Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Sở Giáo dục và đào tạo Tuyên Quang

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Sở Giáo dục và đào tạo Tuyên Quang

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS TUYÊN QUANG MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2010 - 2011 Thời gian 150 phút (không kể thời gian giao đề). Đề chính thức Đề này có 01 trang Câu 1: ( 4 điểm ) Người ta dùng một palăng gồm một ròng rọc động và một ròng rọc cố định để kéo một vật lên cao 4 mét trong thời gian 2 phút, với lực kéo là 800N. Hiệu suất của palăng là 72%. a) Tính công và công suất của người kéo b) Tính khối lượng của vật. Tính công hao phí. c) Tính hiệu suất của ròng rọc động. (Biết hiệu suất của ròng rọc cố định là 90%) Câu 2: (4 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ: R 1=10 ; R2= 4 ; R3= R4=12 ; Ampekế có điện trở R A=1 , Rx là một biến trở, U không đổi. Bỏ qua điện trở các dây nối và khóa K. R2 R3 a) K đóng, thay đổi giá trị của Rx đến khi công suất tiêu thụ trên Rx đạt cực đại thì Ampekế chỉ 3A. R4 Xác định hiệu điện thế U. R A x K b) K mở, giữ nguyên giá trị của Rx ở câu a. A B Xác định số chỉ của Ampekế khi đó. R1 + - U Câu 3: ( 4 điểm ) 0 Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá nhiệt độ t1 = -5 C. Người ta đổ vào bình một lượng 0 nước có khối lượng m = 0,5kg ở nhiệt độ t 2 = 80 C. Sau khi cân bằng nhiệt thể tích của chất chứa trong bình là V = 1,2 lít. Tìm khối lượng của chất chứa trong bình. Biết khối lượng riêng của nước và nước đá là 3 3 Dn = 1000kg/m và Dnd = 900kg/m , nhiệt dung riêng của nước và nước đá là Cn = 4200J/kgK và Cnd = 2100J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá lànd 340000J / kg . Câu 4: ( 4 điểm ) Hai gương phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào nhau và cách nhau một khoảng AB = d. Trên đoạn thẳng AB có đặt một điểm sáng S cách gương (M) một đoạn SA = a. Xét một điểm O nằm trên đường thẳng đi qua S và vuông góc với AB có khoảng cách OS = h. (M) (N) a) Nêu cách vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại I và truyền qua O. O b) Nêu cách vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ lần lượt trên gương (N) tại H, trên gương (M) tại K rồi truyền qua O. c) Tính các khoảng cách từ I, K, H tới AB. Câu 5: ( 4 điểm ) A B Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ tiết diện lần lượt là S1, S2 S có chứa nước như hình vẽ.Trên mặt nước có đặt các pittông mỏng, khối lượng m1, m2. Mực nước hai nhánh chênh nhau một đoạn h = 10cm. S a) Tính khối lượng m của quả cân đặt lên pittông lớn để 1 mực nước ở hai nhánh ngang nhau. h S2 b) Nếu đặt quả cân sang pittông nhỏ thì mực nước hai nhánh lúc bấy giờ sẽ chênh nhau một đoạn H bằng bao nhiêu? 3 2 Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m , S1 = 200cm , 2 S2 = 100cm và bỏ qua áp suất khí quyển. - Hết -
2. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2010 - 2011 Câu 1 a) Tính công, công suất của người kéo Vì dùng ròng rọc động lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi nên quãng đường dịch chuyển của dây là: s = 2h = 8m Công của người kéo dây là: A= F.s =800.8=6400J F A 6400 Công suất của người kéo dây là: P 53,3W 1 đ t 120 b) Tính khối lượng vật: A Ta có: H 1 => A = H.A = 0,72.6400 = 4608J A 1 P A 4608 Trọng lượng của vật: A = P.h => P = P 1 1152N 1 h 4 p 1152 Khối lượng của