Đề khảo sát đánh giá năng lực đội tuyển học sinh giỏi Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng Giáo dục và đào tạo Ngọc Lặc

Nội dung text: Đề khảo sát đánh giá năng lực đội tuyển học sinh giỏi Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng Giáo dục và đào tạo Ngọc Lặc

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC NGỌC LẶC ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2018 - 2019 Môn: Vật lí ĐỀ DỰ BỊ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Số báo danh Ngày 17 tháng 01 năm 2019 (Đề có 02 trang, gồm 06 câu) Câu 1: (3,0 điểm) Trên một đoạn đường thẳng có ba người cùng bắt đầu chuyển động: một người đi xe máy với vận tốc 30km/h, một người đi xe đạp với vận tốc 20km/h và một người chạy bộ. Ban đầu, người chạy bộ cách người đi xe đạp một khoảng bằng một phần tư khoảng cách từ người đó đến người đi xe máy. Giả thiết chuyển động của ba người là những chuyển động thẳng đều. Hãy xác định vận tốc của người chạy bộ để sau đó cả 3 người cùng gặp nhau tại một điểm? Câu 2: (2,0 điểm) Trong không khí miếng gỗ nặng P 1 = 34,7N, miếng chì nặng P 2 = 110,7N. Buộc chặt hai miếng vào nhau, treo vào đòn cân và thả vào dầu thì cân chỉ trọng lượng P3 = 58,8N. 3 1. Xác định khối lượng riêng D 1 của gỗ, biết khối lượng riêng của chì D 2 = 11,3g/cm , 3 dầu D3 = 0,8g/cm . 2. Khi nhúng cả hai vật vào một chất lỏng có khối lượng riêng D 4, người ta thấy vật chìm hoàn toàn, cân chỉ trọng lượng bằng 0. Tìm khối lượng riêng của chất lỏng D4. Câu 3: (4,0 điểm) 0 Một quả cầu sắt khối lượng m 0 được nung nóng đến nhiệt độ t 0 C. Nếu thả quả cầu đó vào bình cách nhiệt đựng 5kg nước ở 0 0C thì nhiệt độ cuối cùng khi cân bằng nhiệt là t = 4,20C. Nếu thả quả cầu đó vào bình cách nhiệt đựng 4kg nước ở 25 0C thì nhiệt độ cuối 0 cùng khi cân bằng nhiệt là t’ = 28,9 C. Tính khối lượng m 0 và nhiệt độ ban đầu t 0 của quả cầu. Biết rằng nhiệt dung riêng của sắt, nước lần lượt là 460J/kg.K, 4200J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình nhiệt lượng kế và môi trường. Câu 4: (5,0 điểm) 1. Một nguồn điện có công suất không đổi là 12kW dùng để thắp sáng bộ bóng đèn. Điện trở dây dẫn nối từ nguồn tới bộ bóng đèn là 6. Bộ bóng đèn gồm nhiều bóng loại 120V-50W mắc song song với nhau. a. Số bóng đèn được thay đổi trong phạm vi nào để công suất của nó sai khác với công suất định mức không quá 4%. b. Khi số bóng đèn thay đổi trong phạm vi đó thì hiệu điện thế của nguồn thay đổi trong khoảng nào? (biết rằng công suất của nguồn là không đổi). 2. Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1a, 1b). Trong cả hai sơ đồ, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 30V, điện trở r = 6 và các bóng đèn Đ 1, Đ2, Đ3 sáng bình thường. Xác định hiệu điện thế và công suất định mức của mỗi đèn (bỏ qua điện trở của dây nối). + - r + - r U U Đ1 Đ2 Đ1 Đ3 Đ2 Đ3 Hình 1a Hình 1b H×nh 1a
2. Câu 5: (4,0 điểm) 1. Cho hai gương phẳng G1 và G2 lần lượt quay quanh hai trục cố định I1 và I2. S là một điểm cố định đặt trước hai gương sao cho SI1I 2 và SI 2 I1  . Gọi ảnh của S qua G 1 là S1 qua G2 là S2. Tìm góc hợp bởi hai mặt phản xạ của hai gương để khoảng cách S1S2 là: a. Lớn nhất. b. Nhỏ nhất. 2. Một nguồn sáng đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính 12cm. Thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1m/s theo phương vuông góc trục chính thấu kính. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng được giữ cố định (Học sinh không sử dụng công thức thấu kính). Câu 6: (2,0 điểm) Cho một thanh gỗ thẳng dài có thể quay quanh một trục lắp cố định ở một giá thí nghiệm, một thước chia tới milimet, một bình hình trụ lớn đựng nước (đã biết khối lượng riêng của nước), một bình hình trụ lớn đựng dầu hỏa, một lọ nhỏ rỗng, một lọ nhỏ chứa đầy cát có nắp đậy kín, hai sợi dây. Hãy trình bày phương án xác định khối lượng riêng của dầu hỏa. Hết Thí sinh không sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. 2
3. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC NGỌC LẶC ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2018 - 2019 Môn: Vật lí HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm Gọi A, B, C lần lượt là tên và vị trí ban đầu của người đi xe máy, người đi xe đạp và người chạy bộ; vận tốc của người đi xe máy, người đi xe đạp và người chạy bộ lần lượt là v 1, v2 , v3 và khoảng cách giữa người chạy bộ và người đi xe máy là L, hướng chuyển động theo chiều mũi tên. Xét các trường 0,5 hợp: Yêu cầu trình bày tối thiểu 04 trường hợp * Trường hợp thứ nhất: A, B chuyển ngược chiều, hướng về nhau, C ở trong khoảng AB, chuyển động cùng chiều A. A C B L 5L L L A và B gặp nhau sau thời gian t 4 4 (1) (v1 v2 ) 50 40 L L C và B gặp nhau sau thời gian t 4 (2) v2 v3 4 20 v3 0,5 Từ (1) và (2) v3= - 10km/h < 0. Nghiệm bị loại . *Trường hợp thứ hai: A, B chuyển ngược chiều, hướng về nhau, C ở 1 (3,0đ) trong khoảng AB, chuyển động cùng chiều B. A C B L L A và C gặp nhau sau thời gian t (3) (v1 v3 ) (30 v3 ) 0,5 Từ (1) và (3) v3= 10km/h. *Trường hợp thứ ba: A, B chuyển cùng chiều, C ở ngoài AB và gần B hơn, C chuyển động cùng chiều A, B. A B C Khi gặp nhau, người chạy bộ đã đi quãng đường s = v3.t, xe máy đi quãng L đường L v .t , còn xe đạp đi quãng đường v .t 3 4 3 L v .t L v .t A và C gặp nhau sau thời gian t 3 3 (1/) v1 30 L L v3.t v3.t B và C gặp nhau sau thời gian t 4 4 (2/) 0,5 v2 20 / / Từ (1 ) và (2 ) v 3 = 16,7km/h (giá trị này chấp nhận vì là “chạy” 3
4. không phải “đi”). *Trường hợp thứ tư: A, B chuyển cùng chiều, C ở ngoài AB và gần B hơn, C chuyển động ngược chiều A, B. A B C L A gặp C sau thời gian t (1//); 30 v3 L B gặp C sau thời gian t 4 (2//) 20 v3 0,5 // // Từ (1 ) và (2 ) v3 = -16,7km/h m0460(t0 – 4,2) = 5.4200.(4,2 – 0) 4
5. 460m0t0 – 1932m0 = 88200 (1) 1,0 0 - Khi thả quả cầu vào bình cách nhiệt đựng m2 = 4kg nước ở t2 = 25 C thì sau khi cân bằng nhiệt ta có: m0c(t0 - t’) = m2c1(t’ – t2) m0460(t0 – 28,9) = 4.4200.(28,9 – 25) 1,0 460m0t0 – 13294m0 = 65520 (2) Lấy (1) trừ đi (2) ta được: 11362m0 = 22680 -> m0 2(kg) 1,0 Thay giá trị của m0 vào (1) ta có: 460.2.t0 – 1932.2 = 8820 0,5 0 -> t0 100 C 1.a. Gọi n là số đèn có thể mắc để công suất của đèn sai khác với công suất * + - định mức không quá 4% n N ° U ° Điện trở của 1 bóng đèn là: R Iđ 0,25 2 U 2 dm 120 I R 288  C D d P 50 n dm 2 2 Gọi P là công suất của nguồn thì: P I .R PCD P nI d .R P1.n (với P là công suất thực tế của đèn, P là công suất cả cụm đèn) 0,25 4.1 1 CD (3,0đ) 2 P P P n 1  R P n 1  R n2 P n P 0 (*) 1 1 0,25 Rd Rd - Trường hợp 1: P1 Pdm là 4% => P1 0,96.Pdm 0,96.50 48 W 48 0,25 Thay số vào (*): 6n2 48n 12000 0 288 Giải ra ta được : n 88 (thỏa mãn) và n 136 (loại) 0,25 - Trường hợp 2: P1 Pdm là 4% => P1 1,04.Pdm 1,04.50 52 W 52 0,25 Thay số vào (*): 6n2 52 12000 0 288 0,25 Giải ra ta được: n 84 (thỏa mãn) và n 131 (loại) Vậy 84 n 88 hay số bóng đèn thay đổi trong phạm vi từ 84 bóng đèn 88 bóng thì công suất thực tế của bòng đèn sai khác với công suất định mức của 0,25 nó không quá 4%. R b. Khi n tăng thì R d giảm R R R giảm CD n m CD U P.R giảm do P không đổi m 0,5 Vậy khi số đèn tăng từ 84 đến 88 thì U giảm, cụ thể: 5
6. R 288 66 Khi n 84 R d R 6  m n 84 7 66 U P.R 12000 336,37 V 0,25 m 7 R 288 102 Khi n 88 R d R 6  m n 88 11 102 U P.R 12000 333,58 V m 11 Vậy khi số đèn tăng từ 84 đến 88 thì hiệu điện thế nguồn thay đổi từ 0,25 336,37V đến 333,58V. 4.2 2. Vì các đèn sáng bình thường do đó các giá trị thực tế trên các đèn bằng (2,0đ) các giá trị định mức ghi trên đèn + - r + Theo Hình 1a: U1 = U2 U I3 = I1 + I2 I1 Đ1 0,25 Đ3 Đ2 I3 I2 + Theo Hình 1b: I1 = I2 + - r U3 = U1 +U2 U U1 U2 Đ1 Đ2 R1 R2 I I 1 2 I1 = I2 0,25 Đ3 I3 Vậy Đ1 và Đ2 cùng loại. U3 2U1 Từ trên I3 = 2I1, U3 = 2U1 Hay R3 = R1 0,25 I3 2I1 Vậy R1 = R2 = R3 = R0 R 3 * Từ Hình 1a: R r R 0 6 R TM 3 2 2 0 0,25 U 30 20 20 IC = U I .R R R 3 4 R 3 C 3 4 R 0 TM 6 R 0 0 2 0 * Từ Hình 1b ta có: , 2R1.R3 2 R TM r 6 R0 2R1 R3 3 U 30 45 I , 0,25 TM R, 2 9 R TM 6 R 0 3 0 ' 45 270 270 30.R0 Ur Ic .N .6 và U3 U1 Ur 30 (2) 0,25 9 R0 9 R0 9 R0 9 R0 6
7. Từ (1) và (2) ta có: 20.R0 30.R0 20.R0 R0 6 . Vậy U3 = 12 (V) 4 R0 9 R0 4 R0 U3 0,25 U1 = U2= = 6(V) 2 U3 I3 I3 = = 2(A); I1 = I2 = = 1(A) R3 2 PđmĐ1 = PđmĐ2 = U1I1 = 6W 0,25 PđmĐ3= U3I3=12.2 = 24W 5.1 1. (2,0đ) a. S1S2 nhỏ nhất khi S1 và S2 trùng nhau tại giao điểm thứ hai S' của hai 0,5 đường tròn. Khi đó hai mặt phẳng gương trùng nhau: 1800 Hình vẽ 1. 0,25 S S I I S1  S2 I I 1 2 S 1 2 Hình' 1 Hình O 2 b. S1S2 lớn nhất khi S1 và S2 nằm ở hai đầu đường nối tâm của hai đường 0,25 tròn. Khi đó I1 và I2 là hai điểm tới của các tia sáng trên mỗi gương. Hình vẽ 2. 0,25 · · · 0 0,25 Trong tam giác OI1I2 ta có I1OI2 I2 I1O I1I2O 180 180 180  vậy ta có: 1800 0,25 2 2  suy ra 0,25 2 Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm trục phụ OI song song với tia tới SK Vị trí ban đầu của thấu kính là O. Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển một quãng đường OO1 , nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường S1S2 K Hình I 5.2 vẽ H (2,0đ) S O S1 0,25 F’ O1 S S O OI 2 Vì OI // SK 1 (1) S S SK 1 S O O H O H // SK 2 1 1 Vì 1 (2) 0,25 S2S SK 7
8. Xét tứ giác OO1HI có OI // O1H và OO1 // IH OO1HI nên là hình bình hành, 0,25 OI O H suy ra 1 (3) S1O S2O1 OO1 SO 12 0,25 Từ (1), (2), (3) OO1 // S1S2 (4) S1S S2S S1S2 SS1 12 S1O S I S O S O Mặt khác: OI // SK 1 1 1 (*) IK SO 12 0,25 S I S F S O 8 IF // OK 1 1 1 ( ) IK OF 8 S O S O 8 8 Từ (*) và ( ) 1 1 2 12 8 4 S1O 12.2 24 cm (5) 0,25 OO 12 1 Từ (4) và (5) 1 0,25 S1S2 12 24 3 Ký hiệu vận tốc của thấu kính là v , vận tốc của ảnh là v1 thì OO1 v.t 1 v1 3v 3 m / s S1S2 v1.t 3 0,25 Vậy vận tốc ảnh của nguồn sáng là 3 m/s - Lắp thanh gỗ vào trục quay để có 1 đòn l’ l0 bẩy. Treo lọ rỗng vào đòn bên phải, treo lọ đầy cát vào một vị trí ở đòn bên trái sao cho đòn bẩy cân bằng nằm ngang. Ta có: F P0.l0 = P.l (1) - Nhúng lọ đựng đầy cát ngập trong nước rồi tìm vị trí treo nó sao cho đòn bẩy cân P P0 bằng: Hình P0. l0 = (P – F). l’ (2) vẽ - Từ (1) và (2): 0,5 F = P(l’ – l)/l’ mà F = dnước.V 6 P l' l (2,0đ) Suy ra: dnước = 0,25 V l' - Lặp lại thí nghiệm bằng cách thay nước bằng dầu hoả, tìm vị trí l’’ treo lọ cát để đòn bẩy cân bằng. 0,25 P l'' l - Ta có: ddầu = V l'' 0,5 (l'' l)l' - Suy ra ddầu = dnước (l' l)l'' 0,5 (l'' l)l' hay: Ddầu = Dnước (l' l)l'' Chú ý: Học sinh làm cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. 8
9. ĐỀ TRIỆU SƠN 2018 - 2019 9