Đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp huyện môn Vật lý Lớp 9 - Vòng 2 - Năm học 2019-2020 - Phòng GD và ĐT Hậu Lăng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi văn hóa cấp huyện môn Vật lý Lớp 9 - Vòng 2 - Năm học 2019-2020 - Phòng GD và ĐT Hậu Lăng (Có đáp án)

1. PHÒNG GD&ĐT HẢI LĂNG ĐỀ THI THI HSG VĂN HÓA CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2019-2020 VÒNG 2 Môn: Vật lý Thời gian làm bài: 120 phút Câu 1: (4,0 điểm) Lúc 6 giờ sáng một người đi xe gắn máy từ thành phố A về phía thành phố B ở cách A 300km, với vận tốc v 1= 50km/h. Lúc 7 giờ một xe ô tô đi từ B về phía A với vận tốc v 2= 75km/h. a. Hỏi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và cách A bao nhiêu km? b. Trên đường có một người đi xe đạp, lúc nào cũng cách đều hai xe trên. Biết rằng người đi xe đạp khởi hành lúc 7 giờ. Hỏi: - Vận tốc của người đi xe đạp? - Người đó đi theo hướng nào? - Điểm khởi hành của người đó cách B bao nhiêu km? Câu 2: (4,0 điểm) 0 Đổ 0,5 kg nước ở nhiệt độ t 1 = 20 C vào một nhiệt lượng kế, sau đó thả vào trong nhiệt 0 lượng kế một cục nước đá có khối lượng 0,5 kg ở nhiệt độ t 2 = -15 C. Tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được được thiết lập. Cho nhiệt dung riêng cuẩ nước C1= 4200J/kg.K, của nước đá C 2 = 2100J/kg.K; 1kg nước đá nóng chảy ở nhiệt độ nóng chảy cần cung cấp 1 nhiệt lượng là 3,4.105J. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và môi trường. Câu 3: (5,0 điểm) 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 4: (5,0 điểm) Hai người M và N đứng trước một gương phẳng như hình vẽ . a. Bằng hình vẽ hãy xác định vùng quan sát được ảnh của từng người. Từ đó cho biết hai người có nhìn thấy nhau trong gương không? b. Nếu hai người cùng tiến đến gương với cùng vận tốc theo phương vuông góc thì họ có nhìn thấy nhau trong gương không? c. Một trong hai người di chuyển theo phương vuông góc với gương để nhìn thấy nhau. Hỏi họ phải di chuyển về phía nào ? Cách gương bao nhiêu? Câu 5: (2,0 điểm) Có 1 cốc thủy tinh không có vạch chia độ và chưa biết khối lượng, một cái cân Rôbécvan và hộp quả cân có số lượng và khối lượng của các quả cân hợp lý, một chai nước đã biết khối lượng riêng của nước là D n và khăn lau khô và sạch. Hãy nêu các bước tiến hành thí nghiệm xác định khối lượng riêng của một chất lỏng X. Hết
2. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM VẬT LÝ VÒNG 2. THI HSG VĂN HÓA CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2019-2020 Câu Ý Nội dung Điểm Gọi t là thời gian hai xe gặp nhau Quãng đường mà xe gắn máy đã đi là : 0,5 s1= v1.(t - 6) = 50.(t-6) Quãng đường mà ô tô đã đi là : 0,5 s2= v2.(t - 7) = 75.(t-7) Quãng đường tổng cộng mà hai xe đi đến gặp nhau. a AB = s1 + s2 (2.0đ) AB = 50. (t - 6) + 75. (t - 7) 0,5 300 = 50t - 300 + 75t - 525 125t = 1125 t = 9 (h) s1=50. ( 9 - 6 ) = 150 km Vậy hai xe gặp nhau lúc 9 h và hai xe gặp nhau tại vị trí cách A: 0,5 150km và cách B: 150 km. Vị trí ban đầu của người đi bộ lúc 7 h. Quãng đường mà xe gắn mắy đã đi đến thời điểm t = 7h. AC = s1 = 50.( 7 - 6 ) = 50 km. Khoảng cách giữa người đi xe gắn máy và người đi ôtô lúc 7 giờ. 0,5 CB =AB - AC = 300 - 50 =250km. 1 Do người đi xe đạp cách đều hai người trên nên: CB 250 (4,0 DB = CD = 125km . đ) 2 2 Do xe ôtô có vận tốc v2=75km/h > v1 nên người đi xe đạp phải hướng 0,5 b về phía A. (2.0đ) Vì người đi xe đạp luôn cách đều hai người đầu nên họ phải gặp nhau tại điểm G cách B 150km lúc 9 giờ. Nghĩa là thời gian người đi xe đạp đi là: 0,25 t = 9 - 7 = 2giờ Quãng đường đi được là: 0,25 DG = GB - DB = 150 - 125 = 25 km Vận tốc của người đi xe đạp là. DG 25 v3 = 12,5km / h. 0,5 t 2 + Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra nhiệt lượng: Q1 = m1.C1(t1-0) = 42000(J). + Để làm nóng nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng: 1,5 Q = m .C (0-t ) = 15750 (J). 2 2 2 2 2 + Nhiệt lượng để toàn bộ nước đá tan (4,0 Q =  .m =170000 (J). đ) 3 2 + Do Q >Q nên nước đá có thể nóng tới 0 0C bằng cách nhận nhiệt 1 2 1,0 lượng do nước toả ra. + Do Q1-Q2<Q3 nên nước đá không tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần.
3. Vậy sau khi cân bằng nhiệt nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ 1,5 chung của hỗn hợp là 00C. + Khi K mở đoạn mạch được vẽ lại : R14.R2 0,5 RAB = RAD + R3 = R3 = 66 R14 R2 U AB IAB = = 1,36A RAB UAD = IAB . RAD = 48,96V U AD Số chỉ của ampe kế : Ia = I4 = 0,816A R14 + Khi K đóng, chập C với B. Đoạn mạch được vẽ lại : a A R1 B (2,5đ _ + IAB I a A R 4 D R2 I234 3 R3 (5,0 R3R4 đ) R234 = R2 + R34 = R2 + = 102  0,25 R3 + R4 R1R234 Tính đúng : RAB = = 28,7 R1 + R234 UAB I234 = = 0,88A R234 U34 = I234 .R34 = 10,56 V U34 => Ia = = 0,528A R4 + K mở : R14.R2 U 90 RAB = R3 = 36 +R3 ; IAB = R14 R2 RAB 30 R3 0,5 R2 90 90 54 Ia=.I AB . (1) R2 R14 150 36 R3 36 R3 b + K đóng : (2,5đ) A R1 B A R 4 D R2 R3
4. R3.R4 20R3 R34 = R3 R4 20 R3 90(20 R3 ) 20R3 R234 = R2 + R34 = 20 R3 9 20 R3 I2 = I34 = 180 11R3 U34 = I34 . R34 = 180R3 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 ) / R 3 = - 21,1( Loại vì R3 < 0) Từ hình vẽ 0,5 ta có vùng quan sát được ảnh M’ của M được giới hạn bởi Gương PQ và các tia PC; QD. Vùng quan sát được ảnh N’ của N được giới hạn bởi Gương PQ và các 0,5 tia PA; QB Vị trí cuỉa mỗi người đều không nằm trong vùng quan sát ảnh của 0,5 người kia nên họ không nhìn thấy nhau trong gương. a 0,5 b) Nếu hai người cùng tiến đến gương theo phương vuông góc với vận b tốc như nhau thì khoảng cách từ họ đến gương không thay đổi nên họ 1,0 vẫn không nhìn thấy nhau trong gương. 4 c) Khi một trong hai người tiến đến gương theo phương vuông góc (5,0 Xét 2 trường hợp. đ) TH 1) Người M di chuyển, người N đứng yên. Từ hình vẽ ta thấy: Để nhìn thấy ảnh N’ của người N trong gương thì 1,0 người M phải tiến vào gần gương đến vị trí M1 thì bắt đầu nhìn thấy N’ c trong gương. IM1 IQ Từ đó ta có: M IQ : N ' KQ thay số ta có: IM1 = 0,5m 1 KN ' KQ TH 2) Người N di chuyển, người M đứng yên. Từ hình vẽ ta thấy: Để nhìn thấy ảnh M’ của người M trong gương thì 1,0 người N phải tiến ra xa gương đến vị trí N 1 thì bắt đầu nhìn thấy M’
5. trong gương. IM ' IQ Từ đó ta có: N1KQ : M ' IQ thay số ta có: IN1 = 2 m KN1 KQ Cân khối lượng cốc thủy tinh: m1 0.25 - Đổ đầy nước vào cốc rồi đem cân: m2: Vậy khối lượng của nước là mn= m2- m1 0.5 Thể tích của côc nước là Vn= (m2- m1)/Dn 5 - Đổ hết nước trong cốc, lau khô. Sau đó đổ đầy chất lỏng X vào cốc, 0.25 (2,0 đem cân cốc chất lỏng X là m3: đ) Khối lượng chất lỏng X là; mx= m3- m1 0.25 Vì cùng cốc thủy tinh và đổ đầy nên thể tích của chất lỏng X trong cốc 0.25 bằng thể tích của nước trong cốc vậy Vx= Vn = (m2- m1)/Dn Khối lượng riêng của chất lỏng X là 0.5 Dx = mx/Vx= Dn. (m3- m1)/ (m2- m1)