Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Môn: Vật Lý

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Môn: Vật Lý

1. Phòng gd- ĐT Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 vĩnh tường Năm học 2010- 2011 môn: Vật lý ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút Cõu 1: An cú việc cần ra bưu điện. An cú thể đi xe đạp với vận tốc 10 km/h hoặc cũng cú thể chờ 12 phỳt thỡ sẽ cú xe buýt đi qua trước cửa nhà và xe buýt cũng đi ra bưu điện với vận tốc 35 km/h. An nờn chọn theo cỏch nào để đến nơi sớm hơn? Cõu 2: Trong bỡnh hỡnh trụ, tiết diện S chứa nước cú chiều cao H = 15cm. Người ta thả vào bỡnh một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nú nổi trong nước thỡ mực nước dõng lờn một đoạn h = 8cm. a. Nếu nhấn chỡm thanh hoàn toàn thỡ mực nước sẽ cao bao nhiờu? Biết khối 3 3 lượng riờng của nước và thanh lần lượt là D1 = 1g/cm ; D2 = 0,8g/cm b. Tớnh cụng thực hiện khi nhấn chỡm hoàn toàn thanh, biết thanh cú chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2. Cõu 3: Hai bỡnh cỏch nhiệt hỡnh trụ giống nhau, bỡnh thứ nhất đựng nước ở 0 nhiệt độ t1= 5 C, bỡnh thứ hai đựng nước đỏ, cựng tới độ cao h = 20 cm. Người ta rút hết nước ở bỡnh một vào bỡnh hai. Khi cú cõn bằng nhiệt mực nước trong bỡnh dõng lờn cao ∆h=0,3cm so với lỳc vừa rút xong nước. Xỏc định nhiệt độ ban đầu của nước đỏ. Biết nhiệt dung riờng của nước và nước đỏ lần lượt là c 1= 5 4200J/kg.K, c2 = 2100 J/kg.K, nhiệt núng chảy của nước đỏ là 3,4.10 J/kg, khối 3 3 lượng riờng của nước là D1= 1000 kg/m , của nước đỏ là D2= 900kg/m . Cõu 4: Một đĩa trũn tõm O1, bỏn kớnh R1=20cm, phỏt sỏng, được đặt song song với một màn ảnh và cỏch màn một khoảng d = 136cm. Một đĩa trũn khỏc tõm O2, bỏn kớnh R2= 12cm, chắn sỏng, cũng được đặt song song với màn và đường nối O1O2 vuụng gúc với màn. a. Tỡm vị trớ đặt O2 để búng đen trờn màn cú bỏn kớnh R=3cm. Khi đú bỏn kớnh R’ của đường giới hạn ngoài cựng của vựng nửa tối trờn màn bằng bao nhiờu? b. Từ vị trớ của O2 xỏc định ở cõu a, cần di chuyển đĩa chắn sỏng như thế nào để trờn màn vừa vặn khụng cũn búng đen? Cõu 5: Cho mạch điện như hỡnh vẽ. Biến trở cú điện trở toàn phần R 0= 12Ώ, đốn loại 6V-3W, UMN= 15V. a.Tỡm vị trớ con chạy C để đốn sỏng bỡnh thường. M N b. Từ vị trớ của C để đốn sỏng bỡnh A thường, từ từ dịch con chạy về phớa A thỡ B độ sỏng của đốn thay đổi như thế nào? C Ghi chỳ: Giỏm thị coi thi khụng cần giải thớch gỡ. Họ và tờn hoc sinh: ; SBD
2. PHềNG GD VĨNH TƯỜNG HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9 MễN VẬT LÍ Cõu Nội dung Thang điểm 1(1,5) Đổi 12phỳt = 1/5 h Gọi quóng đường từ nhà đến bưu điện là S(km), S>0 Thời gian An đi xe đạp và thời gian tổng cộng An chờ và đi bằng xe buýt tới bưu điện lần lượt là: S t 1 10 0,5 1 S t 2 5 35 S 1 S 5S 14 Xột hiệu: t t1 t2 10 5 35 70 0,5 5S 14 Ta cú: t 0 0 S 2,8 km đi theo 2 cỏch đều 70 như nhau. 0,25 t 0 t1 t2 S 2,8(km) đi xe buýt sẽ đến sớm 0,25 hơn. t 0 t1 t2 S 2,8(km) đi bộ sẽ đến sớm hơn. 2(2,5) Gọi tiết diện và chiều dài của thanh lần lượt là S’, l. a Khi thanh nổi cõn bằng thỡ thanh chịu tỏc dụng của hai lực 1 cõn bằng là trọng lực và lực đẩy Acsimet và thể tớch phần thanh chỡm chớnh bằng thể tớch nước dõng lờn. Ta cú: P=F1 10D2 S’l =10D1(S-S’)h (1) 0,25 Khi nhấn thanh chỡm hoàn toàn thỡ thể tớch nước dõng lờn chớnh bằng thể tớch của thanh. S’l= (S-S’)h’ (2) 0,25 D .h 1.8 Từ (1) và (2) ta suy ra h' 1 thay số: h' 10(cm) D2 0,8 0,25 Vậy mực nước cao là: H0= H+h’=15+10= 25 (cm). 0,25 2b(1,5) Từ (1) và dữ kiện đầu bài ta cú S=3S’= 30cm2. Khi thanh chỡm lực tỏc dụng vào thanh lỳc này gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F2 và lực tỏc dụng F. Do thanh
