Đề thi chọn HSG khối 9 cấp huyện - Môn: Lí

Nội dung text: Đề thi chọn HSG khối 9 cấp huyện - Môn: Lí

1. UBND HUYỆN YÊN LẠC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2018 - 2019 MÔN : VẬT LÍ 9 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian 150 phút Không kể thời gian giao đề) Câu 1 (2.0 điểm). Một đèn điện được đặt tại tâm của một quả cầu thuỷ tinh mờ có bán kính 2,0m rồi được treo ở vị trí cách sàn nhà 5m và cách trần nhà 1m kể từ tâm quả cầu. Phía dưới ngọn đèn theo phương thẳng đứng và cách sàn nhà 1m, người ta đặt một gương phẳng tròn bán kính 1,0m song song với sàn và quay mặt phản xạ về phía trần nhà. Mô tả hiện tượng quan sát được trên sàn, trên trần và tính kích thước của các hình quan sát được. Câu 2 (2.0 điểm). 1. Cho mạch điện như hình vẽ ; Các điểm 3, 2, 1, 0 là các đầu dây. Các điện trở r1 = r2 = r3 = r = 20. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch có giá trị không đổi U = 3 24V. Bỏ qua điện trở các dây nối a) Mắc vào các đầu 3 – 2 ; 2 – 1 ; 1 – 0 theo thứ tự các 2 điện trở + r1 R1 = 5 , R2 = 80 , R3 = 90. Tìm hiệu điện thế giữa hai U - 1 đầu 2 – 0 , giữa hai đầu 3 – 1 . r3 r2 b) Tháo các điện trở R1, R2, R3 ở trên ra rồi mắc vào vị trí 0 cũ các điện trở R1, R2, R3 khác (R1, R2, R3 có giá trị hữu hạn và khác không) thì đo được hiệu điện thế giữa hai đầu 2 và 0 bằng 12V ; giữa hai đầu 3 và 1 bằng 20V. Biết hai trong ba điện trở R1, R2, R3 có giá trị bằng nhau. Xác định giá trị các điện trở đó . 2. Có 2009 điểm trong không gian. Cứ hai điểm bất kì trong số điểm đó, được nối với nhau bằng một điện trở có giá trị R = 2009. Một nguồn điện có hiệu điện thế 12V được mắc vào hai điểm trong mạch. Bỏ qua điện trở dây nối. Tìm công suất toả nhiệt trong mạch điện này. Câu 3 (2.0 điểm). Cho hai bình cách nhiệt chứa hai chất lỏng khác nhau, có khối lượng khác nhau, có nhiệt độ ban đầu khác nhau. Một học sinh dùng nhiệt kế lần lượt nhúng đi nhúng lại vào bình 1 rồi bình 2. Chỉ số của nhiệt kế sau 4 lần nhúng lần lượt là 40oC; 8oC; 39oC; 9,5oC. a) Thiết lập mối quan hệ giữa nhiệt dung của hai bình. b) Đến lần nhúng thứ 5 ( lần thứ 3 vào bình 1) nhiệt kế chỉ bao nhiêu? c) Sau một số rất lớn lần nhúng như vậy, nhiệt kế chỉ bao nhiêu? (Nhiệt dung của vật là nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho vật để vật nóng thêm 1oC) Câu 4 (2.0 điểm). Có ba điện trở R1, R2, R3 (R1 0, R2 0, R3 0) được ghép thành bộ (không ghép hình sao và tam giác, không ghép đoản mạch các điện trở, mỗi cách ghép đều chứa cả 3 điện trở) Hỏi có tất cả bao nhiêu cách ghép R1, R2, R3 thành bộ. Vẽ các cách ghép đó . b) Đặt vào hai đầu các cách ghép trên hiệu điện thế không đổi U = 24V rồi đo cường độ dòng điện mạch chính trong các cách ghép đó thì chỉ thu được 4 giá trị, trong đó giá trị lớn nhất là 9A. Hỏi cường độ dòng điện mạch chính của các cách ghép khác là bao nhiêu. Bỏ qua điện trở các dây nối.
