Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Khối 9 - Năm học 2017-2018

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Khối 9 - Năm học 2017-2018

1. UBND HUYỆN KỲ ANH KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn: Vật lý 9 Thời gian: 90 phút (không kể thời gian giao đề) 1 Bài 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật được thả vào trong chậu đựng nước thì thấy thể 4 3 tích khối gỗ nổi trên mặt nước. Biết khối lượng riêng của nước là D0 = 1000 kg/m . a) Tính khối lượng riêng của khối gỗ. b) Người ta treo vật nặng vào khối gỗ trên bằng một sợi dây mảnh có khối lượng không đáng kể thì thấy khối gỗ chìm hoàn toàn trong chậu nước nhưng vật nặng không chạm vào 1 đáy chậu (như hình H1). Biết thể tích vật nặng bằng thể tích của khối gỗ. Xác định trọng 3 lượng riêng của vật nặng. Bài 2: Có một ấm nhôm không chứa nước. Dùng ca múc 1 ca nước giếng đổ vào trong ấm nhôm. Sau đó dùng ca trên múc 1 ca nước sôi ở 100 0C rót vào trong ấm thì thấy nhiệt độ nước trong ấm khi có sự cân bằng nhiệt là 500C. Tiếp tục múc 1 ca nước sôi ở 1000C rót vào trong ấm thì nhiệt độ nước trong ấm khi có sự cân bằng nhiệt là 62 0C. Bỏ qua trao đổi nhiệt với ca và môi trường. Tính nhiệt độ nước giếng ở trong ấm khi chưa rót nước sôi vào. Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ (H 2). Đèn ghi: 9V-18W; R1 = 3 ; Biến trở có điện trở tối đa RMN = 4,5 . Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện không đổi U = 21V. Am pe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. a) Khi K đóng, con chạy C ở vị trí N thì Am pe kế chỉ 4 (A). Tính R2= ? b) Khi K mở, dịch chuyển con chạy từ N đến M thì độ sáng của đèn thay đổi như thế nào? Xác định vị trí của con chạy C để đèn sáng yếu nhất. Bài 4: Có một khối trụ nằm ở đáy bình nước sao cho mặt dưới của nó áp sát đáy bình không cho nước lọt giữa chúng. Người ta buộc một sợ dây để kéo vật lên theo phương thẳng đứng (như hình H3). Hỏi độ lớn của lực kéo bằng bao nhiêu để có thể nhấc khối trụ rời khỏi đáy bình. Biết diện tích mặt đáy của khối trụ là S(m 2), chiều cao khối trụ là h(m), độ cao cột 2 nước trong bình là H(m), áp suất khí quyển là P0 (N/m ), khối lượng riêng của nước và của 3 3 khối trụ lần lượt là D0(kg/m ) và D (kg/m ). U R2 R1 Đ C H N M S K A h (H1) (H2) (H3) Họ và tên: ; SBD:
2. HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG HUYỆN NĂM HỌC 2017-2018 MÔN: Vật lý 9 Bài Ý Gợi ý đáp án Điểm Gọi thể tích của khối gỗ là v(m3), Khối lượng riêng của khối gỗ là D kg/m3. Lực đẩy Ác si mét do nước gây ra tác dụng lên khối gỗ khi nó 1 nổi trên mặt nước là: FA= 3/4v.10D0 (N) a) Trọng lượng của khối gỗ là P = v.10.D (N) 1 3đ 3 Khối gỗ nổi trên mặt nước nên ta có: P = FA v.10.D = v.10D0 4 1 3 3 3 D = D0 = .1000 = 750 kg/m 4 4 Lực đẩy ác si mét do nước gây ra tác dụng lên khối gỗ khi nó bị chìm 0,5 Bài 1 hoàn toàn trong nước là: F'A= v.10D0 (N). (6 đ) Lực đẩy ác si mét do nước gây ra tác dụng lên vật nặng khi nó bị 1 0,5 chìm hoàn toàn trong nước là: F''A= v.10D0 (N). 