Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Đề số 2 - Năm học 2017-2018 - Sở Giáo dục và đào tạo Ninh Bình

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Đề số 2 - Năm học 2017-2018 - Sở Giáo dục và đào tạo Ninh Bình

1. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM TỈNH NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2016 - 2017 Môn: Vật lý - Ngày thi 21/02/2017 (Hướng dẫn chấm này gồm 06 trang) Câu Đáp án Điểm a. (3,0 điểm) Gọi S là cả quãng đường; t1, t2, v1, v2 lần lượt là thời gian, vận tốc mà ô 0,25 tô đi trên nửa quãng đường đầu và nửa quãng đường sau. S Thời gian đi nửa quãng đường đầu: t1 . (1) 2v1 0,25 S Thời gian đi nửa quãng đường còn lại: t . (2) 2 0,25 2v2 Từ (1) và (2) => Thời gian đi cả quãng đường: t t t 1 2 0,25 S S = 0,25 2v1 2v2 S Vận tốc trung bình trên cả quãng đường: v 0,25 tb t S v tb S S 0,25 2v1 2v2 1 S vtb (6,0 điểm) S 1 1 0,25 2 v1 v2 1 v tb 1 v v . 1 2 0,25 2 v1v2 2v v v 1 2 tb 0,25 v1 v2 2.60.40 Thay số: v 0,25 tb 60 40 vtb 48(km / h) 0,25 b. (3,0 điểm) Gọi thời gian đi nửa quãng đường sau là t’ 2; Gọi S 2 là quãng đường đi 0,25 trong nửa giai đoạn đầu thì : tgd(đầu) = t’2 /2 ' t2 S2 = v2. (3) 0,25 2 Quãng đường đi được trong nửa thời gian sau là: tgd(sau) = t’2 /2 0,25 1
2. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link ' t2 S3 = v3. (4) 0,25 2 S 0,25 Mặt khác: S2 + S3 = (5) 2 ' ' ' t2 t2 S Thay (3) và (4) vào (5) => v v (6) 0,25 2 2 3 2 2 Biến đổi (6) ta được: (v’2 + v3)t’2 = S 0,25 S => t ' 2 ' 0,25 v2 v3 Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là: S S v' = tb t t ' S S 0,25 1 2 2v1 v '2 v3 2v (v ' v ) = 1 2 3 0,25 2v1 v '2 v3 2.60(15 45) Thay số: v' 0,25 tb 2.60 15 45 ' vtb 40(km / h) 0,25 a. (3,5 điểm) Gọi nhiệt độ khi cân bằng là: t do t là nhiệt độ cao nhất nên thùng A 123 ; 1 0,25 2 sẽ tỏa nhiệt. Nhiệt lượng do nước ở thùng A tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t đến t : (7,0 điểm) 1 123 0,25 Q1 = m1c(t1 – t123) Do t2 là nhiệt độ thấp nhất nên thùng B sẽ thu nhiệt. 0,25 Nhiệt lượng do nước ở thùng B thu vào khi tăng nhiệt độ từ t2 đến t123: Q2 = m2c(t123 – t2) 0,25 Giả sử thùng C thu nhiệt 0,25 Nhiệt lượng do nước ở thùng C thu vào khi tăng nhiệt từ t đến t : 3 123 0,25 Q3 = m3c( t123 - t3) Tổng nhiệt tỏa là Qtỏa = Q1; Tổng nhiệt thu vào Qthu = Q2 + Q3 0,25 Q1 = Q2 + Q3 (1) 0,25 Biến đổi (1): m1c(t1 – t123) = m2c(t123 – t2) + m3c(t123 - t3) 0,25 m1(t1 – t123) = m2(t123 – t2) + m3(t123 - t3) (2) 0,25 Mà: m1 = m2 = 0,5m3. 0,25 t t 2t Nên từ (1) t 1 2 3 (3) 123 4 0,25 80 20 2.40 0,25 Thay số từ (3): t 123 4 0 0 0 0,25 t123 = 45 C 40 vậy giả sử đúng hệ cân bằng với t123 = 45 C b. (3,5 điểm) 2
3. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link + Gọi Q là nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t, ta có: Q = R.I2.t 0,25 l Q = I 2t (Với l là chiều dài dây chì) 0,25 S Nhiệt lượng thu vào để dây chì tăng nhiệt độ đến nhiệt độ nóng chảy là: 0,25 0 t tc t 327 27 300 C Q1 = m.C.∆t 0,25 Nhiệt lượng thu vào để dây chì nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy: Q2 = mλ 0,25 m=V.D 0,25 Q' là nhiệt lượng do dây chì thu vào để tăng nhiệt độ từ 27 0C đến nhiệt 0 độ nóng chảy tc = 327 C và nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ nóng chảy: 0,25 Q' = Q1 + Q2 = m(C.∆t + λ) = DlS(C.∆t + λ) với (m = D.V = DlS). 0,25 + Do không có sự mất mát nhiệt nên: Q = Q' 0,25 l I 2t = DlS(C.∆t + λ) (4) S 0,25 DS 2 t C. t  I 2 0,25 Biến đổi (4) ta có : 11300.(0,1.10 6 )2 t (120.300 25000) 0,25 0,22.10 6.202 6893 + Thay số đúng kết quả bằng: t 0,078329(54) 0,25 88000 0,25 t; 0,078(s) a. (1,0 điểm) - Vì điện trở của các ampe kế không đáng kể nên ta có: 0,25 UCB = IA2.R3 = 10,8 (V) - Mặt khác:U MN U MC UCB (R1 RAC )I1 UCB U MN UCB 36 10,8 0,25 I1 1,8A R1 RAC 4 10 Vì RCB//R3 và I I A nên RCB R3 12() ; A1 2 0,25 Do đó: R2 RAC RCB 10 12 22() 0,25 b. (1,0 điểm) Khi dịch chuyển con chạy đến vị trí mới, ta đặt điện trở đoạn AC là x. Ta cũng có: UCB I3R3 0,5.12 6(V ) . Dòng điện qua R1 lúc này là: U MN UCB 36 6 30 0,25 I1 xI1 4I1 30 (1) R1 RAC 4 x 4 x Ta lại có:UCB (R2 x)(I1 0,5) (22 x)(I1 0,5) 6 3
4. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link => xI1 22I1 0,5x 17 (2) Từ (1) và (2) ta được: x 94 52I1 (3) 2 0,25 Thay (3) vào (1) ta được: 26I1 49I1 15 0 (4) Giải phương trình (4) ta được: I1 1,5A hoặc I1 0,385A I3 (loại) 3 0,25 Vậy ta lấy I 1,5A , do đó số chỉ của ampe kế A1 là: I I I 1A (3,0 điểm) 1 A1 1 3 Thay I1 1,5A vào (3) ta được: RAC x 94 52.1,5 16() và RCB 6 0,25 Công suất tiêu thụ trên R2 : P P P R I 2 R I 2 16.1,52 6.12 42W AC CB AC 1 CB A1 c. (1,0 điểm) 26x 312 x 2 + Đặt RBC = x, RAC = 22 – x R tđ 12 x 0,25 U 36(12 x) Vậy: I 2 Rtđ 26x 312 x 432x + Suy ra: U I.R 3BC 3BC 26x 312 x 2 + Cường độ dòng điện qua 2 ampe kế lần lượt là: 0,25 432 36x I và I A1 26x 312 x 2 A2 26x 312 x 2 432 * Xét ampe kế A1: I A1 312 x(26 x) 262 +Áp dụng bất đẳng thức cosi cho 2 số x và 26 - x ta có x(26 x) 4 0,25 Vậy số chỉ A1 đạt giá trị cực tiểu tại x = 13. + Vậy khi x giảm từ 22 đến 13 thì I A1 giảm; x = 13 thì IA1 đạt giá trị cực tiểu; x giảm từ 13 xuống 0 thì I1 lại tăng. 36 * Xét ampe kế A : I 2 A2 312 26 x x 312 + Khi x giảm thì x luôn tăng nên số chỉ của ampe kế A 2 luôn 0,25 x giảm, khi C trùng B thì số chỉ của ampe kế A2 bằng 0 (Học sinh chỉ cần khảo sát giá trị tăng hay giảm, không cần đưa ra kết quả cụ thể tăng giảm bao nhiêu) a. (1,5 điểm) Xét các tam giác vuông đồng dạng SOH và S’OH’ 0,25 4
5. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link S ' H ' OH ' (1) SH OH S I h F’ H’ x’ x f F O H h' d d’ S’ S 'H ' F 'H ' Ta cũng có OF’I  H’F’S’ (2) 0,25 IO F 'O OH ' F 'H ' OH ' F 'O 4 Các vế trái của (1) và (2) bằng nhau OH F 'O F 'O 0,25 (3,0 điểm) d ' d ' f Hay d f 0,25 Biến đổi : d’.f = d.d’ – f.d d.d’ = f.d’ + f.d (3) 0,25 1 1 1 Chia 2 vế của (3) cho d.d’f ta được: 0,25 f d d ' a. (1,5 điểm) GE S E Xét 2 tam giác vuông S’GES ’PO PO S O 0,25 r z d d L L d Hay thay bằng ký hiệu: 1 (4) r d d d 0,25 ’ ’ r Ở đây r, L là các đại lượng không đổi; d, d là các biến số rmin r min r ' Để khảo sát ta đặt y = ; d = x (x > f = 20cm); r 0,25 5
6. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link df xf (L x).(x f ) Thay d’ = thay vào (4) ta có: y = 1 - d f x f xf Tiếp tục khai triển phân thức và rút gọn, ta được: L x L 45 x 45 0,25 y = thay số y = x f f x 20 20 45 x Ta nhận thấy: ymin x 20 min Để ý biểu thức trên là tổng của 2 số mà tích của nó là 1 số không đổi 45 (bằng ) nên tổng này bé nhất khi 2 số này bằng nhau. 20 0,25 45 x 2 Vậy ymin x = 900 x = 30cm (vì x>20cm). x 20 Vậy thấu kính cách S đoạn d = 30cm r ' ’ ymin = 1,5 + 1,5 – 2,25 = 0,75 = r min = 3cm r 0,25 Vậy: bán kính nhỏ nhất của vết sáng đạt được trên màn là 3cm. Do không có quả cân nên ta dùng cát thay quả cân. Tiến hành theo các bước: 0,25 - Dùng cân xác định tổng khối lượng của cốc trong bình nhiệt lượng 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. 0,25 - Làm tương tự với cốc thủy tinh thứ hai chứa dầu, ta có một khối lượng dầu bằng khối lượng nước ở cốc kia. - Đo nhiệt độ ban đầu t1 của dầu. 5 - Đổ nước vào cốc nhiệt lượng kế rồi đun nóng tới nhiệt độ t . Đổ dầu ở 2 0,25 (1,0 điểm) nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế rồi khuấy đều và đo nhiệt độ t3 khi thiết lập cân bằng nhiệt. - Gọi m là khối lượng cốc trong 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 trong nhiệt lượng kế, nước và dầu. Phương trình cân bằng nhiệt là: (mc1 mc2 ).(t2 t3 ) mc3 (t3 t1) 0,25 t2 t3 Từ đó ta tính được : c3 (c1 c2 ). (*) t3 t1 Thay các giá trị t 1, t2 và t3 vào (*) ta tính được nhiệt dung riêng c3 của dầu. * Ghi chú: 6
7. NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link 1. Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó. 2. Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng cho nửa số điểm của ý. 3. Ghi công thức đúng mà: Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của ý đó. Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó. 4. Nếu sai hoặc thiếu đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho toàn câu. Hết NHẬN RẤT NHIỀU ĐỀ THI TÀI LIỆU DẠY HỌC FREE Ở ĐÂY (COPY DÁN VÀO TRÌNH DUYỆT WEB) zApax63XBzpvgGCg/viewform?usp=sf_link 7