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

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

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN THẠCH THÀNH Năm học: 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 09/10/2017 (Đề thi gồm 02 trang) Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1 (3,0 điểm): Ba người đi Đxe đạp đều xuất phát từ A đi về B. Người thứ nhất đi với vận tốc v 1= 8km/h. Sau 15phút thì người thứ hai xuất phát với vận tốc là v 2 =12km/h. Người thứ ba đi sau người thứ hai 30 phút. Sau khi gặp người thứ nhất, người thứ ba đi thêm 30 phút nữa thì sẽ ở cách đều người thứ nhất và người thứ hai. Tìm vận tốc của người thứ ba. Câu 2 (3,0 điểm): Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có diện tích đáy là S = 150 cm 2 cao h = 30cm, khối gỗ được thả nổi trong hồ nước sâu H = 0,8m sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ bằng 2/3 trọng lượng riêng của nước và trọng lượng riêng của nước dn = 10000 N/m3. Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, hãy: a) Tính chiều cao phần chìm trong nước của khối gỗ? b) Tính công của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy H hồ theo phương thẳng đứng? Câu 3 (4,0 điểm): 0 Dùng một ca múc nước ở thùng chứa nước A có nhiệt độ t A = 20 C và ở thùng 0 chứa nước B có nhiệt độ tB = 80 C rồi đổ vào thùng chứa nước C. Biết rằng trước khi 0 đổ, trong thùng chứa nước C đã có sẵn một lượng nước ở nhiệt độ t C = 40 C và bằng tổng số ca nước vừa đổ thêm vào nó. Tính số ca nước phải múc ở mỗi thùng A và B để có nhiệt độ nước ở thùng C là 50 0C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, với thùng chứa và ca múc nước và coi khối lượng nước ở mỗi ca là như nhau. Câu 4 (4,0 điểm): Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và hợp với nhau một góc = 600. Một điểm sáng S nằm trên đường phân giác Ox của 2 gương, cách cạnh chung O một khoảng R=5cm 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. b) Gọi S1, S2 lần lượt là ảnh đầu tiên của S qua G1, G2. Tính khoảng cách giữa S1 và S2. c) Cho S di chuyển trên Ox ra xa O với vận tốc 0,5m/s Tìm tốc độ xa nhau của S1 và S2 Câu 5 (4,0 điểm): 1. Cho mạch điện như hình vẽ. Biết R1= 4  ; R2 =12  ; R3 = 3  ; R4 = R5 = 6  . Điện trở của ampe kế A và dây nối không đáng kể. a) Khi khóa K mở, ampe kế chỉ 1A. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở. b) Đóng khóa K, giữ nguyên hiệu điện thế UAB như trước. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của ampe kế. 1
2. 2. Có 2 loại điện trở : R 1=20 , R2=30 . Hỏi cần phải có bao nhiêu điện trở mỗi loại để khi mắc chúng nối tiếp thì được đoạn mạch có điện trở R= 200  Câu 6 (2,0 điểm): Cho một nguồn điện không rõ hiệu điện thế, một điện trở R chưa rõ giá trị, một ampe kế và một vôn kế loại không lí tưởng. Hãy trình bày cách xác định điện trở của R, của ampe kế và của vôn kế. Chú ý tránh những cách mắc có thể làm hỏng ampe kế. Hết Họ tên thí sinh: Chữ ký giám thị số 1: Số báo danh: Chữ ký giám thị số 2: - Thí sinh không được sử dụng tài liệu. - Giám thị coi thi không được giải thích gì thêm. 2
3. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2017 – 2018 MÔN: VẬT LÝ 9 Câu Nội dung Điểm Người thứ hai xuất phát trước người thứ ba là: 30 phút = 0,5 h Người thứ nhất xuất phát trước người thứ ba là: 15 phút + 30phút = 45 phút = 0,75 h 0.25 - Khi người thứ ba xuất phát thì người thứ nhất đã đi được quãng đường là: S = v .t = 8. 0,75 = 6(km) 0 1 0 0.25 - Thời gian người thứ ba đi đến gặp người thứ nhất: t= S 6 0 v3 v1 v3 8 0.25 - Khi người thứ ba ở giữa hai người thì: + Người thứ ba đi được quãng đường là: 6 0.25 l3 = v3.t3 = v3.(t + 0,5) = v3.( + 0,5) Câu 1 v3 8 + Người thứ hai đi được quãng đường là: (3điểm) l = v .t = v .(t + 0,5 + 0,5) = 12.( 6 + 1) 2 2 2 2 0.25 v3 8 + Người thứ nhất đi được quãng đường là: 6 l1 = v1.t1 = v1.(t + 0,5 + 0,75) = 8.( + 1,25) 0.25 v3 8 Ta có sơ đồ: A l 1 l 3 l 2 Theo dề bài ta có: l3 - l1 = l2 - l3 => l2 + l1 = 2.l3 0.5 120 12.v3 2 0.5 + 22 = + v3 v3 -18.v3 + 56 = 0 v 8 v 8 3 3 0.5 v3 = 14km/h (loại v3 = 4km/h, vì v3 < v1 < v2 vô lí) a) 1,5đ Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm trong nước là x (cm) thì phần gỗ nổi là: h - x (cm) + Trọng lượng khối gỗ: P = dg .Vg = dg.S.h 0.25 ( d là trọng lượng riêng của gỗ ) x g 0.25 + Lực đấy Acsimet tác dụng vào khối gỗ: FA = dn .S.x ; + Khối gỗ nổi nên ta có : P = FA 0.5 Câu 2 x = 20cm 0.5 b) 1,5đ (3điểm) Khi khối gỗ được nhấn chìm thêm một đoạn y thì phần chìm trong nước của khối gỗ tăng và bằng: x+y (cm) do đó lực đẩy Acsimet tăng lên và lực tác dụng lúc này sẽ là: 0.25 F = F’A – P= dn.S.(x+y) - dg.S.h. F= dn.S.y. Khi khối gỗ chìm hoàn toàn, lực tác dụng là: F = dn.S.( h - x ); 0.25 thay số và tính được F = 15N. 3
4. + Công phải thực hiện gồm hai phần : - Công A1 dùng để nhấn chìm khối gỗ vừa vặn tới mặt nước. Lực cần tác dụng vào khối gỗ sẽ tăng đều từ lúc y = 0 đến khi y = h-x vì thế giá trị trung bình của lực từ khi nhấn khối gỗ đến khi khối gỗ 0.25 vừa vặn tới mặt nước là F/2; Ta có: 1 A1 = .F.( h - x ) thay số tính được: A1= 0,75J 0.25 2 - Công A2 để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ ( lực F A lúc này không 0.25 đổi ) nên: A2 = F .s =F( H - h ); Thay số tính được A2= 7,5J 0.25 Vậy công tổng cộng là: A= A1+ A2 = 8,25J S1 G1 a) 1,5 điểm K S O 0.5 H ’ G2 S’1 Câu 3 - Vẽ hình đúng (0.5đ) S1 G1 1 (4điểm) - Nêu cách vẽ đúng ( 1đ) b) 1,5 điểm 300 300 I S Vẽ hình O 0.5 G2 S2 · 0 0.25 Xét tam giác cân OSS1 có góc SOS1 = 60 => Tam giác OSS1 đều. SS 1 = OS = R. Nối S1 với S2 cắt OS tại I => OS vuông góc với SS1 · 0 1 R Xét tam giác vuông ISS1 có IS S = 30 => IS = SS1 = . 1 2 2 0.25 2 2 2 2 R R 3 Và IS1 = SS IS = R = . 1 4 2 0.25 => S1S2 = R 3 = 5 3 (cm) 0.25 c) (1 điểm) Nhận xét: Khi S chuyển động đều ra xa O với vận tốc v thì khoảng cách giữa S1 và S2 tăng dần, giả sử ban đầu S  O => S1  S2  O. 0.25 Sau khoảng thời gian t (s) dịch chuyển thì S cách O một đoạn: OS = a (m) => t = a v 4