3 b) Gọi d' là trọng lượng riêng của vật nặng. Trọng lượng của vật nặng 1 3đ là: P' = v. d' (N) 1 3 Hệ thống cân bằng nên ta có:P+P' = F'A +F''A 1 1 v.10.D + v. d' = v.10D0+ v.10D0 1 3 3 3 d'= 40.D0 -30D = 17.500 (N/m ) Gọi khối lượng của nước trong ca ở mỗi lần múc là m 0 (kg). Khối lượng của ấm nhôm là m (kg). Nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là C 0(J/kg.K), C(J/kg.K).Nhiệt độ nước trong ấm khi chưa rót nước sôi vào là t0C. 0,75 +Khi rót ca nước sôi thứ nhất vào ấm: 2đ Nhiệt lượng ca nước sôi tỏa ra để hạ nhiệt độ từ 100 0C xuống 500C là: Q1 = m0. C0 .50 (J). Nhiệt lượng mà ấm và nước trong ấm thu vào để tăng nhiệt độ từ t 0C 0 0,75 lên 50 C là: Q2 = (m0. C0 + m.C)(50-t) (J). Phương trình cân bằng nhiệt: Q = Q 1 2 0,5 m0. C0 .50 = (m0. C0 + m.C)(50-t) (*) + Khi rót ca nước sôi thứ hai vào ấm: Bài 2 Nhiệt lượng ca nước sôi tỏa ra để hạ nhiệt độ từ 100 0C xuống 620C 0,75 6đ là: Q'1 = m0. C0 .38 (J). 2 đ Nhiệt lượng mà ấm và nước trong ấm thu vào để tăng nhiệt độ từ 0 0 0,75 50 C lên 62 C là: Q'2 = (2m0. C0 + m.C).12 (J). Phương trình cân bằng nhiệt: Q' = Q' 1 2 0,5 m0. C0 .38 = (2m0. C0 + m.C).12 7 14. m0. C0 = 12.m.C m.C m .C 1 6 0 0 7 Thay m.C m .C vào (*) ta được: 6 0 0 2 đ 7 m0. C0 .50 = (m0. C0 + m0. C0)(50-t) 1 6 13 300 300 50.m0. C0 = m0. C0.(50-t) = 50-t t = 50 - 6 13 13
3. 350 = 26,90C 13 2 2 Uđm 9 Điện trở của đèn là: RĐ= = = 4,5 ( ) 1 Pđm 18 Khi K đóng, con chạy C ở vị trí N. Vì Am pe kế có điện trở không đáng kể nên dòng điện không chạy qua biến trở. Mạch điện có sơ đồ tương đương: R2 R1 A Hiệu điện thế giữa hai đầu điện Đ 1 a trở R1 là:U1=I. R1= 4.3 = 12 (V) 4đ Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R2 và hai đầu đèn là: U2 =UĐ =21 – 12 = 9 (V) U Đ 9 Cường độ dòng điện chạy qua đèn là: IĐ = 2 (A) 1 RĐ 4,5 Cường độ dòng điện chạy qua R2 là: I2 = I – IĐ = 4-2 = 2 (A) 0,5 U2 9 Điện trở R2 = 4,5() 0,5 I2 2 Khi K mở, dòng điện không chạy qua Am pe kế. Mạch điện có sơ đồ tương đương: R2 RMC R1 Đ RNC Gọi điện trở của phần biến trở NC là: RNC = x ( ). Điện trở tương đương của toàn mạch là: R 2 (RĐ RNC ) Bài 3 Rtđ RMC R1 6 đ R 2 RĐ RNC 4,5(4,5 x) 20,25 4,5x 4,5 x 3 7,5 x 9 x 9 x 1 3x x2 87,75 () 9 x Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là: U 21(x 9) b I (A) R x2 3x 87,75 2đ tđ Gọi cường độ dòng điện chạy qua điện trở R2 và qua đèn lần lượt là I2 và IĐ. Ta có: I2 IĐ I2 IĐ I2 IĐ I 21 2 RĐ RNC R2 4,5 x 4,5 9 x 9 x x 3x 87,75 94,5 I Đ x2 3x 87,75 94,5 94,5 IĐ 2 1,05 (A) 3 90 90 x 2 Đè sáng yếu nhất khi cường độ dòng điện chạy qua đèn bằng 1,05 NC0 1,5 1 1 A. Khi đó con chạy ở vị trí C0 sao cho NC MN và MN 4,5 0 3 khi dịch chuyển con chạy từ N đến C0 thì x tăng từ 0 đến 1,5 và đèn sáng yếu dần, khi dịch chuyển con chạy từ C0 đến M thì x tăng từ 1,5 đến 4,5 và đèn sáng mạnh dần.
