Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 THCS - Năm học 2014-2015 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Cư M'gar (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 THCS - Năm học 2014-2015 - Phòng giáo dục và đào tạo huyện Cư M'gar (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP 9 THCS HUYỆN CƯ M’GAR NĂM HỌC 2014 - 2015 Khóa thi: Ngày 13/01/2015 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: (4.0 điểm). a. Một cái cốc hình trụ, tiết diện đều, chứa một lượng nước và một lượng thủy ngân cùng khối lượng. Độ cao tổng cộng của các chất lỏng trong cốc là H = 146 cm. Tính áp suất của các chất 3 lỏng tác dụng lên đáy cốc, biết khối lượng riêng của nước và thủy ngân lần lượt là D1= 1g/cm ; D2 = 13,6g/cm3. b. Một người đi xe đạp với vận tốc 14,4 km/h trên một đoạn đường song hành với đường sắt (đường tàu // với đường bộ). Một tàu lửa dài 120m chạy vượt qua người đó mất 6 giây kể từ lúc đầu tàu gặp người đó cho đến khi đuôi tàu rời xa người đó. Coi hai chuyển động trên là các chuyển động đều và chạy cùng chiều). Tính vận tốc của tàu lửa. Bài 2: (4.0 điểm) o Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m ở nhiệt độ t1 = 23 C, cho vào nhiệt lượng kế o một khối lượng m nước ở nhiệt độ t 2. Sau khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ là 50 C. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là c 1 = 900J/Kg.K, c2 = 4200J/kg.K, không có mất nhiệt của hệ với môi trường xung quanh. a. Tính nhiệt độ t2 của nước trước khi đổ vào nhiệt lượng kế. b. Ta lại tiếp tục đổ vào nhiệt lượng kế trên một lượng 2m một chất lỏng khác(không tác o dụng hóa học với nước) ở nhiệt độ t 3 = 30 C, khi có cân bằng nhiệt lần thứ hai nhiệt độ của hệ mới lại giảm 10 oC so với nhiệt độ cân bằng lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đó? Bài 3: (4.0 điểm) K Cho mạch điện như sơ đồ hình vẽ (H.1) A ♀ UAB = 6V. Khi K mở, ampe kế A1 chỉ 1,2A. Khi K đóng ampe kế A1 chỉ 1,4A, ampe kế A2 chỉ 0,5A. Bỏ qua điện trở của ampe kế, dây nối. a. Tính R1, R2, R3. - b. So sánh công suất của mạch điện AB khi K mở B ○ (H.1) và khi K đóng. Bài 4: (5.0 điểm) Cho hai bóng đèn Đ1(6V - 0,6W) và Đ2(6V - 2,4W). a. Mắc nối tiếp hai đèn này vào giữa hai điểm của mạch điện có hiệu điện thế 12V thì có nguy hiểm gì không? Tại sao? b. Có thể mắc nối tiếp hai đèn này vào giữa hai điểm có hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để không đèn nào bị hỏng? c. Để các đèn sáng bình thường khi mắc chúng vào hai điểm có hiệu điện thế 12V, người ta dùng thêm một biến trở. Hỏi phải mắc chúng như thế nào và điện trở của biến trở đã tham gia vào mạch khi đó bằng bao nhiêu? (Cho rằng hiệu điện thế sử dụng vượt quá hiệu điện thế định mức thì đèn hỏng) Bài 5: (3.0 điểm) a. Đèn pin là một sản phẩm được chế tạo dựa trên nguyên lý sự truyền ánh sáng qua các môi trường. Giải thích vì sao ánh sáng của đèn pin sẽ sáng hơn nhiều khi đặt bóng đúng vị trí thích hợp trong chóa đèn. Vị trí đó là vị trí nào? (mô tả bằng cách vẽ một tia sáng từ đèn qua chóa đến vật được chiếu sáng) coi rằng bóng đèn pin là điểm sáng. b. Một điểm sáng S và hai ảnh của nó tạo thành bởi hai gương phẳng nằm tại ba đỉnh của một tam giác đều. Xác định (bằng cách vẽ) vị trí của hai gương đó và tìm góc hợp thành bởi hai gương. HẾT
2. PHÒNG GD & ĐT CƯ M’GAR HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC: 2014-2015 MÔN : VẬT LÝ – LỚP 9 Bài/ Nội dung trình bày được Điểm Câu Bài 1: 4.00 đ 4.0 đ - Gọi diện tích đáy của hình trụ là S, chiều cao của cột thủy ngân là h1, của 2,50đ Câu a: nước là h2; từ bài ra ta có: 0,25đ 2,5 đ + Trọng lượng của cột thủy ngân là : P1 = D1. S. h1.g (1) 0,25đ + Trọng lượng của cột nước là : P2 = D2. S. h2.g (2) 0,25đ + Vì cùng khối lượng nên: P1= P2 => D1. S. h1.g = D2. S. h2.g (3) 0,50đ + Vậy áp suất của hai chất tác dụng lên đáy trụ là: F P2 P2 P = = (D1. S. h1.g + D2. S. h2.g)/S = (D1.h1 + D2. h2).g (4) S S 0,50đ D h D D h h H + Từ (3) ta có: 1 2 hay 1 2 2 1 0,25đ D h D h h 2 1 2 1 1 0,25đ D2.H + giải được h1 = hoặc = 31,7 (cm) và h2 = H – h1 D1 D2 + Thay số vào (4) tính được áp suất lên đáy cốc là: h2 2D D .H H P = 1 2 .10 = 27200 N/m2 0,50đ D1 D2 h1 Câu b: - Lập luận được trong thời gian 6 s 1,50đ 0,25đ 1,50đ + Xe đạp đi được đoạn đường S1 = v1. t + Vận tốc của xe đạp v1 = 14km/h = 4m/s 0,25đ + Sau 6 giây xe đạp đi được: S1 = 4.6 = 24(m) 0,25đ + Tàu lửa đi được quảng đường bằng đoạn đường xe đạp + chiều dài tàu + Vậy tàu lữa đi được S2 = S1+l = 144 (m) 0,25đ + Vận tóc của tàu lữa là: v2 = S2/t = 144/6 = 24 (m/s) 0,25đ + (sơ đồ = 0,25đ) S1 0,25đ S2 Bài 2: a) – Nhiệt lượng của nước tỏa ra và nhiệt lượng kế thu vào khi có cân bằng 4.0 điểm 4.0 điểm nhiệt lần 1 ta có phương trình: 2,00đ 2,00đ mc1(t – t1) = mc2(t2 – t) 0,50đ => c1(50 – 23) = c2(t2 – 50) hay 27c1 = c2t2 – 50c2 0,50đ 27c1 50c2 27.900 50.4200 Giải ra được: t2 = = = c2 4200 0,50đ = (24300 + 210000)/4200 ≈ 55,8 oC - Vậy nhiệt độ của nước trước khi đổ vào nhiệt lượng kế là 55,8 oC 0,50đ Câu b: b) Khi đổ 2m chất lỏng mới vào nhiệt lượng kế trên do nhiệt độ cân bằng lần 2,00đ 2.00đ hai giảm so với lần 1 chứng tỏ chất lỏng thu nhiệt, nhiệt lượng kế và nước trong nhiệt lượng kế tỏa nhiệt. Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt lần 2 là: (c1m + c2m)(t - t’) = 2mc3(t’ – t3) (1) 0,50đ t là nhiệt độ cân bằng lần một = 50 oC, 0,25đ t’ là nhiệt độ cân bằng lần hai nên t’ = 40 oC 0,25đ + Rút gọn m ở 2 vế và thay t, t’, t3 vào (1) ta tính được: 0,50đ (c1 + c2).10 = 2c3(40-30) => c3 = 10(900 + 4200)/2.10 = 2550(J/kg.K) 0,50đ
3. Bài 3: a. Tìm giá trị các điện trở: 4,00đ C K 4,00đ - Khi K mở chỉ có R1 và R2 hoạt động A ♀ 3,00đ Câu a: nên ta có: I1R1 + I1 R2 = UAB (1) 0,25đ 3,00đ - Khi K đóng R1 nối tiếp với đoạn mạch(R2//R3) + Ta có: I1’ = I2’ + I3 hay I2’ = I1’ – I3 (2) 0,25đ + Tính chất hiệu điện thế của đm AB - Từ hình (H.1) ta có: B ○ 0,25đ (H.1) D UAB = UAC + UCB = R1I1’ + I2’R2 (3) 0,25đ + Thay các giá trị cường độ vào (1), (2), (3) và UAB ta có hệ PT: + 1,2(R1 + R2) = 6 0,25đ 1,4R1 + 0,9R2 = 6 0,25đ + Giải hệ PT ta được: 1,2R1 + 1.2R2 = 6 (1’) ta được R1 = 3(Ω); R2 = 2(Ω) 0,50đ 1,4R1 + 0,9R2 = 6 (2’) + Tìm R3 = UCD/ 0,5 = 1,8/ 0,5 = 3,6(Ω) 0,50đ b. So sánh công suất của mạch AB khi K mở và đóng: 1,00đ Câu b: + Gọi N là tỷ số của công suất của mạch AB trong hai trường hợp ta có: 1,00đ P P U I I 1,2 N = AB = AB = AB AB = AB = 6/7 ' ' ' ' ' 1,00đ P AB P AB U AB I AB I AB 1,4 Bài 4: a. – Mắc nối tiếp hai đèn này vào hiệu điện thế 12V thì: 5,0đ 5,0đ - Do hai đèn có cùng hiệu điện thế định mức nhưng công suất khác nhau nên 2.0đ Câu a: điện trở của chúng khác nhau 0,25đ 2,0đ + Từ các số định mức trên mỗi đèn ta có điện trở của chúng là: + Từ công thức: P = UI = U.U/R = U2/R hay: R = U2/P 0,25đ + Điện trở của đèn 1 là: R1 = 6.6/0,6 = 60(Ω) 0,50đ + Điện trở của đèn 2 là: R2 = 6.6/2,4 = 15(Ω) 0,50đ - Khi mắc nt hiệu điện thế của mỗi điện trở thành phần tỷ lệ với điện trở của chúng nên U1= 4U2. Vậy đèn 1 sẽ cháy ngay lập tức. 0,50đ Câu b: b. Tìm hiệu điện thế lớn nhất để mắc nối tiếp không đèn nào hỏng: 1,50đ 1,50đ + Từ câu a. ta có điện trở của hai đèn khi mắc nối tiếp là: 75 (Ω) 0,25đ + Cường độ định mức của mỗi đèn là: I1 = U1/R1 = 0,1(A) 0,25đ I2 = U2/R2 = 0,4 (A) 0,25đ + Để cả hai không bị cháy thì cường độ qua chúng như nhau và phải bằng cường độ định mức dụng cụ có Iđm nhỏ nhất = 0,1(A). 0,25đ + Vậy hiệu điện thế lớn nhất để đặt vào hai đèn mắc nối tiếp là: Untmax = Iđmmin .R = 0,1A . 75 Ω = 7,5V 0,50đ Câu c: c. Tìm cách mắc biến trở với các đèn để chúng sáng bình thường: 1,50đ - Do hiệu điện thế định mức của mỗi đèn nhỏ hơn U nên bỏ cách mắc bất cứ 1,50đ đèn nào vào giữa hai điểm có U = 12V mà phải mắc chúng nối tiếp vào U 0,25đ - Lập luận mắc biến trở song song với một trong hai điện trở + (B.trở //Đ1)nt Đ2 . Khi đó (Rx//R1) = R2 = 15 (Ω) => Rx = 20(Ω) (1) 0,50đ + B.trở nt(Đ1//Đ2). Khi đó Rx = R12 (R1//R2) =12(Ω) 0,25đ + (B.trở //Đ2)nt Đ1, khi đó (Rx//R2) = R1 = 60 (Ω) => Không tồn tại Rx 0,25đ + Phân tích chỉ lựa chọn (1) và vẽ đúng sơ đồ: 0,25đ
4. Bài 5: a. 3 điểm 3,00đ 1,50đ Câu a: - Do đèn pin đã được vận dụng định luật phản xạ ánh sáng trên gương cầu lỏm 0,5 đ 1,50đ - Nhờ chóa đèn là gương cầu lỏm và trong không khí ánh sáng truyền theo đường thẳng do đó phần ánh sáng từ bóng đèn tới gặp chóa đèn bị phản xạ trở lại về phía cần chiếu sáng nên ánh sáng chiếu vào vật sẽ sáng hơn nhiều so với khi không có chóa 0,5đ + Giải thích qua hình vẽ Thí sinh vẽ được cơ bản (H.2) 0,50đ Câu b: b. – Xác định vị trí của hai gương: ☼ 1,50đ ’ S 1,50đ + Từ đề bài S là ảnh của S qua G1 H.2 Nên G1 phải nằm trên trung trực của SS’(Tính chất ảnh đối xứng qua gương) ta xác định được vị trí của G1 0,25đ + Tương tự ta xác định được vị trí của G2 trên hình (H.3) 0,25đ + Phương của hai gương giao nhau tại O * S + Do tam giác SS’S’’ đều (gt) nên G Góc S’SS’’= 60○ G1 2 0,25đ + OG1 và OG2 thứ tự vuông góc với SS’ và S’’S nên ta có: * O 0,25đ Góc hợp bỡi hai gương là: ’’ ’ ’’ ○ ○ ○ ○ * * S Góc S SS = 360 - 180 - 60 = 120 S’ 0,50đ (H.3)