Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2017-2018 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2017-2018 (Có đáp án)

1. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi: VẬT LÝ LỚP9 Thời gian: 90 phút Câu 1: (4điểm) Hai xe chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng với các vận tốc không đổi - Nếu đi ngược chiều thì sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe giảm đi 25km - Nếu đi cùng chiều thì sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe giảm đi 5km Tính vận tốc của mỗi xe? Câu 2: (4điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 90V, R1 = 40 ; R2 = 90  ; R4 = 20 ; R3 là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khóa K và dây nối. a.Cho R3 = 30 tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp : + Khóa K mở. + Khóa K đóng. b.Tính R3 để số chỉ của ampe kế khi K đóng cũng như khi K ngắt là bằng nhau. Câu 3: (4điểm) Một nhiệt lượng kế khối lượng m 1= 120 g, chứa một lượng nước có khối 0 lượng m2 = 600 g ở cùng nhiệt độ t1 = 20 C. Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180 g đã được nung nóng tới 100 C.0 Khi có cân bằng nhiệt nhiệt độ là t = 240 C. Tính khối lượng của nhôm và của thiếc có trong hỗn hợp. Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nước, của nhôm, của thiếc lần lượt là: c1 = 460J/kg.độ, c2 = 4200J/kg.độ, c3 = 900J/kg.độ, c4 = 230J/kg.độ Câu 4: (4điểm) Cho mạch điện như sơ đồ, ampe kế có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở rất lớn Biết R1= 4, R2 = 10, R3 = 15 và ampe kế chỉ 3A a. Tính điện trở của mạch b. Tính hiệu điện thế giữa 2 điểm M, N của nguồn và số chỉ vôn kế c. Tính cường độ dòng điện qua R2, R3 R2 R3 M R1 N Câu 5: (4điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình 1 chứa 10kg nước ở nhiệt độ 60 0C. Bình 2 chứa 2kg nước ở nhiệt độ 20 0C. Người ta rót một lượng nước ở bình 1 sang bình 2, khi có cân bằng nhiệt lại rót lượng nước như cũ từ bình 2 sang bình 1. Khi đó nhiệt độ bình 1 là 580C. a. Tính khối lượng nước đã rót và nhiệt độ của bình thứ hai. b. Tiếp tục làm như vậy nhiều lần, tìm nhiệt độ mỗi bình.
2. HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi : VẬT LÝ - LỚP 9 Nội dung Điểm Câu 1: (4 điểm) - Gọi s1, s2 là quãng đường mỗi xe đi được. Ta có: 1.0 s1 = v1.t s2 = v2.t - Theo đề: s1 + s2 = v1.t + v2.t = (v1 + v2).t 1.0 s1 - s2 = v1.t - v2.t = (v1 – v2).t v v 1 2 25 4 1.0 v v 1 2 5 4 Vậy: v1 + v2 = 100 v1 – v2 = 20 1.0 Suy ra: v1 = 60 km/h; v2 = 40km/h Câu 3: (4điểm) Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra là : 0.25 Nhôm : Q3 = m3 .C3 .(t2 - t ) 0.25 Thiếc : Q4 = m4 .C4 .( t2 - t ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ Nhiệt lượng kế : Q1 = m1 .C1 .(t - t1 ) 0.25 Nước : Q2 = m2 .C2 .( t - t1 ) 0.25 Khi cân bằng nhiệt : Q1 + Q2 = Q3 + Q 4 1.0 m1 .C1 .(t - t1 ) + m2 .C2 .( t - t1 ) = m3 .C3 .(t2 - t ) + m4 .C4 .( t2 - t ) (m1C1 m2C2 )(t t1 ) m3 .C3 + m4 .C4 = = t2 t 1.0 (0,12.460 0,6.4200)(24 20) = 135,5 100 24 m3 + m4 = 0,18 (kg) m3 .900 + m4 .230 = 135,5 1.0 Giải ra ta có m3 = 140 g ; m4 = 40 g Vậy kh ối l ượng của nhôm l à 140 gam kh ối l ượng của thiếc l à 40 gam Câu 4: (4điểm) a. Điện trở tương đương của R2,R3: 1 1 1 = + R R R 23 2 3 R 2.R3 0.5 R 23 = =6 (Ω) R 2 +R3
3. Điện trở tương đương của mạch RMN = R1 + R23 = 10() 0.5 b. Hiệu điện thế của mạch UMN = R. I = 30(V) 0.75 Số chỉ của vôn kế U23 = R23.I = 18(V) 0.75 c. Cường độ dòng điện qua R2, R3 U I = 23 = 1,8(A) 0.75 2 R 2 U23 0.75 I3 = =1,2 (A) R3 Thang Nội dung điểm a) Gọi khối lượng nước rót là m(kg); nhiệt độ bình 2 là t2 ta có: Nhiệt lượng thu vào của bình 2 là: Q1 = 4200.2(t2 – 20) 0,5 Nhiệt lượng toả ra của m kg nước rót sang bình 2: Q2 = 4200.m(60 – t2) Do Q1 = Q2, ta có phương trình: 4200.2(t2 – 20) = 4200.m(60 – t2) 0,5 => 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) Ở bình 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ: Q = 4200.(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m) 3 0,5 Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bình 2 rót sang là; Q4 = 4200.m(58 – t2) Do Q3 = Q4, ta có phương trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) 0,5 => 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trình: 2t2 40 m(60 t2 ) 2(10 m) m(58 t2 ) 0,5 0 2 Giải hệ phương trình tìm ra t2 = 30 C; m = kg 3 b) Nếu đổ đi lại nhiều lần thì nhiệt độ cuối cùng của mỗi bình gần bằng nhau và bằng nhiệt độ hỗn hợp khi đổ 2 bình vào nhau. Gọi nhiệt độ cuối là t ta có: Qtoả = 10. 4200(60 – t) 0,5 Qthu = 2.4200(t – 20); Qtoả = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 => t 53,30C + Khi K mở đoạn mạch được vẽ lại : 0,25 Câu 3 a 0,5 ( 5 đ ) R14.R2 ( 3đ) RAB = RAD + R3 = R3 = 66 0,25 R14 R2 0,25
4. U AB 0,25 IAB = = 1,36A RAB UAD = IAB . RAD = 48,96V U AD Số chỉ của ampe kế : Ia = I4 = 0,816A R 14 0,25 + Khi K đóng đoạn mạch được vẽ lại : A R1 _ + IAB B Ia 0,25 A I 234 R4 R2 D 0,25 R3 R3R4 R234 = R2 + R34 = R2 + = 102  0,25 R3 + R4 R1R234 0,25 Tính đúng : RAB = = 28,7 R + R 1 234 0,25 UAB I234 = = 0,88A R234 U34 = I234 .R34 = 10,56 V U34 => Ia = = 0,528A R4 + K mở : R14.R2 RAB = R3 = 36 +R3 R14 R2 U AD 54 Ia = I1 = I4 = (1) R 36 R b 14 3 + K đóng : (2đ) R3.R4 20R3 R34 = R3 R4 20 R3 90(20 R3 ) 20R3 R234 = R2 + R34 = 20 R3 9 20 R3 I2 = I34 = 180 11R3 180R3 U34 = I34 . R34 = 180 11R3 9R3 Ia = I4 = (2) 180 11R3 2 Từ (1) và (2) => R3 - 30R3 – 1080 = 0 Giải phương trình ta có : R3 = 51,1 ( Chọn ) R3 = - 21,1( Loại vì R3 < 0)