Đề đề xuất thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí Lớp 9 THCS - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa (Có đáp án)

Nội dung text: Đề đề xuất thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí Lớp 9 THCS - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH THANH HOÁ Môn thi: VẬT LÝ Đề đề xuất Lớp 9 THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề này có 06 câu, gồm 02 trang ĐỀ BÀI Bài 1:(2đ). Một ô tô chuyển động thẳng đều từ A đến B với vận tốc 90km/h. Sau 15 phút từ B một xe máy chuyển động về A với vận tốc 40km/h. Sau khi đến B ô tô dừng lại nghỉ 30 phút rồi chuyển động thẳng đều quay trở lại A và gặp xe máy lần 2 ở điểm cách A là 25km ( chưa đến A). Tính độ dài quãng đường AB. Bài 2:(3đ). §em qu¶ cÇu nhá, ®Æc th¶ nhÑ vµo b×nh ®ùng ®Çy n­íc. Khi qu¶ cÇu ®øng yªn th× cã 54g n­íc trµo ra. NÕu lµm nh­ thÕ víi b×nh ®ùng ®Çy cån th× cã 48g cån trµo ra. a) Qu¶ cÇu nhá trong hai chÊt láng nãi trªn cã thÓ ®Òu næi hay ®Òu ch×m hay kh«ng? V× sao? b) H·y nãi râ t×nh tr¹ng ch×m hay næi cña qu¶ cÇu nhá trong n­íc vµ trong cån. c) TÝnh khèi l­îng riªng cña qu¶ cÇu nhá. Bài 3:(4đ). Có ba bình hình trụ chỉ khác nhau về chiều cao. Dung tích các bình là 1L, 2L, 4L. tất cả đều chứa đầy nước. Nước trong các bình được đun nóng bởi thiết bị đun. Công suất thiết bị đun không đủ để nước sôi. Nước ở bình thứ nhất được đốt nóng đến 800C. Ở bình thứ hai tới 600C. Nước ở bình thứ 3 được đốt nóng tới nhiệt độ nào? Nếu nhiệt độ phòng là 200C. Cho rằng nhiệt lượng tỏa ra môi trường tỷ lệ với hiệu nhiệt độ giữa nước và môi trường xung quanh, tỷ lệ với diện tích tiếp xúc giữa nước và môi trường. Nước trong bình được đốt nóng đều đặn. Bài 4:(5đ). Cho mạch điện như hình vẽ. Các nguồn có: r1 = 2r2 = 2; R1 = 6; R2 = R3 = 3; U = 4,5 V. Các vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. Tính số chỉ của ampe kế và các vôn kế trong các trường hợp K mở và K đóng. Câu 5:(4đ) a.Một vật sáng dạng đoạn thẳng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 40 cm, A ở trên trục chính. Dịch chuyển AB dọc theo trục chính
2. sao cho AB luôn vuông góc với trục chính. Khi khoảng cách giữa AB và ảnh thật A’B’ của nó qua thấu kính là nhỏ nhất thì vật cách thấu kính một khoảng bao nhiêu? Ảnh lúc đó cao gấp bao nhiêu lần vật? b. Cho hai thấu kính hội tụ L 1, L2 có trục chính trùng nhau, cách nhau 40 cm. Vật AB được đặt vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, trước L1 (theo thứ tự AB L1 L2 ). Khi AB dịch chuyển dọc theo trục chính (AB luôn vuông góc với trục chính) thì ảnh A ’B’ của nó tạo bởi hệ hai thấu kính có độ cao không đổi và gấp 3 lần độ cao của vật AB. Tìm tiêu cự của hai thấu kính. Bài 6: (2đ).Trong tay chỉ có 1 chiếc cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, bình lớn đựng nước, thước thẳng có vạch chia tới milimet. Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của một chất lỏng nào đó và khối lượng riêng của cốc thủy tinh. Cho rằng bạn đã biết khối lượng riêng của nước. Người thực hiện TÔ VĂN ĐẠI Hết
3. Hướng dẫn chấm Câu Nội dung Điểm 1 Gọi C là điểm gặp lần 2 A C B Tổng quãng đường xe ô tô đã đi để gặp xe máy lần thứ hai là: S1=AB+BC=2AB-AC=2S-25 0.5 Tổng quãng đường xe máy đã đi để gặp xe ô tô lần thứ hai là: S2=BC=S-25 0.5 Gọi t là khoảng thời gian 2 xe đi lại gặp nhau ta có: S1 =90t và S2=40(t+1/4-1/2)=40(t-0,25) Thay vào các phương trình trên ta có S=215km, t=4,5h 0.5 Vậy quãng đường AB dài 215km 0.5 2 a)§Òu kh«ng thÓ næi: lùc ®Èy Acsimet F1 = P1 kh¸c F2 = P2. 