Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Trường THCS Phương Trung (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Trường THCS Phương Trung (Có đáp án)

1. Phòng GD &ĐT Thanh Oai ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Trường THCS Phưương Trung Năm học 2013-2014 m«n VËt lý 9 N¨m häc: 2013 - 2014 Thêi gian lµm bµi: 150 phót Bài 1: ( 4 điểm) Một thanh thẳng AB khối lượng m = 280 g, chiều dài l = 50 cm, tiết diện đều S= 2cm2 được treo nằm ngang bằng 2 dây mảnh song song vào 2 điểm cố định như hình vẽ. Biết trọng tâm thanh cách đầu A một khoảng l a) Tính sức căng của mỗi dây. b) Đặt một chậu chất lỏng khối lượng riêng 750kg/m 3 cho thanh chìm hẳn trong chất lỏng mà vẫn nằm ngang. Tính sức căng của sợi dây khi đó? Bµi 2(3 ®iÓm) Hai vËt chuyÓn ®éng th¼ng ®Òu trªn cïng mét ®­êng th¼ng. NÕu chóng chuyÓn ®éng l¹i gÇn nhau th× cø sau 5 gi©y kho¶ng c¸ch gi÷a chóng gi¶m 8 m. NÕu chóng chuyÓn ®éng cïng chiÒu (®é lín vËn tèc nh­ cò) th× cø sau 10 gi©y kho¶ng c¸ch gi÷a chóng l¹i t¨ng thªm 6m. TÝnh vËn tèc cña mçi vËt. Bµi 3(5®iÓm): Mét thau b»ng nh«m cã khèi l­îng 0,5kg ®ùng 2lÝt n­íc ë 200C. a, Th¶ vµo thau nh«m mét thái ®ång cã khèi l­îng 200g lÊy ë lß ra thÊy thau n­íc nãng lªn ®Õn 21,20C. T×m nhiÖt ®é cña thái ®ång. Bá qua sù trao ®æi nhiÖt ra ngoµi m«i tr­êng. BiÕt nhiÖt dung riªng cña n­íc, nh«m, ®ång lÇn l­ît lµ 4200J/kg.K; 880J/kg.K; 380J/kg.K b, Thùc ra trong tr­êng hîp nµy nhiÖt l­îng to¶ ra ngoµi m«i tr­êng b»ng 10% nhiÖt l­îng cung cÊp cho thau n­íc. T×m nhiÖt l­îng thùc sù bÕp cung cÊp vµ nhiÖt ®é cña thái ®ång? c, NÕu tiÕp tôc bá vµo thau n­íc mét thái n­íc ®¸ cã khèi l­îng 100g ë 00C. N­íc ®¸ cã tan hÕt kh«ng? T×m nhiÖt ®é cuèi cïng cña hÖ thèng hoÆc n­íc ®¸ cßn
2. sãt l¹i kh«ng tan hÕt? BiÕt cø 1kg n­íc ®¸ nãng ch¶y hoµn toµn thµnh níc ë 00C ph¶i cung cÊp cho nã mét l­îng nhiÖt lµ 3,4.105J. Bài 4: ( 4 ®iÓm). M¹ch ®iÖn cã s¬ ®å nh­ h×nh vÏ . trong ®ã R1 = 12 R2 = R3 = 6 ; UAB 12 v RA 0 ; Rv rÊt lín. A R1 R3 B a. TÝnh sè chØ cña ampekÕ, v«n kÕ vµ R2 c«ng suÊt thiªu thô ®iÖn cña ®o¹n m¹ch AB. b. §æi am pe kÕ, v«n kÕ cho nhau . Th× am pe kÕ vµ v«n kÕ chØ gi¸ trÞ bao nhiªu. TÝnh c«ng xuÊt cña ®o¹n m¹ch ®iÖn khi ®ã C©u 5: ( 4 ®iÓm) Mét tia s¸ng SI tíi mét g­¬ng ph¼ng hîp víi ph­¬ng n»m ngang mét gãc 600. Hái ph¶i ®Æt g­¬ng hîp víi mÆt ph¼ng n»m ngang mét gãc bao nhiªu ®é ®Ó tia ph¶n x¹ cã ph­¬ng. a. N»m ngang b. Th¾ng ®øng.
