (a h) 3 (4 3) 2 (m) + Vì lực đẩy Ác-si-met tăng đều theo thời gian (theo (*)) nên công của lực đẩy Ác-si-mét từ lúc bắt đầu bơm đến thời điểm t là 4 4 0,5 F F P F 16.10 48.10 A A A2 .S A2 .S .2 64.104 (J). 2 2 2 CÂU 3 NHIỆT HỌC 3,0 Xác định tỉ số giữa nhiệt dung của chất lỏng trong bình 1 và nhiệt dung của 1 chất lỏng trong bình 2. + Gọi q1, q2, q lần lượt là nhiệt dung của bình 1, bình 2 và của nhiệt kế. + Sau lần nhúng thứ nhất (vào bình 1) ta biết được nhiệt độ của bình 1 đang là 40oC. 0,25 + Sau lần nhúng thứ hai (vào bình 2) ta biết được nhiệt độ của bình 2 đang là 8oC; nhiệt kế đang ở bình 2 nên cũng có nhiệt độ là 8oC. + Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng lần 3: q1(40 39) q(39 8) q1 31q (1) 0,25 + Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng lần 4: 59 q (9,5 8) q(39 9,5) q q (2) 0,25 2 2 3 q 93 + Lấy (1) chia cho (2), ta được: 1 . 0,5 q2 59 2 Đến lần nhúng thứ năm nhiệt kế chỉ bao nhiêu? + Gọi tx là số chỉ của nhiệt kế khi nhúng lần thứ 5: + Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng thứ thứ 5 là q1(39 t x ) q(t x 9,5) (3) 0,5 + Lấy (1) chia cho (3), ta được: q1 31q 1 31 0 t x 38,08 C. 0,5 q1(39 t x ) q(t x 9,5) (39 t x ) (t x 9,5) 3 Sau một số rất lớn lần nhúng như vậy, nhiệt kế chỉ bao nhiêu? + Sau khi nhúng đi nhúng lại một số lần rất lớn thì nhiệt độ của hai bình và nhiệt kế là như nhau, gọi nhiệt độ đó là t. + Ta có phương trình cân bằng nhiệt cho hệ là 0,5 q1(40 t) (q q2 )(t 8) (4) 2
3. 59 + Thế (1) và (2) vào (4), ta được: 31q(40 t) (q q)(t 8) 3 t 27,20 C. 0,25 CÂU 4 DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 4,0 1 Tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB và giá trị các điện trở R1, R2. + Gọi U1, U2 lần lượt là số chỉ của vôn kế V1, V2. U R + Ta có: 1 12 1,2 U2 R3x R3R x0 20.20 + Mà R3x 10  R12 1,2R3x 1,2.10 12 0,25 R3 R x0 20 20 + Điện trở tương đương của đoạn mạch AB là 0,25 R AB R12 R3x 12 10 22 U2 222 + Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB là: P 22 W. 0,25 R AB 22 + Cường độ dòng điện trong mạch chính là P 22 I 0,25 I 1 A I I 0,5 A. U 22 3 x 2 + Trường hợp 1: Dòng điện qua ampe kế A có chiều từ M đến N. U 12 I I I 0,6 A R 1 20  ; 1 3 A 1 I 0,6 1 0,25 U2 12 I2 Ix IA 0,4A R 2 30 . I2 0,4 + Trường hợp 2: Dòng điện qua ampe kế A có chiều từ N đến M. U 12 I I I 0,4 A R 1 30  ; 1 3 A 1 I 0,4 1 0,25 U2 12 I2 Ix IA 0,6A R 2 20 . I2 0,6 Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị của biến trở R từ R đến 0 thì công 2 x x0 suất tiêu thụ trên Rx sẽ thay đổi như thế nào? R3R x 20R x 240 32R x + Ta có: R3x R AB R12 R3x R3 R x 20 R x 20 R x Ux R3x R3x + Mặt khác ta có: Ux .U U R AB R AB + Công suất tiêu thụ trên Rx là U2 4402 R 4402 P x x x 2 2 0,25 R x (240 32R x ) 240 2 32 R x 7680 R x + Theo bất đẳng thức Cô-si, ta thấy công suất Px lớn nhất khi 2 240 2 0,25 32 R x R x 7,5 . R x 3
4. 605 0,25 Công suất cực đại là P W x(max) 96 Nhận xét: Khi giảm liên tục giá trị của Rx từ R x0 20 đến R x 7,5  thì 605 công suất tỏa nhiệt trên Rx tăng liên tục tới giá trị cực đại P W và x(max) 96 0,5 sau đó giảm liên tục giá trị của Rx từ R x 7,5  đến R x 0  thì công suất này lại giảm liên tục đến 0. R có giá trị nằm trong khoảng nào để dòng điện qua ampe kế A có chiều từ 3 x M đến N? Cường độ dòng điện qua ampe kế có độ lớn là U1 U3 I.R12 I.R3x U R12 R3x IA I1 I3 R1 R3 R1 R3 R12 R3x R1 R3 0,25 R3.R x với R3x R3 R x 330 11R x Trường hợp 1: Khi R1 20  ; thay số ta được IA 300 40R x 330 11R 0,5 Để dòng điện chạy qua ampe kế theo chiều từ M đến N thì x 0 300 40R x 0 R x 30 . 330 24,75R x Trường hợp 2: Khi R1 30  ; thay số ta được IA 450 60R x Để dòng điện chạy qua ampe kế theo chiều từ M đến N thì 0,5 330 24,75R x 40 0 0 R x . 450 60R x 3 CÂU 5 QUANG HỌC 4,0 1 Vẽ ảnh của vật tạo bởi thấu kính. - Lập luận cách vẽ đúng 0,5 Q P F' M' N' M N O Q' P' - Vẽ đúng hình 0,5 2 Tính độ dài đoạn OM theo a. ON.f (x a)f OM.f xf + Đặt OM = x, ta có: ON ' ; OM ' ON f x a f OM f x f 0,5 (x a)f xf 25a3 M ' N ' ON ' OM ' 0,5 x a f x f (x 6a)(x 5a) 25a3 + Theo đề cho M ' N ' 1,25a 1,25a (x 6a)(x 5a) 0,5 x2 11a.x 10a 2 0 4
5. + Giải phương trình (*) ta được 2 nghiệm: x1 a và x2 10a 0,25 + Nhận xét: Theo đề cho là ảnh thật nên chọn nghiệm x 10a (do x f ). 2 0,25 Vậy: OM 10a. 3 Tính diện tích ảnh của hình vuông. Biết OM 10a , ta tính được: f 5a 2 f 5a 2 5a 0,5 M 'Q' a a ; N 'P ' a x f (x 5a) (x a) f (x 6a) 4 Diện tích ảnh là diện tích hình bình thang M ' N 'P 'Q' : 1 1 5 45 S' M 'N'(M'Q' N'P') 1,25a(a a) a 2. 0,5 2 2 4 32 CÂU 6 ĐIỆN TỪ HỌC 2,0 1 Xác định cảm ứng từ do dòng điện I1 gây ra tại điểm M. +ur Áp dụng quy tắc “cái đinh ốc 1 hay nắm bàn tay phải” ta xác định được: B1 do dòng điện I gây ra tại M có phương vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, 0,5 1 ur chiều hướng từ ngoài vào trong (B1  ). I 10 + Độ lớn: B 2.10 7 1 2.10 7. 10 5 T. 0,5 1 r 0,2 2 Xác định cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện I , I gây ra tại M. 1 2 ur + Áp dụng quy tắc “cái đinh ốc 2” ta xác định được: B2 do dòng điện I 2 gây 0,25 ra tại M có uphươngr vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, chiều hướng từ ngoài vào trong (B2  ). I 20 + Độ lớn: B 2 .10 7. 2 2.3,14.10 7. 12,56.10 5 T. 0,25 2 R 0,1 ur ur ur + Cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện I , I gây ra tại M là BM B1 B2 0,25 ur ur ur 1ur 2 ur ur Do B1 cùng chiều B2 nên BM cùng chiều B1 , B2 (BM  ) 5 5 5 + Độ lớn: BM B1 B2 10 12,56.10 13,56.10 T. 0,25 CÂU 7 Thực hành 2,0 1 1 1 * Cơ sở lý thuyết: R r I E E 0,5 1 1 1 + Đặt: y ;x R;B ;C r y B.x C (phương trình biểu diễn I E E đường thẳng (d)) + Dựng đường thẳng (d) và từ đồ thị ta sẽ thu được r. Đại lượng 1 R (  ) I (A) 1 1 Lần đo ( ) (1/A) (d) I A I 1 0,5 2 3 C O R(  ) 5
6. * Phương án: + Bước 1: Mắc ampe kế nối tiếp với R 1 rồi mắc vào hai cực của pin với khóa K. + Bước 2: Thay đổi điện trở mạch ngoài R, ghi giá trị R và số chỉ của ampe 0,5 kế vào bảng số liệu. + Bước 3: Lặp lại bước 2 ít nhất 5 lần (thay đổi R bằng việc mắc phối hợp các điện trở R1, R2, R3). + Bước 4: Dựng đường thẳng (d). C 0,5 Đo góc B tan r . B Chú ý: - Học sinh làm cách khác đúng cho điểm tối đa của phần đó; - Giải sai ra kết quả đúng không cho điểm; - Sai hoặc thiếu đơn vị trừ 0,25 điểm cho một lỗi, toàn bài trừ không quá 0,5 điểm do lỗi đơn vị. 6