2. Câu 5 (2.0 điểm). Một thùng hình trụ đứng đáy bằng chứa nước, mực nước trong thùng cao 80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương có cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây (bỏ qua trọng lượng của sợi dây). Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 120N. Biết: Trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là 3 3 d1 = 10000N/m , d2 = 27000N/m , diện tích đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật. a) Vật nặng rỗng hay đặc? Vì sao? b) Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo A= 120J . Fk Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không? Hết (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
3. HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 05 trang) Biểu Câu Nội dung điểm Vì quả cầu được chế tạo bằng thuỷ tinh mờ S1 S2 nên coi quả cầu là nguồn sáng SS21 với bán kính 2,0m . N M 0,5 1) Hiện tượng quan sát được trên sàn nhà là: C D vết bóng đen hình tròn AB viền đều quanh A B bóng đen là vùng nửa tối AC, BD, ngoài cùng S’1 O S’2 là vùng sáng (H.1) Hình 1 Gọi độ cao từ O tới sàn nhà là h. h AB OAB ~ OMN → = (*) h +1 MN h +1 MN 1 OMN ~ OS S → = = → h = (3m) 21 h + 5 SS 2 21 0,5 Thay giá trị của h và của gương MN vào (*) ta được AB = ,015m 1 Đường kính bóng đen là 0,15m. Ta có: (2,0 AC 1 SS21 4,0 MAC ~ MS S21→ = → AC = = = (1,0 m) điểm) SS21 4 4 4 Vùng nửa tối là hình vành khăn bao quanh bóng đen có độ rộng là 0,1m. C A B D 0,5 2. Hiện tượng quan sát được trên S1 S2 trần nhà là: Trên nền sáng của trần nhà do nhận được ánh sáng từ nguồn sáng, ta thấy xuất hiện hình O vành khăn sáng hơn (AC và BD) M N do đồng thời nhận ánh sáng từ nguồn sáng và ánh sáng phản xạ từ gương MN (xem H.2): S’1 S’2 Hình 2 ' ' ON 4 S1ON ~ S1BD → = . BD 9 0,5 Thay ON = 0,1m vào ta được BD = AC = 0,225m. Độ rộng của hình vành ăn sáng là 0,225m.
4. 1. a)Khi mắc vào các đầu 3 – 2 ; 2 – 1 ; 1 – 0 theo thứ tự các điện trở R2 r R1 0 3 2 1 r r R3 R1, R2, R3 thì ta có mạch tương đương như hình vẽ 0,25 R21 = 16 ; R10 = 9 Rmạch = R1 + R21 + R10 = 30 ; Imạch = U/Rmạch = 0,8A U20 = I.R20 = 0,8(16+9) = 20V ; 0,25 U31 = I.R31 = 0,8(5+ 16) = 16,8 V ; b).Có : U20 = 12V ; U31 = 20V ; U30 = 24V U32 = U30 – U20 = 12 V ; U21 = U31 – U32 = 8V ; U10 = U30 – U31 = 4V Dòng điện trong mạch chính như nhau 0,25 U 32 U U U U U I = = 21 + 21 = 10 + 10 + 10 R r r r R R 1 2 3 12 8 8 4 4 => I = = + = + R 20 R 10 R 2 1 2 3 (2,0 * R1 = R2 = R 12 8 8 ) +) = + → R = 10 = R1 = R2 điểm R 20 R 12 4 4 +) = + → R3 = 5 R 10 R 3 * R = R = R 1 3 12 4 4 +) = + → R = 20 = R1 = R3 0,5 R 10 R 12 8 8 +) = + → R2 = 40 R 20 R 2 * R2 = R3 = R 8 8 4 4 +) + = + → R = : Không có R thoả mãn. 20 R 10 R C1 2. Mạch điện được vẽ lại như hình trên Ngoài hai điểm A,B nối với các cực R R của nguồn điện thì còn lại là 2007 điểm C2 ừ C1 đến C2007 mà giữa chúng từng đôi A B một được nối với điện trở R. 0,25 Do tính chất của mạch cầu nên không có dòng điện chạy qua các điện trở này C và có thể bỏ qua các điện trở đó trong 2007 mạch. + - U
