Đề dự kiến thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Trường THCS Nguyễn Trãi (Có đáp án)

Nội dung text: Đề dự kiến thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Trường THCS Nguyễn Trãi (Có đáp án)

1. PHÒNG GD & ĐT KRÔNG NĂNG ĐỀ DỰ KIẾN THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN TRƯỜNG THCS NGUYỄN TRÃI NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ DỰ KIẾN Môn: VẬT LÍ – Lớp 9 Thời gian: 150 phút (không kể giao đề) Bài 1: (4 điểm) Hai bến A và B dọc theo một con sông cách nhau s (km) có hai ca nô xuất phát cùng lúc chuyển động ngược chiều nhau với cùng tốc độ (so với nước đứng yên) là v. Tới khi gặp nhau chúng lập tức quay trở lại bến xuất phát ban đầu. Cho biết tổng thời gian cả đi và về của ca nô này nhiều hơn ca nô kia là 1 giờ. Nếu tăng tốc độ (so với nước) của hai ca nô lên là 1,5v thì tổng thời gian đi và về của hai ca nô hơn kém nhau 24 phút. Hãy xác định khoảng cách s? Coi nước chảy đều với tốc độ là v1=2m/s. Bài 2: (4 điểm) Một thau nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2lit nước ở 20oC. a.Thả vào thau nước một thỏi đồng có khối lượng 200g lấy ở bếp lò ra. Nước nóng đến 21,2 oC. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là c 1=880J/kg.K ; c2=4200J/kg.K; c3=380 J/kg.K. Bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh. b.Thực ra, trong trường hợp này, nhiệt lượng tỏa ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước. Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò? Bài 3: (4 điểm) Hai gương phẳng hợp với nhau một góc . Điểm sáng S 1 đặt trước gương thứ nhất cách gương 20cm cho ảnh S 1’. Điểm sáng S 2 đặt trước gương thứ hai cách gương 25cm cho ảnh S 2’. Biết khoảng cách S1S2=30cm. Xác định góc  để S1’ trùng với S2’. Bài 4: (5 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ. Cho hiệu điện thế U=2V, các điện trở Ro=0,5 ; R1=1 ; R2=2 ; R3=6 ; R4=0,5 ; R5 là một biến R1 R2 trở có giá trị lớn nhất là 2,5 . Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây Ro nối. Thay đổi giá trị của R , xác định giá trị của R để: + - 5 5 B a. Ampe kế chỉ 0,2A. Chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế. A U A b. Ampe kế chỉ giá trị lớn nhất. R4 R3 R5 Bài 5: (3điểm) Cho các dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi; một điện trở R o đã biết trị số và một điện trở Rx chưa biết trị số; một vôn kế có điện trở R v chưa xác định. Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv và điện trở Rx. HẾT DUYỆT CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN RA ĐỀ Nguyễn Thị Thuận
2. PHÒNG GD& ĐT HUYỆN KRÔNG NĂNG HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÍ 9 (Năm học 2016-2017) Thời gian: 150’ phút (Không kể giao đề) Bài 1: (4đ) Điểm Giả sử nước sông chảy đều theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s (km) A C B * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước là v, ta có: Tốc độ của ca nô khi xuôi dòng là : vx=v +v1 0,25 Tốc độ của ca nô khi ngược dòng là : vn=v -v1. 0,25 - Thời gian tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau tại C là t, gọi quãng đường s s 0,50 AC= s1, BC = s2, ta có: t 1 2 (1) v v1 v v1 s1 - Thời gian ca nô từ C trở về A là: t1 (2) 0,25 v v1 s2 - Thời gian ca nô từ C trở về B là: t2 (3) 0,25 v v1 - Từ (1) và (2):Tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ A là s 0,25 tA t t1 (4) v v1 - Từ (1 và (3): Tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ B là s 0,50 tB t t2 tA (5) v v1 2v1s - Theo bài ra ta có: tA tB 2 2 (6) 0,50 v v1 * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước là 1,5v, tương tự như trên ta có: 2v s ' ' 1 0,50 t A t B 2 2 0,4 (7) 2,25v v1 2 2 2 2 - Từ (6) và (7) ta có: 0,4 (2,25v - v1 )= v - v1 => v=v16 (8) 0,50 - Thay (8) vào (6) ta được s= 18km 0,25 Bài 2: (4đ) Gọi t là nhiệt độ ban đầu của bếp lò, cũng là nhiệt độ ban đầu của thỏi đồng. Gọi m1, m2, m3 lần lượt là khối lượng của thau nhôm, của nước và của đồng. Ta có 0,25 m2=D.V=2kg, m3=200g= 0,2kg 0,25 - Nhiệt lượng thau nhôm nhận được để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 21,2oC là: Q1=m1c1 (t2-t1) 0,25 - Nhiệt lượng nước nhận được để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 21,2oC là: Q2=m2c2 (t2-t1) 0,25 - Nhiệt lượng thỏi đồng tỏa ra khi giảm nhiệt độ từ t(oC )đến 21,2oC là: Q3=m3c3 (t - t2) 0,25 Vì bỏ qua sự tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q3=Q1+ Q2 0,25 Hay m3c3(t - t2) = m1c1 (t2-t1) + m2c2 (t2-t1) 0,50
3. (m1c1 m2c2 ).(t2 t1) (0,5.880 2.4200)(21,2 20) o 0,50 => t t2 21,2 160,78 C m3c3 0,2.380 b. Thực tế do có sự tỏa nhiệt ra môi trường nên phương trình cân bằng nhiệt được viết lại 0,50 Q3=Q1+ Q2 + 10% (Q1+ Q2)=1,1 (Q1+Q2) 0,50 Hay m3c3(t’ - t2) =1,1 m1c1 t2 t1 m2c2 t2 t1 Thay số tìm được t’ 174,74 (oC) 0,50 Bài 3 (4đ) Theo bài ra ta có: S1I1=20cm, S2I2=25cm, S1S2=30cm 0,50 Do tính chất đối xứng giữa ảnh và vật ta suy ra Khoảng cách giữa S1 và ảnh S1’ qua gương G1 là: S1S1’=2S1I1= 40cm 0,50 Tương tự : S2S2’=50cm Do S1  S2 nên S1, S2 và S1’ làm thành ba đỉnh của một ta giác có các cạnh lần lượt là 0,50 30cm, 40cm, 50cm. Theo định lí Pitago ta dựng được tam giác vuông - Dựng gương G1 có mặt phản xạ vuông góc với S1S1’ tại trung điểm I1 của nó. 0,50 Tương tự dựng gương G 0,50 Vẽ hình 0,50 S1 I1 S1’ S2’  I2 S2 G2 Dễ dàng thấy rằng góc giữa hai gương bù với góc S1S2 30 o 0,50 tan =' 0,75 => =37 S1S 1 40 Vậy =180 o- = 143o thỏa mãn yêu cầu của đề. 0,50 Bài 5 (5đ) a. Xác định R5 để ampe kế chỉ 0,2A - Vẽ lại mạch điện như hình vẽ. 0,50 - Kí hiệu đoạn mạch AC là C x=R4+R5=0,5+R5 R4 R5 R3 B 0,25 A - Điện trở toàn mạch là R1 R2 Ro R1x R2 R3 0,25 Rtm=Ro+ D R1 x R2 R3 x 3x 2 - Thay số: Rtm=2+ x 1 x 1 0,25 U 2 x 1 - Cường độ dòng điện mạch chính I 0,25 Rtm 3x 2 R1 2 0,25 - Cường độ dòng điện qua đoạn mạch chứa AC( chứa x) I x .I x R1 3x 2
4. R2 x 1 0,25 - Cường độ dòng điện qua R3 là: I3 .I R2 R3 2.(3x 2) 2 x 1 3 x - Xét tại nút C: I I I 0,2 (1) 0,50 A x 3 3x 2 2 3x 2 2 3x 2 3 x 0,25 0,2 2(3x 2) 0,25 - Với dấu cộng ta được x=1 R5 0,5 - Với dấu trừ ta được x<0 loại giá trị này. 0,25 Dòng điện qua ampe kế chạy từ C D 0,25 b. Ampe kế chỉ giá trị lớn nhất. 3 x - Từ phương trình (1), ta có: I A Với x biến đổi từ 0,5 đến 3 0,25 2 3x 2 3 x 3 x 3 x 3 1 I (2) 0,50 A 4 6x 4 6x 4 6x 4 6x 4 6x 4 6x 4 6 x Từ (2) có IA max khi xmin xmin 0,5 R5 0 0,25 Thay vào IA ta được IA max= 0,375A 0,50 Bài 5: (3đ) a. Cơ sở lí thuyết: Xét mạch điện như hình vẽ: (Hình 1) + - 0,25 Gọi U là hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch , U1 là số chỉ của vôn kế. Mạch gồm (Rv//Ro)nt Rx theo tính chất của đoạn mạch nối 0,25 Ro Rx tiếp ta có: R R v o V U R R R R R 0,25 1 vo v o v o (1) Hình 1 R R U Rvo Rx v o Rv Ro Rv Rx Ro Rx Rx Rv Ro 0,25 Xét mạch điện khi mắc vôn kế song song Rx như Hình 2 - + Gọi U2 là số chỉ của vôn kế. Mạch gồm Ro nt (Rv//Rx) theo tính chất của đoạn mạch nối Ro Rx tiếp ta có: 0,25 Hình 2 V R R v x 0,25 U R R R R R 2 vx v x v x (2) U R R R R R R R R R R o vx v x R v o v x o x R R o v x 0,25 U R Chia hai vế của (1) và (2) ta được 1 o (3) U2 Rx b. Cách tiến hành: - Dùng vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là U - Mắc sơ đồ mạch điện như Hình1 đọc số chỉ của vô kế là U1 0,50 - Mắc sơ đồ mạch điện như Hình2 đọc số chỉ của vô kế là U2
5. - Thay U1, U2, Ro vào (3) ta xác định được Rx 0,50 - Thay U1, U, Ro; Rx vào (1) ta xác định được Rv c. Biện luận sai số: - Sai số do dụng cụ đo. 0,25 - Sai số do đọc kết quả và do tính toán. - Sai số do điện trở của dây nối. Ghi chú: - Học sinh giải cách khác đúng, chặt chẽ, logic vẫn cho đủ điểm quy định. - Nếu học sinh ghi sai, thiếu đơn vị không quá 02 lần trừ 0,25đ; ghi sai, thiếu đơn vị quá 02 lần trừ 0,5đ cho cả bài. DUYỆT CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN RA ĐỀ Nguyễn Thị Thuận