3. cõn bằng nờn : F = F2 - P = 10.D1.S’l – 10.D2.S’.l F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N 0,5 Khi thanh đi vào nước thờm 1 đoạn x cú thể tớch V = x.S’ thỡ nước dõng thờm một đoạn y: V V x 0,25 y S S' 2S' 2 Ta cú phần chỡm của thanh khi thanh cõn bằng là: hc=S’10lD2/10.D1S’=16cm Phần thanh nổi là 20-16=4cm Vậy thanh đó di chuyển thờm một đoạn:x+ x 3x 8 4 x cm . 0,25 2 2 3 Và do thanh chuyển động đều nờn lực tỏc dụng tăng đều từ 0 đến F = 0,4 N nờn cụng thực hiện được: 1 1 8 A F.x .0,4. .10 2 5,33.10 3 J 0,5 2 2 3 3(2) Mực nước dõng lờn chứng tỏ cú một lượng nước bị đụng đặc thành nước đỏ. Giả sử nước bị đụng đặc thành nước đỏ hoàn toàn thỡ chiều cao là h1 ta cú h1= D1Sh/D2S=22,2 (cm) Vậy mực nước dõng lờn là 22,2-20=2,2 (cm) >0,3 (cm) nờn nước khụng đụng đặc hoàn toàn, trong hỗn hợp tồn tại cả nước và nước đỏ, nhiệt độ cõn bằng của hệ là 00C. 0,75 Gọi x là chiều cao của lượng nước bị đụng đặc, thỡ sau khi đụng đặc nú cú chiều cao là x+ h nhưng khối lượng khụng thay đổi: SxD1= S(x+ h )D2 D h 2 Ta cú: x 2,7(cm) 0,5 D1 D2 Do bỡnh cỏch nhiệt,ta cú phương trỡnh cõn bằng nhiệt sau: c1ShD1(t1 0) xD1Sh c2SD2h(0 t2 ) c1ShD1t1 xD1Sh 0 t2 35,4 C 0,75 c2SD2h 4a(1,25) Do nguồn sỏng lớn đặt trước vật chắn sỏng nờn sẽ tạo ra Hv+lớ phớa sau một vựng tối và một vựng nửa tối và trờn màn ta luận thu được búng đen và búng nửa tối 0,5
4. M R' A1 A2 R1 A 0,5 O2 O1 O R H I B B2 B1 N OA=R: Bỏn kớnh của búng đen. OM=R’: Bk của đường giới hạn ngoài cựng của vựng nửa 0,25 tối ngoài cựng trờn màn. IO AO IO R AOI : A1O1I IO1 A1O 1 IO d R1 Thay số IO=24cm và do đú: IO1 IO OO1 160(cm) IO2 A2O2 A2O2 I : A1O1I Thay số IO2=96 cm IO1 A1O1 Vậy phải đặt O2 cỏch O1 một đoạn: O1O2= IO1-IO2= 160-96=64cm HO1 O1 A1 20 Tớnh R’: Vỡ HA1O1 : HB2O2 (1) HO2 O2 B2 12 Mặt khỏc ta cú HO1+HO2= O1O2=64 cm (2) Từ (1) và (2) ta cú HO1= 40 cm. ON OH HA1O1 : HNO (3) O1 A1 O1H Trong đú ON = R’; O1A1=R1=20cm;O1H=40 cm OH= OO1- O1H=96 cm. Thay vào (3) ta được R’=48cm B(0,75) Để trờn màn vừa vặn khụng cú búng đen thỡ tõm của đĩa Hv chắn phải ở vị trớ O2’ như hỡnh: 0,25 A1 A'2 O'2 O2 O1 O B'2 B1 Dựa vào cỏc tam giỏc đồng dạng A O O và A ’O ’O ta tớnh 1 1 2 2 0,25 được OO2’= 81,6 cm, do đú O1O2’=OO1-OO2’=54,4cm.
5. Vậy phải dịch chuyển đĩa chắn sỏng lại gần O1 một đoạn: 0,25 O2O’2=O1O2 - O1O2’=9,6 cm 5a(1) Đ: 6V-3W Id 0,5A; Rd 12 Con chạy C phõn biến trở thành hai phần RAC=x ; RCB=12-x Đk: 0<x<12. Mạch (RAC //Đ)nt RCB 0,5 Theo đầu bài để đốn sỏng bỡnh thường thỡ UAC= 6V. Id=0,5A . Xột tại nỳt C cú Ix+Id=I 6 15 6 0,5 x 12 x x 6 0,5 b(1) Điện trở tương đương của toàn đoạn mạch là: x2 12x 144 0,25 R R R NC CM 12 x U 15(x 12) I MN R x2 12x 144 0,25 x 15x I I d x 12 x2 12x 144 Cđộ dũng điện qua đốn là: 15 I d 144 0,25 x 12 x Khi C di chuyển về phớa A thỡ x giảm nờn mẫu số tăng lờn suy ra Id giảm vậy đốn tối đi. 0,25