5. Công suất toả nhiệt trong mạch AB : Khi đó mạch AB gồm 2008 mạch mắc song song, trong đó có 2007 nhánh có điện trở 2R và một nhánh có điện trở R R2 0,25 R. 2007 R2 .22009 RAB = = = = 2 R2 2009 2009 + R 2007 2 P = U = 72 W R AB 0,25 Nhiệt dung của bình 1 là q1 Nhiệt dung của bình 2 là q2 Nhiệt dung của nhiệt kế là q. Sau lần nhúng thứ nhất và thứ hai ta biết được: oC +Nhiệt độ của bình 1 đang là 40 0,25 + Nhiệt độ của bình 2 đang là 8oC + Nhiệt kế đang trong bình 2 nên cũng có nhiệt độ là 8oC. Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng thứ hai vào bình 1 là: qq(40− 39) = (39 − 8) 1 =qq1 31 (1) Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng thứ hai vào bình 2 là: qq(9,58)(399.5)−=− 2 0,25 =1,529,5qq2 =359(2)qq 3 2 (1)31 q (2,0 ==1 (2)359 q2 Lập tỉ lệ: điểm) q 93 0,25 =1 q2 59 b/ Gọi nhiệt kế chỉ giá trị tx khi nhúng lượt thứ ba vào bình 1. Phương trình cân bằng nhiệt cho lượt nhúng thứ ba vào bình 1 là: 0,25 qtq(39)(9,5)(3) t −=− 1 xx Lập tỉ lệ: (1)q 31q ==1 (3)q (39−− t ) q ( t 9,5) xx 1 31 0,5 = ttxx −9,5 = 31(39 − ) (39−−ttxx ) 9,5 =32tx 1218,5 o tCx 38,08
6. c/ Sau khi nhúng đi nhúng lại một số lần rất lớn thì nhiệt độ cùa hai bình và nhiệt kế là như nhau. 0,25 Gọi nhiệt độ đó là t. Ta có phương trình cân bằng nhiệt cho hệ là: qtqqt12(40)()(8)−=+− (4) thế (1) và (2) vào (4) ta được: 59 31(40)()(8)qtqqt−=+− 3 62 0,25 −=−124031(8)tt (4) 3 =1554216t =tC27,2o Ta có tất cả 8 cách ghép thoả mãn R1 R1 R2 R3 R2 R3 R2 R1 R1 R1 R3 R2 1,0 R3 R2 R3 R1 R3 R2 R3 R1 R2 R2 R1 R3 Khi ghép các điện trở với nhau thì ta được 4 dạng mạch 4 (2,0 điểm) Dạng b Dạng a 0,25 Dạng c Dạng d * Khi đặt vào 8 mạch ở trên cùng một hiệu điện thế U mà chỉ thu được 4 giá trị của I mạch, do đó sẽ có một số mạch có Rtđ như nhau. Ta nhận ấy rằng dạng mạch a,b đã cho 2 giá trị → 2 giá trị còn lại là của dạng 0,25 mạch c và d. Như vậy 3 mạch dạng c phải có điện trở tương đương nhau và 3 mạch dạng d phải có điện trở tương đương. Điều này chỉ xảy ra khi 3 điện trở bằng nhau và bằng R * Cường độ dòng mạch chính lớn nhất khi 3 điện trở mắc song song 0,25
7. R 24 Ra = = → R = 8 3 9 Dạng b: Rb = 24 → Ib = 1A Dạng c : Rc = 12 → Ic = 2A 0,25 Dạng d : Rd = 16/3  → Id = 4,5A 3 = 8.10-3 m3 +Thể tích vật V = 0,2 , giả sử vật đặc thì 10c trọng lượng của vật P = V. d2 = 216N +Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật : FA = V.d1 = 80N. +Tổng độ lớn lực nâng vật F = 120N + 80N = 200N 0,75 do F<P nên vật này bị rỗng. Trọng lượng thực của vật 200N b. Khi nhúng vật ngập trong nước do Sđáy 2 S thùngmv= nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm. 0,25 Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm). 5 * Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước: - Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m). 0,25 (2,0 - Lực kéo vật: F = 120N điểm) - Công kéo vật : A1 = F.l = 120.0,7 = 84(J) * Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt nước: 120200+ 0,25 - Lực kéo vật tăng dần từ 120N đến 200N ==F160(N) tb 2 Do S2Sđáy thùngmv= nên khi kéo vật lên bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống bấy nhiêu nên quãng đường kéo vật : 0,25 l/ = 10 cm = 0,1m. - Công của lực kéo Ftb : A2 = Ftb .l == 180.0,1 16(J) - Tổng công của lực kéo : A = A1 + A2 = 100J 0,25 A120JA= Ta thấy Fk như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước .