Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Vật lí Lớp 9 - Năm học 2014-2015 (Có hướng dẫn chấm)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Vật lí Lớp 9 - Năm học 2014-2015 (Có hướng dẫn chấm)

1. PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2014- 2015 VĨNH TƯỜNG MÔN: Vật lý (Thời gian làm bài: 150 phút) PHẦN A: Phần chung cho mọi học sinh. Câu 1: Trên quãng đường AB có hai xe chuyển động, xe xuất phát trước sớm hơn xe xuất phát sau 6 phút. Xe 1 đi từ A đến B nửa quãng đường đầu chuyển động đều với vận tốc v 1, nửa quãng đường sau chuyển động đều với vận tốc v 2. Xe 2 đi từ B đến A nửa thời gian đầu chuyển động đều với vận tốc v1, nửa thời gian sau chuyển động đều với vận tốc v2. Biết v1= 20km/h; v2= 30km/h. Hai xe đến đích cùng lúc. a. Tính quãng đường AB. b. Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì hai xe gặp nhau ở vị trí cách B bao xa? ☼ D Câu 2: Một người có chiều cao AB đứng gần cột điện CD. Trên đỉnh cột có một bóng đèn nhỏ. Bóng người đó có chiều dài AB’ (Hình 1). a. Nếu người đó bước ra xa cột thêm c = 2m, thì B H bóng dài thêm d = 1m. Hỏi nếu lúc ban đầu người đó đi vào gần cột thêm e = 1,5m, thì bóng ngắn đi bao nhiêu ? h b. Chiều cao cột điện H = 5,4m. Hãy tính chiều cao h của người? Hình 1 C B ’ A Câu 3: Một vòi nước nóng 900C và một vòi nước lạnh 150C cùng chảy vào một bình đựng 100kg nước ấm 750C với tốc độ vòi nước nóng là 20kg/phút, vòi nước lạnh là 0,5kg/giây. Tính thời gian các vòi chảy vào bình để nước trong bình đạt 600C? (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường) Câu 4: Cho mạch điện (Hình 2) K A Biết: UAB = 21V không đổi; RMN = 4,5Ω, R1 = 3Ω; R1 Đ RĐ = 4,5Ω không đổi; RA ≈ 0. Đặt RCM = x. M C N 1. K đóng và C ≡ N thì ampe kế chỉ 4A. a. Tính điện trở R2. R b. Tính hiệu suất sử dụng điện. Biết rằng điện năng 2 tiêu thụ trên đèn và R1 là có ích. A B 2. K mở: Xác định giá trị x để độ sáng của đèn yếu nhất. Dịch chuyển con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn (Hình 2) thay đổi như thế nào? Câu 5: a. Một ấm đun nước bằng điện có 3 dây lò xo, mỗi cái có điện trở R=120  , được mắc song song với nhau. Ấm được mắc nối tiếp với điện trở r = 50  và được mắc vào nguồn điện. Hỏi thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi như thế nào khi một trong ba lò xo bị đứt? b. Cho mạch điện gồm 2014 điện trở R1, R2, , R2014 mắc song song vào hai điểm MN. R1 2R2 3R3 2013R2013 2014R2014 Biết R1=2015 và . 2R2 3R3 4R4 2014R2014 R1 Tính điện trở tương đương của mạch. PHẦN B: Phần riêng cho học sinh trường THCS Vĩnh Tường- yêu cầu học sinh làm riêng phần B ra 1 tờ giấy thi; Câu 6: Xác định nhiệt dung riêng của dầu. Dụng cụ: 1 chai dầu cần xác định nhiệt dung riêng, 1 bình nước (biết nhiệt dung riêng của nước), 2 cốc thủy tinh giống nhau, 1 cân Rô-bec-van không có hộp quả cân, cát khô, nhiệt lượng kế (biết nhiệt dung riêng của chất làm cốc trong nhiệt lượng kế), nhiệt kế, bình đun và nguồn nhiệt.