5. Từ kết quả phần b => Sau khoảng thời gian t (s) thì S 1 cách S2 một đoạn là : S1S2 = a 3 (m). 0.25 Vậy tốc độ xa nhau của S1 và S2 là : S S a 3.v 3 v/ = 1 2 = = v. 3 = 0,5. 3 = (m/s) t a 2 0.5 Gọi: c là nhiệt dung riêng của nước; m là khối lượng nước chứa trong một ca; n1 và n2 lần lượt là số ca nước múc ở thùng A và thùng 0.5 B do đó (n1 + n2) là số ca nước có sẵn trong thùng C. Nhiệt lượng do n1 ca nước ở thùng A khi đổ vào thùng C đã hấp thụ là: Q1 = n1.m.c(50 – 20) = 30cmn1 0.5 Nhiệt lượng do n2 ca nước ở thùng B khi đổ vào thùng C đã toả ra: Q2 = n2.m.c(80 – 50) = 30cmn2 Câu 4 Nhiệt lượng do (n1 + n2) ca nước ở thùng C đã hấp thụ là : 0.5 (4điểm) Q3 = (n1 + n2)m.c(50 – 40) = 10cm(n1 + n2) 0.5 Phương trình cân bằng nhiệt : Q + Q = Q 1 3 2 0.5 30cmn1 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn2 2n1 = n2 0.5 Vậy, khi múc n ca nước ở thùng A thì phải múc 2n ca nước ở thùng B 0.5 và số nước đã có sẵn trong thùng C trước khi đổ thêm là 3n ca. 0.5 1. (3điểm) a. (1,5 điểm) Khi K mở: + Vì điện trở của ampe kế A và dây nối không đáng kể nên chập điểm các điểm C, F, H do đó mạch gồm (R4 // R5) nt R3 0.25 + Không có dòng điện qua R , R I = I = 0 1 2 1 2 0.25 R4 R5 6.6 R45 3 ; Rm = R45 + R3 = 6  R4 R5 6 6 0.25 + I3 = I45 = Im = IA = 1A 0.25 + U = U = U = I R = 1. 3 = 3V 4 5 45 45 45 0.25 U4 3 + I4 I5 0,5A R4 6 0.25 b. (1,5 điểm) Khi K đóng: Chập điểm các điểm C, F với H; E với D ta được mạch: (R1//R2)//[(R4 //R5)nt R3] 0.25 Câu 5 Hiệu điện thế: UAB = IA Rm = 1. 6 = 6V U1= U2 = U 345 = U AB = 6V (4điểm) Cường độ dòng điện chạy qua các điện trở: U 6 I 1 1,5A ; 0.25 1 R 4 1 0.25 U2 6 I2 0,5A R2 12 U345 0.25 I3 = I45 = I345 = = 1A; R 345 0.25 I4 = I5= 0.5A 5
6. Cường độ dòng điện mạch chính: I m = I1 + I2 + I3 = 3A Xét tại nút C ta có số chỉ của Ampe kế là: 0.25 IA= Im - I1 = 3- 1,5 = 1,5 A 2. (1 điểm) Gọi x là số điện trở R1 = 20  ; y là số điện trở R2 = 30  . ĐK: x,y là số tự nhiên. Ta có: 20x + 30y = 200 => x + 3y/2 = 10 0.25 Đặt y/2 = t => x = 10 - 3t (1) Từ điều kiện: x,y là số nguyên và x≥ 0 => t t = 0,1,2,3 Thay vào (1) ta được bảng kết quả sau: 0.25 t 0 1 2 3 x 10 7 4 1 0.25 y 0 2 4 6 Vậy ta có các cặp sau: x= 10 , y= 0 0.25 x= 7, y= 2 x= 4, y=4 x=1, y=6 Bước 1: Mắc mạch điện như hình vẽ: (RA //RV) nt R 0.25 - Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U 1, còn U1 số chỉ ampe kế là I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA= ( 1) 0.25 I1 Bước 2: Để xác định điện trở của vôn kế, mắc ampe kế và vôn kế vào Câu 6 nguồn như hình 2: RA nt RV (2điểm) 0.25 Số chỉ của chúng là I2 và U2. Khi đó điện trở của vôn kế là: 0.25 U 2 RV= (2) I 2 Bước 3: Mắc lại mạch điện (RAnt R)// RV U1 Vôn kế chỉ U3, ampe kế chỉ I3. ta U3=I3(RA+R) = I3 ( +R) (3) I1 0.25 6
7. Từ (1), (2), (3) ta tính A A A BB được giá trị của R là: AA AV B 0.25 U U R= 3 - 1 I3 I1 V V 0.5 7