Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 THCS - Bảng A - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 THCS - Bảng A - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG A Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4 điểm). Hai bạn Anh và Bình cùng chạy đua từ điểm A trên đường A C D cái đến điểm B trên cánh đồng như hình 1. Điểm B cách đường cái một l khoảng BD = l = 240m; AD = 320m. Biết tốc độ tối đa của mỗi bạn trên B đường cái là v1 và trên cánh đồng là v2 = 0,6v1. Hình 1 a) Bạn Anh quyết định chạy theo đường thẳng từ A đến B còn bạn Bình 4 chạy trên đường cái một đoạn AC AD rồi mới chạy trên cánh đồng theo đường thẳng CB. Cho rằng 5 các bạn đó đều chạy với tốc độ tối đa, bạn nào sẽ đến B trước? b) Tìm các vị trí C thích hợp để Bình đến B trước Anh. Vị trí nào của C sẽ giúp Bình tới B nhanh nhất? Câu 2 (4 điểm). Một bể chứa nước, ban đầu chưa có nước. Người ta cho nước chảy vào bể từ một vòi trộn nối với hai ống. Mỗi ống có một cái van để điều chỉnh lưu lượng nước trong ống từ 0 đến giá trị cực 0 0 đại J0 = 1 lít/s. Trong các ống, nước chảy ra với nhiệt độ t 1 = 10 C và t2 = 50 C. Cho rằng nước chỉ trao đổi nhiệt với nhau, không truyền nhiệt cho bể và môi trường xung quanh. a) Mở hết cỡ van của cả hai ống, tính nhiệt độ trong vòi trộn khi có cân bằng nhiệt. b) Tìm lưu lượng nước chảy ra từ mỗi ống (theo đơn vị lít/phút) để sau khi nước bắt đầu chảy vào bể được một khoảng thời gian 15 phút thì nước trong bể có thể tích 60 lít và nhiệt độ 350C. Câu 3 (4 điểm). Một mạch điện gồm một số rất lớn ô mạng, mỗi ô gồm một điện trở và hai vôn kế mắc như hình 2. Các vôn kế đều giống nhau. Mạch điện được mắc r r r V vào mạng điện có hiệu điện thế không đổi U. Cặp vôn kế đầu V1 3 V5 tiên V1 chỉ 6V và V2 chỉ 4V. U V2 V4 V6 a) Tìm số chỉ của cặp vôn kế thứ hai. b) Tính tổng số chỉ của các vôn kế trong mạch điện. Hình 2 Câu 4 (5 điểm). 1. Cho mạch điện như hình 3, hiệu điện thế giữa hai điểm A và B A B không đổi và có giá trị là U = 12V; điện trở r = 2Ω; biến trở con chạy R . Bỏ qua điện x U trở của dây nối và con chạy của biến trở. Điều chỉnh biến trở Rx đến giá trị nào để công suất tiêu thụ trên chính nó cực đại? Tính giá trị cực đại đó. r Rx 2. Trong một thí nghiệm người ta cần một dòng điện không đổi có cường độ 1,1A chạy Hình 3 qua một máy, khi ấy máy có hiệu điện thế không đổi bằng 55V. Một ổ cắm điện dùng làm nguồn có hiệu điện thế không ổn định mà dao động xung quanh trị số 220V. Muốn cho hiệu điện thế trên máy luôn luôn không đổi là 55V, người ta dùng thêm một biến trở ghi 620Ω - 350W. a) Vẽ sơ đồ mạch điện để biến trở không bị cháy hỏng. b) Hiệu điện thế ở ổ cắm điện chỉ được phép thay đổi trong khoảng giá trị nào? Câu 5 (3 điểm). Cho gương phẳng OA tựa vào tường dưới góc α = 60 0 như hình 4. M A Một người có mắt tại M và chân tại N tiến đến gần gương, khoảng cách từ mắt đến chân là h = 1,6m. α a) Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của mắt mình trong gương. N O H b) Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của chân mình trong gương. Hình 4 Hết (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm) Họ tên thí sinh: . SBD: 0
2. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP THCS ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG A Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Ý HD giải Điểm 1 a AB 400 Thời gian An chạy t 4đ 3đ 1 1 v2 0,6v1 AC CB 402 Thời gian Bình chạy t2 1 v1 v2 0,6.v1 Thay số ta chứng minh được t2 t1 , Anh đến B trước Bình. 1 b Đặt x = CD 1đ AD 400 t 1 v 0,6v 2 1 0,25 AC CB 320 x x2 2402 320 x2 2402 0,6x 320 y t2 v1 v2 v1 v2 v1 0,6v1 v1 0,6v1 t1 t2 0 400 320 y 400 192 y t1 t2 0 0,6v1 v1 0,6v1 0,6v1 0,25 208 y 0 0,64x2 249,6.x 14336 0 70m x 320m . Hay 0 AC 250m 320 y Khảo sát t2: t2 v1 0,6v1 0,25 2 2 Để t2 cực tiểu thì y phải cực tiểu y=x 240 0,6x 0,64x2 1,2y.x (2402 y2 ) 0 0 y 192 b Vậy y 192 x =180m. Khi đó AC=140m 0,25 min 2a 2 a Gọi lưu lượng nước chảy trong các vòi là J1; J2. 4đ 2đ Lưu lượng nước vòi trộn là J; 0,5 Ta có: J = J1 + J2. Nhiệt lượng vòi nóng tỏa ra truyền cho vòi lạnh, theo phương trình cân bằng 0,25 nhiệt: m1c t t1 m2c t2 t m1 t t1 m2 t2 t 0,25 m m 1 t t 2 t t 0,25 t 1 t 2 1
3. J1t1 J2t2 J1 t t1 J2 t2 t t 0,25 J1 J2 Nếu mở hoàn toàn cả 2 van thì lưu lượng nước trong vòi trộn sẽ là 2J0 với t t 0,5 nhiệt độ: t 1 2 300 C . 0 2 b Gọi V1; V2 lần lượt là thể tích nước lạnh và nước nóng chảy vào bồn trong 2đ thời gian T = 15 phút. 0,25 Phương trình cân bằng nhiệt: m1c t t1 m2c t2 t m1 DV1 Ta có: DV1c t t1 DV2c t2 t V1 t t1 V2 t2 t 0,5 m2 DV2 5 Thay số, ta được: V 35 10 V 50 35 V V . 1 0,25 1 2 2 3 1 Ta lại có: V1 V2 60. 2 . 0,25 Từ (1) và (2), ta có: V1 = 22,5 (lít); V2 = 37,5 (lít). 0,25 Vậy lưu lượng của vòi lạnh và vòi nóng lần lượt là: V 22,5 V 37,5 0,5 J 1 1,5 l / ph ; J 2 2,5 l / ph 1 T 15 2 T 15 3 a Vì mạch điện là vô hạn nên ta thêm vào đầu mạch một ô mạch nữa thì điện 1 4đ 3đ trở của mạch vẫn không thay đổi. Ta vẽ lại mạch điện như hình bên r V1 R 0,5 U R V2 X RX Ta có: R r X 0,25 R X 6 4 4 0,25 R R X R r U 2 V 0,25 3 r U = (2+4+6) = 12 (V) 0,25 1 1 U U; U U . 0,5 V1 2 V2 3 b 1 1 4 Nên tương tự suy ra: U U 2 V ; U U V 0,5 1đ V3 2 V2 V4 3 V2 3 4 10 10 10 1 1 1 A 4 6 2 10 2 n 10 1 2 n 10B 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 B 1 2 n 1 B 1 2 n n 1 B 0 3 3 3 3 3 3 3 3 0,5 2 3 B 1 B 3 2 A 10B 15 V 2
4. 4 1. U Ta có: I 0,5 5đ 3đ r Rx 2 2 RxU Px Rx I 2 0,5 Rx r U 2 Px 2 r 0,5 R x Rx r Để (Px)max thì mẫu số đạt cực tiểu, suy ra: Rx Rx r 2  1 Rx U 2 P 18 W 0,5 max 4r 2.a 350 Biến trở chịu được dòng điện lớn nhất là: I 0,75 A 1,1 A 0,5 1đ m 620 Vậy để đảm bảo biến trở không bị cháy, ta mắc A B mạch như hình vẽ. R 0,5 M C N M 2.b Ta có: U AB U M UCB 55 1,1RCB . 1đ Gọi dòng điện qua MC là I1; dòng điện qua CN là I2. Nếu: I = 0,75A thì I = 0,35A. 1 2 0,25 Ký hiệu x là điện trở của MC, thì điện trở của đoạn CN là (620 – x) I 620 x 0,75 Ta có: 1 x 197,3  . I2 x 0,35 197,3 620 197,3 R 134,5  UAB = 55 + 1,1.134,5 = 203 (V). 0,25 BC 620 Nếu I2 = 0,75A thì I1 = 0,35A và kết quả giống như trên. 0,25 R Khi con chạy C ở giữa biến trở thì R : 2 155  BC 2 U = 55 + 1,1.155 = 225 (V). AB 0,25 Vậy khi con chạy dịch chuyển từ giữa biến trở ra hai bên thì đảm bảo các yêu cầu. Hiệu điện thế ở ổ cắm cho phép thay đổi trong khoảng 203V ≤ UAB ≤ 225V. 3
5. 5 a M A 3đ 1đ α 0,5 N O H M1 Ta thấy MM1 vuông góc với OA; 0,5 N·MO 600 NO h tan 1,6 3 m 2,77(m) b M A 2đ α G h 0,25 α N O H M1 Để mắt người đó nhìn được ảnh chân của mình trong gương thì M1 nằm trên sàn Gọi đoạn NO = x. 0,25 Ta có: x OM tan N·MM 1 tan x OM h tan 1,6 3 2,77 m 1 h 1 h MM 2h 3,2 m 0,5 1 cos · GM1 GM1 MM1 2h sin sin GOM1 OM1 1,85 0,5 OM1 sin 2sin 3 h x h tan 0,92 m 0,5 sin 4