4. Áp suất do trọng lượng cột nước gây ra ở mặt trên của khối trụ: 2 0,5 p = 10.D0.(H-h) (N/m ) Áp lực do không khí và trọng lượng cột nước gây ra ở mặt trên của khối trụ là: F = (p+p ).S = 10.D . H h p S 0,5 Bài 4 0 0 0 2 đ Trọng lượng của khối trụ: P = 10.D.S.h (N) Gọi F’ là độ lớn của lực kéo vật lên như bài ra. Ta có 1 F’ F+P = 10.D0. H h p0 S 10.D.S.h =10.D0.H 10.(D D0 ).h p0 S Lưu ý: Mọi cách giải đúng đều cho điểm tối đa.
5. UBND HUYỆN KỲ ANH KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn: Vật lý 9; Thời gian: 30 phút Phần thi Thực hành Cho các dụng cụ: -1 lực kế; -1 bình chia độ; -1 quả nặng bằng sắt có thể bỏ lọt trong bình chia độ; -1 cốc chứa nước; -1 giá thí nghiệm; -1 sợi dây mảnh; Thực hành để xác định trọng lượng riêng của nước trong cốc? Yêu cầu: + Xây dựng phương án thí nghiệm, thực hành; + Chọn dụng cụ, mô tả cách lắp đặt thí nghiệm; + Trình bày các bước thực hành, thu thập số liệu; + Cách xử lý số liệu và phương pháp rút ra kết luận. Họ và tên: .; Số báo danh: ; Phòng thi: UBND HUYỆN KỲ ANH KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn: Vật lý 9; Thời gian: 30 phút Phần thi Thực hành Cho các dụng cụ: -1 lực kế; -1 bình chia độ; -1 quả nặng bằng sắt có móc treo và có thể bỏ lọt trong bình chia độ; -1 cốc chứa nước vừa đủ; -1 giá thí nghiệm; -1 sợi dây mảnh; Thực hành để xác định trọng lượng riêng của nước trong cốc? Yêu cầu: + Xây dựng phương án thí nghiệm, thực hành; + Chọn dụng cụ, mô tả cách lắp đặt thí nghiệm; + Trình bày các bước thực hành, thu thập số liệu; + Cách xử lý số liệu và phương pháp rút ra kết luận. Họ và tên: .; Số báo danh: ; Phòng thi:
6. HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG HUYỆN NĂM HỌC 2017-2018 MÔN: Vật lý 9 Phần thi Thực hành Sơ lược giải Điểm I. Phương án thí nghiệm, thực hành: 1) Đo độ lớn của lực đẩy ác si mét do nước gây ra tác dụng lên quả nặng khi nhúng chìm nó trong cốc nước; 2 2) Đo thể tích của vật; 3) Áp dụng công thức FA=v.d => d = FA/v II. Lắp đặt thí nghiệm: - Lắp giá thí nghiệm 0,5 - Treo lực kế lên giá thí nghiệm và điều chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0; - Rót lượng nước vừa đủ vào bình chia độ; III. Các bước tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Móc quả nặng vào lực kế, đọc số chỉ của lực kế P Bước 2: Nhúng quả nặng treo ở lực kế chìm hoàn toàn trong cốc nước, đọc số chỉ của lực kế P1; Bước 3: Đo thể tích quả nặng v; Lặp lại các bước 3 lần rồi ghi kết quả vào bảng sau: 2 Lần đo P P1 v FA = P-P1 d = FA/v IV. Cách xử lý số liệu và rút ra kết luận: Tính giá trị của d trong mỗi lần do sau đó lấy giá trị trung bình 0,5 d d d d 1 2 3 3