Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 - Vòng 2 - Năm học 2017-2018 - Phòng giáo dục và đào tạo Con Cuông (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi huyện môn Vật lý Lớp 9 - Vòng 2 - Năm học 2017-2018 - Phòng giáo dục và đào tạo Con Cuông (Có đáp án)

1. PHÒNG GD & ĐT CON CUÔNG KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH-VÒNG 2 NĂM HỌC 2017 – 2018 Đề chính thức Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1(4,0 điểm): Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc v1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v 2. Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian còn lại đi với vận tốc v2. Nếu xe đi từ N xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một lúc. Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h. a. Tính quãng đường MN. b. Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa. Câu 2(4,0 điểm): Bình A chứa 3kg nước ở 20 0C; bình B chứa 4kg ở 30 0C. Đầu tiên trút 1 ca nước từ bình A sang bình B. Sau khi cân bằng nhiệt, trút 2 ca nước từ bình B sang bình A. Nhiệt độ cân bằng của bình A là 24 0C. Tính nhiệt độ của bình B khi có cân bằng nhiệt và khối lượng của 1 ca nước. Cho rằng khối lượng của các ca nước bằng nhau và chỉ có sự trao đổi nhiệt của nước trong hai bình. Câu 3 (4,0 điểm): Hai gương phẳng G 1,G2 quay mặt phản xạ vào nhau và hợp với nhau một góc =60 0. Một điểm sáng S nằm trên đường phân giác Ox của 2 gương, cách O một khoảng R=10cm ( như hình vẽ). G1 a) Trình bày cách vẽ và vẽ một tia sáng phát ra từ S sau khi phản xạ lần lượt trên G1, G2 lại truyền qua S. S O 60 b) Gọi S1, S2 lần lượt là ảnh đầu tiên của S qua G1, G2. 0 x Tính khoảng cách giữa S1 và S2. G2 Câu 4(4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ : D R Đèn Đ1 loại 3V- 1,5W , đèn Đ2 loại 6V- 3W . 1 2 R1 Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N là UMN= 9V. D2 Am pe kế A và dây nối có điện trở không đáng kể . A a/ Điều chỉnh cho R1=1,2 và R2= 2 .Tìm số chỉ của am M N pe kế, các đèn sáng thế nào ? b/ Điều chỉnh R1 và R2 cho hai đèn sáng bình thường .Tìm R1 và R2 khi đó . Câu 5(4,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào mạch hiệu điện thế U = 2V, các điện trở R 0 = 0,5 D  ; R1= 1 ; R2 = 2 ; R3 = 6 ; R4= 0,5 ; R5 là R 1 R2 một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5 . Bỏ qua điện trở A _ A + Ro của am pe kế và dây nối . thay đổi giá trị R . Xác định R3 5 R4 giá trị R5 để : C a/ Am pe kế chỉ 0,2A R5 b, Am pe kế A chỉ giá trị lớn nhất . - Hết - Đề có 01 trang Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
2. PHÒNG GD& ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS HUYỆN CON CUÔNG NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn thi: Vật lý HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM CÂU YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG ĐIỂM a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1 S S S(v v ) t 1 2 (a) 1 0,25 2v1 2v2 2v1v2 Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2. Ta có: t t v v S 2 v 2 v t ( 1 2 ) ( b) 2 1 2 2 2 2 0,25 0,25 Theo bài ra ta có : t1 t2 0,5(h) 0,25 hay - Thay giá trị của v1 ; v2 vào ta có S = 60 km. 0,5 Thay S vào (a) và (b) ta tính được t1=2h; t2=1,5 h 0,5 b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp Câu 1 nhau. (4,0 đ) Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là: SM 20t nếu t 1,5h (1) 0,25 SM 30 (t 1,5)60 nếu t 1,5h (2) S 20t nếu t 0,75h (3) 0,25 N 0,25 S 15 (t 0,75)60 nếu t 0,75h (4) N 0,25 Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi 0,75 t 1,5h . 0,25 Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4): 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60 0,25 9 Giải phương trình này ta tìm được t h và vị trí hai xe gặp nhau 8 cách N là SN = 37,5km 0,5 Gọi khối lượng một ca nước là m (0<m<3); Gọi m1, m2 là khối lượng nước lúc đầu ở bình A, bình B Gọi nhiệt độ của bình B khi có cân bằng nhiệt là tB - Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần đổ 1 ca nước từ bình A sang bình B: cm(tB - 20) = c.m2(30 - tB) m(tB - 20) = 4(30 - tB) (1) 0,5 Câu 2 (4,0 đ) - Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần đổ 2 ca nước từ bình B trở lại bình A: c(m1- m)(24 - 20) = c.2m(tB - 24) 0,5 (3- m).4= 2m(tB - 24) (2) 0,5 120 20m t Từ (1) B m 4 (3) 0,5
3. 22m 6 t Từ (2) B m (4) 0,5 120 20m 22m 6 0,5 Từ (3) và (4) suy ra m 4 = m m2 - 13m +12 = 0 (m - 1)(m - 12) = 0 m=1(kg) hoặc m=12(kg) 0,5 Vì m ∆ OSS1 đều. 0,25  SS1 = OS = OS1= R. Tương tự: SS2 = OS = OS2= R. Nối S1S2 cắt OS tại I Ta có: OS1=OS2=SS1=SS2=>Tứ giác SS1OS2 là hình thoi => OS vuông góc với SS1 I·S S Xét tam giác vuông ISS1 có góc1 = 300 1 R 0,25 => IS = 2 SS1 = 2 . 0,25 2 2 R R 3 SS 2 IS 2 R 0,5 =>IS1 = 1 = 4 = 2 .
4. => S1S2 =2.IS1= R3 =103 (cm) 0,5 Mạch điện được mắc R1 nt(Đ2//(R2 nt Đ1)) 0,25 Điện trở của bóng đèn Đ1 và Đ2 lần lượt là : 2 2 2 2 ud1 3 ud 2 6 0,25 Rd1= 6 ; Rd2= 12 pd1 1,5 Pd 2 3 D1 a, Khi điều chỉnh R1=1,2 ; R2= 2 khi đó điện trở tương đương đoạn mạch là Rd 2 (R2 Rd1) RMN= R1+ = 6  0,25 Rd1 Rd 2 R2 D2 Cường độ dòng điện mạch chính là : U MN 9 I= IA= =1,5A => số chỉ am pe kế là 1,5 A 0,25 RMN 6 Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn Đ2 là : U =U - U =9- I.R =9-1,5.1,2 =9-1,8= 7,2 V >U suy ra lúc d2 MN 1 1 đm2 0,25 này bóng đèn Đ2 sáng hơn lúc bình thường Hiệu điện thế hai đầu bóng đèn Đ1 là : Ud 2 7,2 Ud1= .R .6 5,4V >Udm1 suy ra bóng đèn D1 sáng R R d1 2 6 0,25 Câu 4 d1 1 hơn lúc bình thường (4.0 đ) b, Điều chỉnh R1 và R2 sao cho cả hai bóng sáng bình thường khi đó Hiệu điện thế hai đầu bống đèn Đ2 là Ud2=6V cường độ dòng điện là Pd 2 3 Id2= 0,5A 0,25 Ud 2 6 Hiệu điện thế hai đầu bóng Đ1 là Ud1=3V ,cường độ dòng điện là : Pd1 1,5 Id1= 0,5A suy ra 0,25 Ud1 3 Cường độ dòng điện qua điện trở R2 là I2=Id1= 0,5A 0,25 Vậy hiệu điện thế hai đầu R2 là : U2= Ud2-Ud1= 6-3=3V 0,25 U2 3 Vậy phải điều chỉnh điện trở R2 có giá trị là: R2= 6  0,25 I2 0,5 - Hiệu điện thế hai đầu R1 là U1= UMN- Ud2=9-6=3V 0,25 Cường độ dòng điện qua R1 là I1= Id2+I2=0,5+ 0,5= 1A 0,5 Do đó phải điều chỉnh điện trở R1 có giá trị là : U1 3 R1= 3 R1 1 0,5
5. Mạch điện được vẽ lại như hình vẽ : R _ 0 + U R4 R R 5 C 3 A B A R R1 2 D R4ntR5 / /R1 nt R 3 / / R2 ntR0 0,25 a, Kí hiệu điện trở đoạn AC là x suy ra x= 0,5 +R5 R1x R2 R3 Điện trở tương đương toàn mạch là : Rtm =R0 + 0,25 R1 x R2 R3 x 2.6 x 3x 2 Thay số vào ta có : Rtm= 0,5+ = 2+ = x 1 2 6 x 1 x 1 0,5 Cường độ dòng điện mạch chính U 2 x 1 Câu 5 I= 0,5 R 3x 2 (4.0 đ) tm Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC (chứa x) : 2 Ix= 0,25 3x 2 x 1 Cường độ dòng điện qua R3 là I3= 0,25 2(3x 2) x 1 2,5 1 Xét nút C IA=I I mặt khác ta thấy 1,75 2 nên x 3 2 2 x 1 2 R =0,5 5 0,5 b, Từ ý a, ta có 3 x 3 x 3 1 IA= = 0,25 4 2(3x 2) 6x 4 6x 4 6x 4 6 x Với x biến đổi từ 0,5 đến 3 0,25 Vì vậy IA lớn nhât khi x nhỏ nhất vậy x=0,5 => R5=0 0,25 Thay vào ta tính được IA lớn nhất bằng IA max= 0,357A 0,25