vật: m 115,2kg 1,5đ 10 10 *) Công hao phí: Ta có: A = A1 + Ahp => Ahp = A – A1 = 6400 – 4608 =1792J c) Tính hiệu suất của ròng rọc động . Gọi A’ và A là công của lực kéo ở ròng rọc động và ròng rọc cố định. A Hiệu suất của ròng rọc động: H = 1 1 A' A' Hiệu suất ở ròng rọc cố định: H = 2 A A1 A1 A' H 0,72 Hiệu suất của pa lăng: H=H . H1.H2 => H1 =H1 0,8 80% 1,5đ A A' A H2 0,90 Câu 2 R2 R3 a) Ta có: R1=10 ; R2= 4 ; R3= R4=12 ; RA=1 , - Gọi Rx đạt giá trị cực đại khi đó là x ( ) (x>0). R4 - Mạch diện được mắc như sau: {[( R //R ) nt R ]//(R nt R )}nt R Rx K 3 4 2 A x 1 A A B - R34 = 6 ; R234 = 10( ) R1 10(x 1) 20x 120 + - - Tính Rm = 10 = U 11 x 11 x U U(x 1) 1đ -Tính UAB = I.RAB=.RAB thay vào ta tính được: UAB= (1) Rm 2x 12 UAB U - Tính Ix = = (A) x 1 2x 12
3. 2 2 0,5 đ 2 U x U - Tính Px = Ix .Rx = 2 2 (2) 2x 12 12 2 x x 12 - Để Px lớn nhất, theo (2) thì biểu thức: 2x + phải nhỏ nhất. x 1đ Vậy khi đó x = 6( ) - Tính Ux = Ix.Rx = 6.3 = 18 (V) 0,5đ - UAB = 21V Từ (1) tính U= 72V b) Mạch điện được mắc như sau: [(RA nt Rx nt R4)//R2] nt R3 nt R1 - Giữ nguyên Rx khi đó tính được Rm = 25,3( ) U 72 I 2,84A R 25,3 - Cường độ dòng điện trong mạch chính: m I2 Rx RA R4 19 1đ IA R2 4 I I 2,84 - Ta có: 2 A - Giải hệ phương trình này ta được IA = 0,49(A) Câu 3: Giải: Nếu đá tan hết thì khối lượng nước đá là: mnd V.Dn m 0,7kg Nhiệt lượng cần cung cấp để nước đá tan hết là: Q1 mnd .Cnd (0 t1) mnd 7350 238000 245350(J ) Nhiệt lượng do nước toả ra khi hạ nhiệt độ từ 800C đến 00C là: Q2 m.Cn.(t2 0) 168000(J ) 1đ Nhận xét do Q2 < Q1nên nước đá không tan hết, đồng thời Q2 mnd .Cnd (0 t1) nên trong bình tồn tại cả nước và nước đá. Suy ra nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là 00C 168000 7350 Khối lượng nước đá đã tan là: m 0,4725(kg) 1đ nd tan 340000 Sau khi cân bằng nhiệt: - Khối lượng nước trong bình là: mn 0,5 0,4725 0,9725(kg) Vn 0,9725l - Thể tích nước đá trong bình là: Vnd V Vn 1,2 0,9725 0,2275l 1đ - Khối lượng nước đá trong bình là: mnd Vnd .Dnd 0,20475(kg) Vậy khối lượng của chất trong bình là: m m m 1,17725(kg) n nd 1đ Câu 4 a) Vẽ đường đi của tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đường kéo dài đi qua S’ (là ảnh của S qua (N). - Cách vẽ: Lấy S’ đối xứng với S qua (N). Nối S’O’ cắt (N) tại I. Tia SIO là tia sáng cần vẽ. 1đ b) Vẽ đường đi của tia sáng SHKO - Đối với gương (N) tia phản xạ HK phải có đường kéo dài đi qua ảnh S’ của S qua (N). - Đối với gương (M) để tia phản xạ từ KO đi qua O thì tia tới HK phải có đường kéo dài đi qua ảnh O’ của O qua (M). Vì vậy ta có cách vẽ: 1,5đ - Lấy S’ đối xứng với S qua (N); O’ đối xứng với O qua (M). Nối O’S’ cắt (N) tại H cắt (M) tại K. Tia SHKO là tia cần vẽ.
4. (M) (N) c) Tính IB, HB, KA Vì IB là đường trung bình của SS’O O’ O nên ’ 1,5đ OS h IB = 2 2 HB BS' K Vì HB //O’C => => O'C S'C I BS' d a HB = .O'C .h S'C 2d HB S B H Vì BH // AK => AK S A S’ S A (2d a) (d a) 2d Ca A S B AK .HB . .h .h S B d a 2d 2d Câu 5 Áp suất ở mặt dưới pittông nhỏ là : 10m 10m 2 1 10Dh S2 S1 m m 2 1 Dh (1) S2 S1 - Khi đặt quả cân m lên pittông lớn mực nước ở hai bên ngang nhau nên: 10m 10(m m) m m m 2 1 2 1 (2) S2 S1 S2 S1 m m m Từ (1) và (2) ta có : 1 1 Dh S1 S1 m  D.h => m = DS1h = 2kg S1 Khi chuyển quả cân sang pittông nhỏ thì ta có : 10(m m) 10m m m m 2 1 10DH  2 1 D.H (3) S2 S1 S2 S1 Kết hợp (1), (3) và m = DhS1 ta có : S H = h( 1 +1 ) S2