Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2007-2008 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Yên Định (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2007-2008 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Yên Định (Có đáp án)

1. PHÒNG GD & ĐT HUYỆN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN YÊN ĐỊNH NĂM HỌC 2007 – 2008 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP 9 - THCS ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: Trên một đường thẳng, có 3 xe xuất phát từ A đến B. Xe thứ nhất chuyển động với vận tốc V 1 = 12 km/h, xe thứ hai xuất phát muộn hơn xe thứ nhất 20 phút với vận tốc V2 = 15 km/h. Xe thứ ba xuất phát muộn hơn xe thứ hai 20 phút lần lượt gặp hai xe kia tại các vị trí cách nhau một khoảng ∆S = 10 km. Tính vận tốc của xe 3 thứ 3. Câu 2: Một bình thông nhau có hai nhánh chứa dầu có trọng lượng riêng d = 8000 3 N/m . Nhánh thứ nhất được đậy bằng Píttông có khối lượng m1 = 3 kg, nhánh thứ hai được đậy bằng Píttông có khối lượng m2 = 4 kg. Khi đặt một vật nặng có khối lượng m3 = 6 kg lên Píttông thứ nhất thì Píttông thứ nhất thấp hơn Píttông thứ hai một đoạn h1 = 40cm. Khi đặt một vật nặng có khối lượng m3 lên Píttông thứ hai thì Píttông thứ nhất cao hơn Píttông thứ hai một đoạn h 2 = 30cm. Nếu không đặt vật nặng lên các Píttông thì Píttông nào thấp hơn, thấp hơn một đoạn bao nhiêu? Câu 3: Có hai bình cách nhiệt giống nhau. Bình 1 đựng nước đá ở nhiệt độ 0 t1 = -30 C, bình 2 chứa nước ở nhiệt độ t0 có cùng chiều cao với cột nước đá là 20cm và bằng một nửa chiều cao của mỗi bình. Người ta đổ hết nước từ bình hai sang bình một thì thấy khi có cân bằng nhiệt mực nước hạ xuống 0,5cm. Tính t 0. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nước đá là 2100J/kg.k, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105 J/kg. Khối lượng riêng của nước là 1g/cm 3 của nước đá là 0,9g/cm3. R4 Câu 4: Cho mạch điện như hình vẽ 1. Biết R1 = 8 , R R R2 = R3 = 4 , R4 = 6 , UAB = 6V không đổi. Điện trở của 1 C 2 D ampe kế, khoá K và các dây nối không đáng kể. K A 1)Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số + - chỉ của ampe kế trong các trường hợp sau: A B R3 Hình 1 a) Khoá K ngắt. b) Khoá K đóng. 2) Thay khoá K bằng điện trở R 5. Tính R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R R R2 bằng không. 2 P 3 Câu 5 : Cho mạch điện như hình vẽ hình 2. Biết:U = 60V, R1= 10 , R2=R5= 20 , R3=R4= 40 , V vôn kế lý tưởng, điện trở các dây nối không đáng kể. R4 R5 1. Hãy tính số chỉ của vôn kế. R Q 2. Nếu thay vôn kế bằng một bóng đèn có dòng điện 1 định mức là Id= 0,4A thì đèn sáng bình thường. Tính điện trở của đèn. U Hết Hình 2
2. PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO ĐÁP ÁN VÀ BIỂU CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN TẠO HUYỆN YÊN ĐỊNH NĂM HỌC 2007 – 2008 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP 9 - THCS Câu Nội dung Điểm 1 Gọi vận tốc người thứ 3 là V3 ( V3 > V2) Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ nhất cách A là: 2 S = v =8km 0,25 1 1 3 Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ hai cách A là: 1 S = v = 5km 0,25 2 2 3 Thời gian kể từ khi người thứ 3 xuất phát đến lúc gặp người thứ nhất là t, ta 0,25 8 có: v3.t = 8 + 12.t t = v3 12 Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ nhất là: 2,5đ 8.v3 0,25 S3 v3 .t v3 12 Lập luận tương tự như trên ta có: Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ hai là: 0,5 5v3 S4 = v3 - 15 Ta xét các trường hợp sau: +) TH1: Người 3 gặp người 1 trước. 