Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS (vòng I) - Môn: Vật Lý

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS (vòng I) - Môn: Vật Lý

1. PHÒNG GD&ĐT YÊN LẠC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS ĐỀ CHÍNH THỨC VÒNG I - CẤP HUYỆN. NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Vật lý. Thời gian làm bài: 120 phút (Đề thi gồm 01 trang) Câu 1. Một quả cầu đặc đồng chất có khối lượng M = 12kg, bán kính R = 16cm được thả vào một hồ có mực nước sâu H = 3,5m. 3 a. Quả cầu sẽ nổi hay chìm trong nước? Vì sao? Biết khối lượng riêng của nước là D n = 1000kg/m ; 4 thể tích hình cầu được tính bằng công thức V = R3. 3 b. Người ta buộc quả cầu vào một dây xích bằng đồng có chiều dài l đ = 3,5m và khối lượng mđ = 7kg rồi thả lại vào hồ nước, bây giờ quả cầu lơ lửng trong nước. Hỏi khi đó tâm quả cầu cách mặt nước 3 một khoảng bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của đồng là Dđ = 8800kg/m ; khối lượng dây xích được phân bố đều theo chiều dài của dây. o Câu 2. Một bình hình trụ, ban đầu chứa m n = 3kg nước ở 24 C. Người ta thả vào bình một cục nước o đá có khối lượng m đ = 1,4kg đang ở 0 C. Biết chỉ có nước đá và nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng của nước là Cn = 4200J/kg.K; nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn ở 0oC là 3,36.105J ( 3,36.105J/kg). Khi có cân bằng nhiệt, hãy tìm: a. Nhiệt độ của nước trong bình? Khối lượng nước trong bình? b. Độ chênh lệch giữa mực nước trong bình khi có cân bằng nhiệt so với khi chưa thả cục nước 2 3 đá? Biết diện tích đáy trong của bình là S = 200cm ; khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/m . Câu 3. Cho mạch điện như hình 1. Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 3V. Các điện trở R1 = 1 , R2 = 2 , R3 = 6 . Biến trở có giá trị lớn nhất Rb = 6 . Bỏ qua điện trở các ampe kế và dây nối. 1. Tính số chỉ các ampe kế khi: R a. Con chạy C của biến trở ở vị trí B. R1 A b B b. Con chạy C của biến trở ở vị trí A. C A 2. Dịch chuyển con chạy C của biến trở đến một vị trí nào đó thì thấy ampe kế 1 A2 chỉ 0,3A. R2 R3 a. Xác định vị trí con chạy C. A2 b. Tính số chỉ ampe kế A1. Câu 4. Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm. Vật sáng AB dài 3cm đặt song song vớiHình trục 1 chính của thấu kính và cách trục chính một khoảng h, điểm B ở cách thấu kính A B một khoảng dB = 15cm (Hình 2). F a. Dựng ảnh A’B’của AB qua thấu kính. Nhận xét tính chất của ảnh O F’ A’B’ vừa dựng. b. Tính độ dài ảnh A’B’ khi h = 103 cm. 1 1 1 (Học sinh không sử dụng công thức thấu kính ). Hình 2 f d d' Đ1 Đ3 M Câu 5. Cho mạch điện như hình 3. Nguồn điện không đổi có hiệu điện thế U = 9V. Đèn Đ1 ghi 3V- 3W; Đ2 ghi 9V- 6,75W; Đ3 ghi 9V- 13,5W; Đ4 ghi 3V A K2 B - 1,5W. Biết rằng đèn sẽ bị cháy nếu hiệu điện thế đặt vào nó vượt quá 35% Đ2 Đ4 hiệu điện thế định mức. Bỏ qua điện trở ở tiếp điểm của các khóa K , K và 1 2 N dây nối. Ban đầu, các khóa K 1 và K2 đều mở. Xác định độ sáng của các đèn K1 + - trong trường hợp: U Hình 3 a. K1 đóng, K2 mở. b. K1 đóng, K2 đóng. .Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
2. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS VÒNG I - CẤP HUYỆN. NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Vật lý. Thời gian làm bài: 120 phút (Đề thi gồm 01 trang) CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM 4 4 0,25 a. Thể tích quả cầu là: V = R3 = 3,14 (0,16)3 0,01715 m3 3 3 Khối lượng riêng của quả cầu là : M 12 0,25 D 700kg / m3 . V 0,01715 0,25 Ta thấy D Q chứng tỏ chỉ 1 phần nước đá bị tan ra. điểm thu tỏa Như vậy khi cân bằng nhiệt, hỗn hợp gồm cả nước và nước đá. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hỗn hợp là t = 0oC. Khối lượng phần nước đá tan ra là: 0,25 Qtỏa = mtan. 
3. Qtoa 302400 mtan = 0,9(kg)  336000 Khối lượng nước có trong bình khi cân bằng nhiệt là: mn’ = mn + mtan = 3 + 0,9 = 3,9 (kg) 0,25 b. Thể tích phần nước có trong bình ban đầu là: mn 3 3 3 Vn 0,003(m ) 3000(cm ) Dn 1000 V 3000 Mực nước ban đầu là: h n 15(cm) S 200 0,25 Thể tích phần nước có trong bình sau khi có cân bằng nhiệt là: mn ' 3,9 3 3 Vn ' 0,0039(m ) 3900(cm ) Dn 1000 0,25 Khối lượng phần nước đá còn lại là: m = 1,4 - 0,9 = 0,5 (kg) Phần nước đá này nổi trên mặt nước sẽ chịu 2 lực cân bằng: FA = P Vchìm. dn = m.10 Vchìm. Dn = m 0,25 m 0,5 3 3 Vchìm = 0,0005m 500cm Dn 1000 Mực nước sau cân bằng nhiệt là : V ' V 3900 500 h' n chìm 22(cm) S 200 Nước trong bình đã dâng lên thêm là: h h' h 22 15 = 7(cm) 0,25 1. a. Khi C ở B. Mạch gồm (Rb nt R1). Ampe kế A2 đo I cả mạch. 0,25 Rtđ = Rb + R1 = 6 + 1 = 7( ) U 3 0,25 I A 0,43(A) Rtd 7 Vậy A2 chỉ 0,43(A) còn A1 chỉ 0(A). b. Khi C ở A. Mạch gồm R1nt (Rb//R2//R3) R2 Ampe kế A1 đo IA1 = I – Ib R1 R3 Ampe kế A2 đo IA2 = I – I2 1 1 1 1 1 1 1 Câu Ta có: R// R2 R3 Rb 2 6 6 R 3 b R// = 1,2( ) 2 Rtđ = R// + R1= 1,2 + 1 = 2,2( ) điểm U 3 15 I (A) Rtd 2,2 11 15 18 U// = I.R// = .1,2 (V ) 11 11 0,25 18 U // 11 3 I b (A) ; 0,25 Rb 6 11
4. 18 U // 11 9 I 2 (A) ; R2 2 11 18 U // 11 3 I 3 (A) R3 6 11 0,25 15 3 12 Ampe kế A1 chỉ: IA1 = I - Ib = (A) 1,1(A) 11 11 11 15 9 6 Ampe kế A2 chỉ: I I I (A) 0,55(A) A2 2 11 11 11 2. a.Gọi RBC là x ( ) RCA= 6 - x ( ) Mạch gồm R nt (R //R //R ) nt R 1 BC 2 3 CA R2 RAC 1 1 1 1 1 1 1 3x R1 R3 R// R// R2 R3 x 2 6 x 3 2x RBC 3x 14x 2x 2 21 R R R R 6 x 1 td // CA 1 3 2x 3 2x U 3(3 2x) I 2 (1) Rtd 14x 2x 21 9x U I.R (2) // // 14x 2x 2 21 U // 4,5x I 2 2 R2 14x 2x 21 9 1,5x I I I (mà IA2 = 0,3A) A2 2 14x 2x 2 21 9 1,5x 0,3 2x2 – 9x + 9 = 0 x = 3( ) và x = 1,5( )( T/m) 14x 2x 2 21 Như vậy con chạy C ở vị trí sao cho RBC = 3 hoặc RBC = 1,5 . b.* Với x = 3( ) 0,25 (1) I = 0,6(A) (2) U// = 0,6(V) U // 0,6 0,25 I BC 0,2(A) RCB 3 IA1 = I - IBC = 0,6 - 0,2 = 0,4 (A). Ampe kế A1 chỉ 0,4A. * Với x = 1,5( ) (1) I = 0,48(A) 0,25