3. Đáp án và biểu điểm: Bài 1 : ( 4 điểm) a , ( 2 điểm) Gọi G là trọng tâm của thanh AB. Theo bài GA= GB = GA= GB Gọi P là trọng lưượng của thanh. Trọng lưượng P đặt tại G được phân thành 2 phần đặt tại A, phưương thẳng đứng, chiều từ trên hướng xuống dưới. đặt tại B, phưương thẳng đứng, chiều từ trên hướng xuống dưới. Theo quy tắc hợp lực song song cùng chiều ta có Do thanh nằm ngang, các dây treo song song nên lực căng của mỗi dây tại A và B là , có độ lớn T1= P1 = 0,8N ; T2 = P2 = 2N có phưương thẳng đứng, chiều hướng lên trên Câu b ( 2 điểm) Khi thanh chìm trong chất lỏng, thanh chịu tác dụng của lực đẩy acsimet của chất lỏng có độ lớn F – dv = 10.D.S.l = 10.750.2.50.10-6 = 0,75(N) Lực đặt tại trung điểm của thanh, phưương thẳng đứng, chiều hướng lên. Ta phân thành 2 thành phần , đặt tại A và B cùng phưương thẳng đứng, chiều hướng lên. Độ lớn F1= F2 = = 0,375 N Lúc này tại đầu A của thanh chịu tác dụng của 2 lực , cùng phưương, ngược chiều. Đầu B cũng chịu tác dụng của 2 lực , . Do thanh vẫn căng bằng nằm ngang nên lực căng tại mỗi dây lúc này là Tại A : 0,8-0,375=0,425(N) Tại A : 2-0,375=1,625(N)
4. C©u 2(3 ®iÓm) Gäi S1, S2 lµ qu·ng ®­êng ®i ®îc cña c¸c vËt, v1,v2 lµ vËn tèc vña hai vËt. Ta cã: S1 =v1t2 , S2= v2t2 (0,5 ®iÓm) - Khi chuyÓn ®éng l¹i gÇn nhau ®é gi¶m kho¶ng c¸ch cña hai vËt b»ng tæng qu·ng ®­êng hai vËt ®· ®i: S1 + S2 = 8 m (0,5 ®iÓm) => S1 + S2 = (v1 + v2) t1 = 8 => v1 + v2 = 1,6 (m/s) (1) (0,5 ®iÓm) - Khi chóng chuyÓn ®éng cïng chiÒu th× ®é t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a hai vËt b»ng hiÖu qu·ng ®­êng hai vËt ®· ®i: S1 - S2 = 6 m (0,5 ®iÓm) => S1 - S2 = (v1 - v2) t2 = 6 => v1 - v2 = 0,6 (2) (0,5 ®iÓm) LÊy (1) céng (2) vÕ víi vÕ ta ®­îc 2v1 = 2,2 => v1 = 1,1 m/s VËn tèc vËt thø hai: v2 = 1,6 - 1,1 = 0,5 m/s (0,5 ®iÓm) Bài 3: ( 4 điểm) a, -TÝnh ®­îc nhiÖt l­îng cÇn cung cÊp ®Ó x« vµ n­íc t¨ng nhiÖt ®é lµ: QThu= 10608(J) 0 - TÝnh ®­îc nhiÖt l­îng to¶ ra cña thái ®ång khi h¹ tõ t3 C – 0 0,5®iÓm t1 C: QTo¶ = m3C3.(t3 – t1) 0 0,5®iÓm - Do QHP = 0 => QTo¶ = QThu = 10608 => t3 = 160,78 C. b, LËp luËn: + Do cã sù to¶ nhiÖt ra m«i trêng lµ 10% nhiÖt l­îng cung cÊp cho thau níc. QHP = 10%QThu = 1060,8J 0,5®iÓm + Tæng nhiÖt l­îng thùc sù mµ thái ®ång cung cÊp lµ:
5. ’ Q To¶ = QThu + QHP = 11668,8 (J) + Khi ®ã nhiÖt ®é cña thái ®ång ph¶i lµ: ’ ’ ’ 0 0,5®iÓm Q To¶ = 0,2.380.(t 3 – 21,2) = 11668,8 => t3 175 C 1,0®iÓm c, Gi¶ sö nhiÖt ®é cña hçn hîp lµ 00C: - TÝnh ®­îc nhiÖt l­îng mµ thái ®¸ thu vµo ®Ó nãng ch¶y hoµn toµn lµ: 34000J 1,0®iÓm - NhiÖt l­îng do thau, n­íc ®ång to¶ ra khi h¹ nhiÖt ®é: Q = 189019,2(J) To¶ Cã: Q > Q => §¸ sÏ tan hÕt vµ t¨ng lªn nhiÖt ®é t’ nµo ®ã. To¶ Thu 0 ’ ’ => nhiÖt l­îng do níc ®¸ ë 0 C thu vµo t¨ng ®Õn t lµ: 420 t - NhiÖt l­îng do thau, n­íc ®ång to¶ ra khi h¹ nhiÖt ®é: 0,5®iÓm ’ ’ 0 QTo¶ = 8916(21,2 - t ) => t = 16,6 C Bài 4: (4®iÓm) a. R1 // R2 nt R3 R = R1,2 + R3 = = 10 ( 0,5 ®iÓm) Cêng ®é dßng toµn m¹ch I = = 1,2 A (0,5 ®iÓm) TÝnh U3 = I . R3 = 7,2V -> v«n kÕ chØ 7,2 V -> U1,2 = I R1,2 = 1,2 . 4 = 4,8 v (0,5 ®iÓm) I2 = = 0,8 A -> am pe kÕ chØ IA = 0,8 A P = UI = 14, 4 w (0,5 ®iÓm) b. ( R1nt R3) // R2 ( 0,5 ®iÓm) I1,3 = = ( 0,5 ®iÓm) + U3 = I3 . R3 = 4 v v«n kÕ chØ 4 v (0,5 ®iÓm) + IA = I2 = -> I = I1,3 + I2 = (A) (0,5 ®iÓm) + P = U . I = 12 = 32 (w) (0,5 ®iÓm)
6. Bµi 5: ( 4 ®iÓm): §óng mçi tr­êng hîp ®­îc 1 ®iÓm a. Tia ph¶n x¹ n»m ngang - gãc hîp víi tia tíi vµ tia ph¶n x¹ cã thÓ 60 hoÆc 1200. (1 ®iÓm) - øng víi hai tr­êng hîp trªn vÕt g­¬ng ë vÞ trÝ M 1 (hîp víi mét mÆt ph¼ng n»m ngang 1 gãc 600) 0 hoÆc ë vÞ trÝ M2 (hîp víi mÆt ph¼ng n»m ngang mét gãc 30 ). (1 ®iÓm). b. Tia ph¶n x¹ th¼ng ®øng. M1 - gãc hîp víi tia tíi vµ tia ph¶n x¹ cã thÓ lµ 300 hoÆc 1500 (1 ®iÓm) - øng víi 2 trêng hîp ®ã vÕt g­¬ng ë vÞ trÝ M1 ( hîp víi mÆt n»m ngang mét gãc 0 0 15 ) hoÆc ë vÞ trÝ M2 (hîp víi mÆt n»m ngang mét gãc 75 ). (1 ®iÓm)