2. PHÒNG GD&ĐT HƯỚNG DẪN CHẤM VĨNH TƯỜNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014-2015 Môn: Vật lí Thời gian làm bài 150 phút Câu Nội dung cần đạt được Điẻm Câu 1 a. Gọi chiều dài quãng đường từ A đến B là S (2đ) Thời gian đi từ A đến B của xe A là t1 a.1đ S S S(v1 v2 ) t1 2v1 2v2 2v1v2 Vận tốc trung bình của xe đi từ A trên quãng đường AB là: S 2v v 2.20.30 v 1 2 24(km / h) A 0,25đ t1 v1 v2 20 30 Thời gian đi từ B đến A của xe B là t2 t t (v v ) S 2 v 2 v t ( 1 2 2 1 2 2 2 2 Vận tốc trung bình của xe đi từ B trên quãng đường BA là: S v1 v2 20 30 vB 25(km / h) 0,25đ t2 2 2 Vì: vA t2 nên: t1- t2 = 0,1(h) 0,25đ S S Hay 0,1(h) v v A B 0,25đ Thay giá trị của vA, vB vào ta có S = 60(km). b.1đ b. Gọi C là quãng đường xe 2 đi trong nửa thời gian đầu. D là vị trí xe 1 khi xe 2 đi hết nửa thời gian đầu, E là điểm hai xe gặp nhau. I là điểm chính giữa quãng đường AB. 0,25đ A D E I C B S 60 12 Thời gian xe hai đi hết quãng đường AB: t2 = h vB 25 5 t 6 Ta có BC = v1 2 20. 24km 2 5 AI 30 Thời gian xe 1 đi hết nửa quãng đường đầu là t3= 1,5h v1 20 0,25đ t2 t2 6 Có t vậy D thuộc AI AD =v1. 20. 24km 2 3 2 5 Khoảng cách hai xe lúc này: DC= AB- AD- BC= 60-24-24= 12km. Lúc này xe 1 chuyển động với vận tốc v1, xe 2 chuyển động với vận 0,25đ tốc v2 mà v2>v1 nên E thuộc DI. Thời gian hai xe đi từ C, D đến khi gặp nhau: CD 12 t4 = 0,24h v1 v2 50 Vậy CE =t4v2=0,24.30=7,2km. 0,25đ BE = BC + CE = 24+ 7,2=31,2km.
3. Câu 2 a. Ký hiệu AB’= a , AC= b (1,75đ) AB AB ' a 0,25đ Tại vị trí ban đầu : ∆B’AB ~ ∆B’CD ta có (1) CD CB ' a b a.1,25đ AB a d a 1 0,25đ - Tương tự khi bước ra xa ta có : (2) CD a b c d a b 3 - Khi tiến lại gần bóng ngắn đi một đoạn x AB a x a x 0,25đ Ta có: (3) CD a x b e a b x 1,5 Áp dụng tính chất của tỷ lệ thức vào cặp phương trình (1) và (2) AB a 1 0,25đ ta suy ra : (4) CD a b 3 x 1 0,25đ Do đó từ (1),(3),(4) ta có : → x = 0,75 (m) x 1,5 3 AB h 1 b.0,5đ b. Từ (4) Ta suy ra → h = 1,8 (m) CD H 3 ☼ D 0,5đ B H h C B’ A Câu 3 Ta có: 0,5kg/giây = 30kg/phút. 1,75đ Vòi nước nóng chảy với lưu lượng là 20kg/phút và vòi nước lạnh chảy với lưu lượng là 30kg/phút nên khối lượng nước nóng chảy vào bình là m(kg) thì khối lượng nước lạnh chảy vào bình là 3m (kg). 0,5đ 2 Vì nhiệt độ cân bằng là 600C nên nước 900C và nước 750C toả nhiệt, nước 150C thu nhiệt 0,25đ Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qtoả = Qthu 3 mc (90 60 ) 100 c(75 60 ) mc (60 15) 0,5đ 2 135 30 m 100 .15 m 2 0,25đ 3000 75 m m 40 kg 0,25đ Vậy thời gian các vòi chảy vào bình là: T = 40/20 = 2 phút