5. (2) U// = 0,36(V) U // 0,36 I BC 0,24(A) RCB 1,5 IA1 = I - IBC = 0,48 - 0,24 = 0,24 (A). Ampe kế A1 chỉ 0,24A a. Vẽ hình : 0,5 A’ B’ H A B C F’ Nhận xét: O 0,25 F A’B’ là ảnh ảo, lớn hơn AB. Câu 4 0,25 2 1 1 1 1 1 1 0,25 điểm b. d B ' = -30(cm) d B ' f d B 30 15 30 Khoảng cách từ ảnh B’ tới thấu kính là 30cm Khoảng cách từ A tới thấu kính là: dA = 15 + 3 = 18(cm) 1 1 1 1 1 1 d A ' - 45(cm) 0,25 d A ' f d A 30 18 45 Khoảng cách từ ảnh A’ tới thấu kính là 45(cm) Khoảng cách giữa 2 ảnh là: HB’ = 45 -30 = 15(cm) OC 10 3 1 0,25 Xét OCF’ có tan = = 30o OF' 30 3 Xét A’B’H có góc B’ = = 30o ( góc đồng vị) HB' 15 Có A' B' o 10 3(cm) Vậy ảnh A’B’dài 10 3cm cos30 3 0,25 2 Điện trở và các thông số định mức của mỗi đèn có giá trị như sau: 0,25 Đèn UĐm PĐm IĐm R Đ1 3V 3W 1A 3Ω Đ2 9V 6,75W 0,75A 12Ω Đ3 9V 13,5W 1,5A 6Ω 0,25 Câu Đ4 3V 1,5W 0,5A 6Ω 5 a. Khi K đóng, K mở. Đ1 Đ3 1 2 M 2 0,25 A Đ B điểm * Giả sử không có đèn nào bị cháy, Đ2 4 mạch có dạng: (Đ1nt Đ3)//(Đ2 nt Đ4) N U AB 0,25 R13 = R1 + R3 = 9(Ω); I1 = I3 = = 1(A). K1 R13 Đ1 sáng bình thường, Đ3 sáng yếu.
6. U AB R24 = R2 + R4 = 18(Ω); I2 = I4 = = 0,5(A). R24 Đ2 sáng yếu, Đ4 sáng bình thường. Chứng tỏ không có đèn nào cháy. Vậy: Đ1 sáng bình thường, Đ2 sáng yếu, Đ3 sáng yếu, Đ4 sáng bình thường. b. Khi K1 đóng, K2 đóng. *Giả sử không có đèn nào bị cháy, mạch có dạng: (Đ1// Đ2) nt (Đ3 // Đ4) R1.R2 3.12 R12 2,4() R1 R2 3 12 Đ Đ R3 .R4 1 3 R34 3() M R3 R4 A Đ4 B Rtd R12 R34 2,4 3 5,4() Đ2 U 9 5 N I (A) Rtd 5,4 3 K1 5 * U1 U 2 IR12 .2,4 4(V ) 3 0,25 U1 U Đm1 Ta thấy: + .100% 33,3% 35% Đ 1 sáng quá mức bình thường nhưng chưa bị U Đm1 cháy. + U2 < UĐm2 Đ2 sáng yếu. 5 * U U IR .3 5(V ) 3 4 34 3 Ta thấy: + U3 < UĐm3 Đ3 sáng yếu. 0,25 U4 U Đm4 +Đ .100% 66,67% 35% 4 cháy. U Đm4 Khi đó mạch điện còn 3 đèn mắc theo dạng:(Đ1//Đ2)nt Đ3 Đ1 Đ3 Rtd R12 R3 2,4 6 8,4() A M B Đ2 U 9 I 1,07(A) 0,25 Rtd 8,4 K1 U1 U 2 IR12 1,07.2,4 2,57(V ) Đ1, Đ2 sáng yếu. U 3 U U1 9 2,57 6,43(V ) Đ3 sáng yếu. 0,25 Vậy: Đ1 sáng yếu, Đ2 sáng yếu, Đ3 sáng yếu, Đ4 không sáng(bị cháy). Chú ý: - Trên đây chỉ trình bày 1 cách giải, nếu HS làm theo cách khác đúng thì vẫn cho điểm tối đa ứng với điểm của câu đó trong biểu điểm. - HS làm đúng đến đâu cho điểm đến đó theo đúng biểu điểm. Phần trên làm sai, nếu áp dụng phần sai này để làm phần dưới mà đúng thì không cho điểm kết quả. - Điểm của bài thi là tổng điểm của tất cả các ý đúng trong bài và không làm tròn.