0,5 5v3 8v3 10 Ta có: S4 – S3 = ∆S => - = v3 - 15 v3 - 12 3  15V3(V3 -12) – 24V3( V3-15) = 10(V3 – 12)(v3 – 15) 2  19V3 – 450 V3 + 1800 = 0 Giải trường hợp này ra ta có V3 ≈ 5,1 ( loại ) hoặc V3 ≈ 18,6 km/h +) TH 2: Người 3 gặp người 2 trước. 0,5 8v3 5v3 10 2 Ta có S3 – S4 = ∆S => - =  V3 – 90V3 + 1800 = 0 v3 - 12 v3 - 15 3 Giải trường hợp này ra ta có V = 30 km/h hoặc V = 60 km/h 3 3 Vậy vận tốc của người thứ 3 có thể đạt các giá trị: v1 60km / h;v2 30km / h;v3 18,6km / h Câu Gọi tiết diện của nhánh thứ nhất và nhánh thứ hai lần lượt là S1 và S2 2 Khi đặt m3 lên pittong thứ nhất: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ nhất ở sát dưới pittong, ta có: 10(m1 +m3 ) 10m2 0,25 = +h1d (1) S1 S2
3. Khi đặt m3 lên pittong thứ hai: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ hai ở sát dưới pittong, ta có: 10(m2 +m3 ) 10m1 0,25 = +h2d (2) S2 S1 3 1 Từ (1) và (2) thay các giá trị vào, giải ra ta được: S = ;S = 1,5đ 1 160 2 40 0,25 Áp suất do pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ nhất là: 10m1 0,25 P1 = =1600Pa S1 Áp suất do pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ hai là: 10m2 0,25 P2 = =1600Pa S2 Do áp suất của các Pitong tác dụng lên chất lỏng như nhau, nên các 0,25 Pitong ở cùng một độ cao. Câu Khi cân bằng nhiệt độ cao của nước bị giảm xuống, chứng tỏ đã có nước đá 3 chuyển thành nước. Gọi khối lượng nước đá đã tan là mt với thể tích khi ở trạng thái đá là V1 khi ở trạng thái nước là V2 , h1 là độ cao của cột nước đá đã bị nóng chảy. 0,25 V 1Dđ = V2Dn => h1SDđ = (h1 – 0,5) SDh => h1 = 5cm. Vậy đã có 1 khối lượng nước đá bị nóng chảy, nhiệt độ cân bằng là 00 C. 0,25 1,5đ 4 Ta có phương trình cân bằng nhiệt: 0,25 1 mđ.Cđ.( 0 – 30 ) + mđ. λ = mnCn ( t0 – 0 ) ( 1 ) 4 Mặt khác ta có thể tích của nước và đá ban đầu như nhau bằng một nửa thể 0,25 md mn tích mỗi bình, ta có : = => md = 0,9mn ( 2 ) Dd Dn 0,25 Thay ( 2 ) vào ( 1 ) ta được : 2,1 . 30. 0,9 mn + 0,25. 340. 0,9 mn = 4,2 mn t0 0 => t0 = 31,7 C. 0,25 4 1a)(1đ) - Khi K mở: [(R1 nt R2)//R4] nt R3. 0,25 2,5đ R12 = R1 + R2 = 12 . R12 R4 0,25 R124 = = 4 . R12 R4 RAB = R124 + R3 = 8 . 0,25 U AB -Số chỉ của ampe kế: Ia = I3 = IAB = = 0,75A. RAB 1b)(1đ) R2 R3 0,25 Khi K đóng, đoạn mạch được vẽ lại như sau: R23 = = 2  R2 R3 R234 = R23 + R4 = 8 
4. => R = 4  0,25 AB R 2 Vì R // R nên U = U = U 234 1 234 1 AB A R4 A B U AB 0,25 I234 = = 0,75A (+) R3 (-) R234 U23 = U2 = U3 = I234.R23 = 1,5V R1 0,25 U 2 Ia = I3 = = 0,375A R2 2)(0,5đ) Khi thay khoá K bằng R5 thì đoạn mạch được vẽ lại như sau: 0,25 R5 R1 C A B 0,25 R2 (+) (-) D R4 R3 0,25 - Khi dòng điện qua R2 = 0 nên mạch điện trên là mạch cầu cân bằng. Ta R1 R5 có: => R5 = 5,3  0,25 R4 R3 5 a) (1đ) Điện trở tương đương của mạch: 2,0đ (R2 R3 ).(R4 R5 ) 0,25 R= R1+ RMN = R1+ Thay số ta tính được: R= 40 . R2 R3 R4 R5 U - Dòng điện chạy qua R1 là I1= I= Thay số tính được: I1= I= 1,5A R 0,25 - Vì: (R2+R3) = (R4+R5) nên I2= I4= 0,5I = 0,75A - Hiệu điện thế trên R2 và trên R4 tương ứng là: U2= I2R2= 0,75.20= 15V, U4= I4R4= 0,75.40= 30V. 0,25 - Vậy số chỉ của vôn kế là UV= U4- U2 = 15V b)( 1đ) - Thay vôn kế bằng bóng đèn dòng điện qua đèn I D= 0,4A có chiều từ P 0,25 đến Q, nên: I3 = I2 - 0,4; I5= I4+ 0,4 Mà U2+ U3= U4 + U5 => 20I2+ 40(I2- 0,4) = 40I4+ 20(I4+ 0,4) => I2= I4+ 0,4 ; I = I2+ I4 = 2I4+ 0,4 Mặt khác: U1+ U4 + U5= U => 10(2I4+ 0,4)+ 40I4+ 20(I4+ 0,4) = 60 0,25 => I4 = 0,6A ; I2 = 1A Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn là: UD= U4 - U2 = 40.0,6 - 20.1= 4V U D 4 0,25 Điện trở của đèn là: RD= = = 10 ID 0,4 Nếu học sinh giải theo các cách khác đúng vấn cho điểm tối đa