4. Câu 4 1. K đóng: 2,5đ a. Khi C ≡ N ta có sơ đồ mạch điện: R1nt(RĐ//R2) 1. Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1 là: UAC=U1=I.R1= 4.3 = 12(V) a.0,75đ Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2: U2 = UCB= U– U1= 21- 12= 9(V) 0,25đ UCB 9 Cường độ dòng điện qua đèn là: I3 2(A) R§ 4,5 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = I – I3 = 4-2 = 2(A) 0,25đ U 9 Điện trở R là: R CB 4,5() 2 2 0,25đ I2 2 b. Hiệu suất sử dụng điện của mạch điện: b.0,5đ P P1 P U I U I 12.4 9.2 66 H ci § 1 CB 3 0,786 78,6% 0,5đ Ptm Ptm UAB I 21.4 84 2. K mở: Ta có sơ đồ RCN I3 N § mạch điện tương B 2. R R đương như hình 2 . A I 1 M CM B 1,25đ C R Điện trở tương đương I 2 toàn mạch điện: 2 R 2 ( R C N R § ) Hình 2 R C B R 2 R C N R § 4, 5(9 x ) 13, 5 x 4,5(9 x) 81 6x x2 R R R R 3 x 0,25đ AB 1 CM CB 13,5 x 13,5 x UAB 21.(13,5 x) 0,25đ Cường độ dòng điện qua mạch chính: I 2 RAB 81 6x x Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch CB: 21.(13,5 x) 4,5(9 x) 94,5.(9 x) U IR . CB CB 81 6x x2 13,5 x 81 6x x2 Cường độ dòng điện chạy qua đèn: UCB 94,5.(9 x) 94,5 94,5 0,25đ I3 2 2 2 RCNB (81 6x x )(9 x) 81 6x x 90 (x 3) 0,25đ 2 * Để độ sáng của đèn yếu nhất thì I 3 min 90 - (x-3) max 0,25đ x = 3. Hay RMC = 3. * Dịch chuyển con chạy C từ M đến vị trí sao cho RMC = 3 thì độ sáng của đèn yếu dần. Dịch chuyển con chạy C tiếp đến vị trí N thì độ sáng của đèn lại tăng. Câu 5 a. *Lúc 3 lò xo mắc song song: 2đ R Điện trở tương đương của ấm:R 1 = 40() a.1đ 3 U Dòng điện chạy trong mạch:I 1 = R1 r Thời gian t1 cần thiết để đun ấm nước đến khi sôi:
5. Q Q Q(R r)2 Q = R .I 2.t t hay t = 1 (1) 1 1 1 1 2 2 1 2 0,25đ R1I1 U U R1 R1 R1 r *Lúc 2 lò xo mắc song song: (Tương tự trên ta có ) R U R2 = 60() ; I2 = ; 2 R2 r Q(R r) 2 2 0,25đ t2 = 2 ( 2 ) U R2 2 2 t1 t1 R2 (R1 r) 60(40 50) 243 Lập tỉ số ta được: 2 2 1 t1 t2. t2 t2 R1 (R2 r) 40(60 50) 242 0,25đ Vậy thời gian cần thiết để đun ấm đựng đầy nước đến khi sôi sẽ thay đổi rất ít (không đáng kể) khi một trong ba lò xo bị đứt? 0,25đ b. Đặt n= 2014; R=R1 ta có: b.1đ R 2R nR R 2R nR 1 2 n 1 2 n 1 2R2 3R3 R1 2R2 nRn R1 0,25đ R R R 1 2 2 2 R R3 : 3 0,25đ R R n n 1 1 1 1 1 2 n (1 n)n 2R Rtd 0,25đ Rtd R1 R2 Rn R R R 2R (1 n)n 2.2015 1 Vậy: R  0,25đ tđ (1 2014)2014 1007 Do không có quả cân nên ta dùng cát làm bì. Tiến hành theo các bước: Câu 6 - Dùng cân xác định tổng khối lượng của cốc trong bình nhiệt lượng 1đ kế và một cốc thủy tinh (theo khối lượng cát). - Bỏ cốc trong bình nhiệt lượng kế ra rồi rót nước vào trong cốc thủy tinh tới khi thăng bằng, ta được khối lượng nước trong cốc thủy tinh bằng khối lượng cốc của nhiệt lượng kế. - Làm tương tự với cốc thủy tinh thứ hai chứa dầu, ta có một khối lượng dầu bằng khối lượng nước ở cốc kia. 0,25đ - Đo nhiệt độ ban đầu t1 của dầu. - Đổ nước vào cốc nhiệt lượng kế rồi đun nóng tới nhiệt độ t2 . - Đổ dầu ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế rồi khuấy đều và đo nhiệt độ t khi thiết lập cân bằng nhiệt. 3 0,25đ - Gọi m là khối lượng cốc thuộc nhiệt lượng kế (cũng là khối lượng của nước, khối lượng của dầu); c1 , c2 và c3 lần lượt là nhiệt dung riêng của cốc, nước và dầu. Phương trình cân bằng nhiệt là: (mc1 mc2 ).(t2 t3 ) mc3 (t3 t1) 0,25đ
6. t2 t3 0,25đ Từ đó ta tính được : c3 (c1 c2 ). t3 t1 * Trên đây chỉ là gợi ý cách làm và thang điểm cho từng phần, lời giải của học sinh theo cách khác đúng về bản chất vật lý thì vẫn cho điểm tối đa.