0.5 m1 54 3 §Òu kh«ng thÓ ch×m v× thÓ tÝch chÊt láng trµo ra V1 = 54cm kh¸c D1 1 0.25 m2 48 3 0.25 V2 = 60cm D2 0,8 b) Næi trong n­íc vµ ch×m trong cån vì V2>V1 0.5 c) ThÓ tÝch qu¶ cÇu b»ng thÓ tÝch cån trµn ra : V = 60 cm3=60.10-6m3 0.5 Träng l­îng cña qu¶ cÇu b»ng lùc ®Èy acsimet khi nã næi trong n­íc: 0.5 P =F1=d1V1= 0,54N m 10.m P Khèi l­îng riªng cña qu¶ cÇu: D = 900kg/m3 0.5 V 10V 10V 3 .Gọi nhiệt độ của nước trong bình 1, 2, 3 khi ổn định nhiệt độ là T1, T2, T3 và nhiệt độ phòng là T. Diện tích đáy bình là S và diện tích xung quanh của các ; bình tương ứng là S1 S2; S3. Dung tích các bình tương ứng là V1; V2; V3 Vì: V3 = 2V2 = 4V1 Nên S3 = 2S2 = 4S1 Vì nhiệt độ tỏa ra môi trường tỷ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ và tỷ lệ với 1.0 diện tích tiếp xúc. Nên công suất hao phí của thiết bị đun của các bình tương ứng là: Php1 = K(S1 + S)(T1-T) = K( S1 +S)60 0.5 Php2 = K(S2 + S)(T2-T) = K( 3S1)40 Php3 = K(S3 + S)(T3-T) = K( 5S1)(T3 - 20) 0.5 Với K là hệ số tỷ lệ. Nhiệt độ của các bình sẽ ổn định khi công suất cung cấp của thiết bị đun 0.5 đúng bằng công suất hao phí. Nên: K( S1 +S)60 = K( 3S1)40 0.5
4. S=S1 0.5 0 Từ: K(2S1)60 = K( 5S1)(T3 - 20); ta tính được T3 = 44 C 0.5 Vậy nước trong bình thứ 3 được đun nóng tới 440C. 4 a. Trường hợp k mở. Ta có mạch điện như hình vẽ: - Vì Rv2 rất lớn nên không có dòng điện qua R 1; R1 coi như dây nối của vôn kế V2; điện trở toàn mạch là: R = 9  U 0.5 - Số chỉ Ampe kế là: Ia = I = = 0,5 A R 0.5 - Số chỉ vôn kế V1 là: Uv1 = U + Ur1 = 4,5 – Ir1 = 3,5 V 0.5 - Số chỉ của vôn kế V2 là: Uv2 = U2 = IR2 = 0,5.3 = 1,5 V b. Trường hợp K đóng. Ta có mạch điện như hình vẽ: 0.5 - Ta có RNB = 2 - RAB = 5  - Điện trở toàn mạch là: RM = 8  - Cường độ dòng điện toàn mạch là: I = U = 0,56 A R M 0.5 - Số chỉ vôn kế V1 là: Uv1 = U + Ur1 = 4,5 – Ir1 = 3,38 V - Số chỉ của vôn kế V2 là: Uv2 = UAB = IRAB = 0,56.5 = 2,8 V 0.5 - Hiệu điện thế giữa 2 đầu R2 là: U2 = I.R2 = 0,56.3 = 1,68 V 0.5 - Hiệu điện thế đoạn mạch NB là: UNB = U3 = UAB – U2 = 2,8 – 1,68 = 1,12V 0.5 - Số chỉ Ampe kế là: Ia = I3 = 0,37A. 0.5 0.5
5. 5 0.25 B I F’ A’ A F O B’ Tacó: A'B' OA' 0.25 OAB ~ OA’B’ = (1) AB OA A' B ' A' F ' A' B ' 0.25 F’OI ~ F’A’B’ (2) OI OF ' AB OA' A'F ' OA' OF' OA.OF' 0.25 Từ (1) và (2) OA' (3) OA OF' OF' OA OF' OA.OF' 0.25 Đặt AA’ = L, suy ra L OA OA' OA (4) OA OF' OA2 L.OA L.OF' 0 (5) 0.25 Để có vị trí đặt vật, tức là phương trình (5) phải có nghiệm, suy ra: 0 L2 4L.OF' 0 L 4.OF' Vậy khoảng cách nhỏ nhất giữa vật và ảnh thật của nó: 0.25 ’ Lmin = 4.OF = 4f Khi Lmin thì phương trình (5) có nghiệm kép: 0.25 L OA 2.OF' 80cm 2 0.25 ' OA Lmin OA 80cm 0.25 A'B' OA' Thay OA và OA’ vào (1) ta có: 1 . Vậy ảnh cao bằng vật. AB OA 0.25 b. Khi tịnh tiến vật trước L 1 thì tia tới từ B song song với trục chính không thay đổi nên tia ló ra khỏi hệ của tia này cũng không đổi, ảnh B ’ của B nằm 0.25 trên tia ló này. Để ảnh A’B’ có chiều cao không đổi với mọi vị trí của vật AB thì tia ló khỏi hệ của tia trên phải là tia song song với trục chính. Điều này ' xảy ra khi hai tiêu điểm chính của hai thấu kính trùng nhau (F1  F2 ) B I F’1 A’ A O1 O2 F2 J B’ 0.25 ’ Khi đó: O1F1 + O2F2 = O1O2 = 40 cm (1)
6. ' ' O2 F2 O2 J A B ' 0.25 Mặt khác: ' 3 O2 F2 3.O1F1 (2) O1F1 O1I AB ’ Từ (1) và (2) suy ra: f1 = O1F1 = 10 cm, f2 = O2F2 = 30 cm 0.25 0.25 6 Gọi diện tích đáy cốc là S, Khối lượng riêng của cốc là D0; Khối lượng riêng của nước là D1; khối lượng riêng của chất lỏng cần xác định là D2 và thể tích cốc là V. chiều cao của cốc là h. Lần 1: Thả cốc không có chất lỏng vào nước, phần chìm của cốc trong nước là h1. Khi cốc ở vị trí cân bằng Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 (1) 0.5 h1 0.5 D0Sh = D1Sh1 D0 = D1 xác định được khối lượng riêng của cốc. h Lần 2: Đổ thêm vào cốc 1 lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm trong nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3. theo (1) và P = FA 0.5 D2 = (h3 – h1)D1 xác định được khối lượng riêng chất lỏng. 0.5 Các chiều cao h, h1, h2, h3 được xác định bằng thước thẳng. D1 đã biết. Chú ý: Học sinh làm cách khác đúng, chính xác về mặt khoa học vẫn cho điểm tối đa