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

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

1. PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ĐỀ CHÍNH THỨC Năm học 2017-2018 Môn: VẬT LÍ Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2,5 điểm) Một quả cầu đồng chất có khối lượng M = 10kg và thể tích V = 0,016m3. a. Hãy đưa ra kết luận về trạng thái của quả cầu khi thả nó vào bể nước. b. Dùng một sợi dây mảnh, một đầu buộc vào quả cầu, đầu kia buộc vào một điểm cố định ở đáy bể nước sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước và dây treo có phương thẳng đứng. Tính lực căng dây? Cho biết: Khối lượng riêng của nước D = 103kg/m3. Câu 2: (3,0 điểm) Cho 2 bóng đèn Đ1 (12V - 9W) và Đ2 (6V - 3W). a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao? - U + b. Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở o o có con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V) như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có Đ2 điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường? c. Bây giờ tháo biến trở ra và thay vào đó Đ1 là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên đèn Đ1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ2. Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi) Rb Câu 3: (2,5 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136 oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18 oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1 oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 4: (2,0 điểm) Hai điện trở R 1 và R2 được mắc vào một hiệu điện thế không đổi bằng cách ghép song song với nhau hoặc ghép nối tiếp với nhau. Gọi Pss là công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi Pss ghép song song, Pnt là công suất tiêu thụ khi ghép nối tiếp. Chứng minh : 4 . Pnt Cho biết: R1 + R2 2 R1.R2 HẾT (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
2. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2017-2018 Môn: VẬT LÍ (VÒNG II) Câu 1: (2,5 điểm) a. Khối lượng riêng của quả cầu là: M 10 3 DC = = = 625(kg/m ) 0,25đ V 0,016 3 3 Ta thấy D C (= 625kg/m ) T = FA – P = 10Dn.V – 10M = 10.1000.0,016 – 10.10 = 160 – 100 = 60 (N) 0,25đ Vậy lực căng dây T bằng 60N. . Câu 2: (3,0 điểm) a. Cường độ dòng điện định mức qua mỗi đèn: Pđm1 = Uđm1.Iđm1 - U + o o Pdm1 9 => Iđm1 = = = 0,75(A) 0,25đ U dm1 12 Đ2 Pdm2 3 Iđm2 = = = 0,5(A) 0,25đ U dm2 6 Đ1 Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên không thể mắc nối tiếp để 2 đèn sáng bình thường. 0,5đ b. Để 2 đèn sáng bình thường thì: Rb U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A 0,25đ và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A 0,25đ Do đèn Đ2 // Rb => U2 = Ub = 6V Cường độ dòng điện qua biến trở: I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). 0,25đ U b 6 Giá trị điện trở của biến trở lúc đó bằng: Rb = = = 24 ( ) 0,25đ I b 0,25 2 2 c. Theo đề ra ta có: P1 = 3P2  I1 .R1 = 3I2 .R2
3. 2 2 2 I 3R U dm2 .P 6 .9 9 I 3  1 = 2 = 3.dm1 = 3. = => 1 =  2I = 3I (1) 0,25đ 2 2 1 2 I 2 R1 U dm1.Pdm2 12 .3 4 I 2 2 Mà I1 = I2 + IR nên (1)  2(I2 + IR) = 3I2  2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2) 0,25đ Do đèn Đ2 // R nên U2 = UR  I2.R2 = IR.R 2 2 U dm2 6 Thay (2) vào ta được 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2. = 2. = 24 ( ) 0,5đ Pdm2 3 Câu 3: (2,5 điểm) - Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg). ( = 50g) (1) 0,25đ - Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q1 = mccc (136 - 18) = 15340mc ; 0,25đ Q2 = mkck (136 - 18) = 24780mk . 0,25đ - Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = mncn (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) ; 0,25đ Q4 = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) . 0,25đ - Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 0,5đ 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 0,25đ - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc 0,015kg; mk 0,035kg. 0,5đ Đổi ra đơn vị gam: mc 15g; mk 35g. Câu 4: (2,0 điểm) U 2 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song: Pss . 0,5đ R1R2 R1 R2 U 2 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc nối tiếp: Pnt . 0,5đ R1 R2 P (R R )2 - Lập tỷ số: ss 1 2 ; 0,5đ Pnt R1R2 2 2 - Do : R1 R2 2 R1R2 => (R1 + R2) 4 (R1.R2 ) , nên ta có: P 4( R R )2 P ss 1 2 ss 4 0,5đ Pnt R1R2 Pnt HẾT (Lưu ý: Nếu học sinh làm cách khác nhưng có kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa)