Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Trị

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Trị

1. SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 QUẢNG TRỊ khóa ngày 12 tháng 4 năm 2012 MÔN VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) Hai vật chuyển động thẳng đều trên một đường thẳng. Nếu đi ngược chiều để gặp nhau, thì sau 10 giây, khoảng cách giữa hai vật giảm 20m. Nếu đi cùng chiều thì sau 10 giây khoảng cách giữa chúng chỉ giảm 8m. Hãy tìm vậm tốc của mỗi vật. Câu 2: (2,0 điểm) Một bình đang nằm cân bằng trên một miếng nêm. Thả nhẹ P một vật có trọng lượng P vào nước ở chính giữa để bình vẫn cân bằng (hình vẽ). Trong hai trường hợp sau, hệ thống còn cân bằng không? Tạo sao. a. Dịch chuyển vật P sang một bên, vật bị thấm nước chìm dần và đang còn lơ lửng trong nước. b. Sau một thời gian vật P chìm và rơi xuống đáy bình. Câu 3: ( 5,0 điểm) 0 Cho một cốc mỏng, khối lượng m c = 50g có chứa m1 = 400g nước ở nhiết độ t 1 = 20 C, và một số viên 0 nước đá ở nhiệt độ t2 = -5 C, mỗi viên có khối lượng m2 = 20g. a. Thả hai viên nước đá vào cốc nước trên thí các viên nước đá có tan hết không? Nhiệt độ trong cốc sau khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu. b. Phải thả tiếp vào cốc ít nhất bao nhiêu viên nước đá nữa để cuối cùng trong cốc có hỗn hợp nước và nước đá. Cho biết nhiệt dung riêng của cốc là c = 250J/kgK. Nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là: c 1= 3 3 0 4,2.10 J/kgK, c2 = 1,8.10 J/kgK. Nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 0 C. Nhiệt nóng chảy của nước đá (là nhiệt cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn) là: λ = 3,4.105J/kg. Bỏ qua mọi sự mất mát nhiêt. Câu 4: ( 4,0 điểm) Cho gương phẳng và vật AB vuông góc với trục B chính của thấu kính hội tụ, điểm A của vật nằm trên trục chính, mặt phản xạ của gương hướng về thấu kính A F O F’ (hình bên). Biết OF = f = 30cm; OA = 1,5f; AB = 1cm. a. Vẽ ảnh của AB qua hệ thấu kính và gương (có giải thích) b. Xác định độ cao và vị trí của ảnh. Câu 5: ( 5,0 điểm) R Cho mạch điện như hình 3. Biết R1= 8 ; R2 = 4 ; R3 = 6 ; R1 M 2 UAB = 12V; R4 là một biến trở. Vôn kế có điện trở rất lớn, dây nối và khóa K có điện trở rất nhỏ. A V B a. Khóa K mở, vôn kế chỉ bao nhiêu? b. Khóa K đóng: R N - Nếu R4= 4 , tìm só chỉ của vôn kế. 3 R4 - Vôn kế chỉ 2V, tính R4. . HẾT Bài làm của Phan Ngọc Quỳnh học sinh trường THCS Ba Lòng
2. Câu 1: Gọi x là vận tóc của vật thứ nhất, y là vận tóc của vật thứ 2 - Quảng đường vật thứ nhất đi được sau 10s: S1 = 10x - Quảng đường vật thứ 2 đi được sau 10s: S2 = 10y * Khi chuyển động ngược chiều: S1 S2 Theo bài khoảng cách giữa 2 vật giảm 20 m nên ta có phương trình: S1 + S2 = 20  10x + 10y = 20  x + y = 2 (1) * Khi chuyển động cùng chiều: S1 S2 Theo bài khoảng cách giữa 2 vật giảm 8 m nên ta có phương trình: S1 - S2 = 8  10x - 10y = 8  x - y = 0.8 (2) Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: x + y = 2 x - y = 0.8 Giải hệ ta được x = 1.4 ; y = 0.6 Vậy vận tốc của 2 vật lần lượt là 1.4 m/s và 0.6 m/s Câu 2: a) Theo định luật Pascal “ Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và thành bình ” Nên khi dịch chuyển vật sang một bên và vật lơ lửng trong nước thì bình vẫn nằm cân bằng. b) Sau một thời gian vật chìm hẳn xuống bình thì trọng lực lớn hơn lực đẩy Ác – si – met nên vật rứt về bên nào của bình thì bình nghiêng về bên đó. Câu 3: Ta có: mc = 50g = 0,05 kg m = 400g = 0,4 kg m2 = 20g = 0,02 kg a) Nhiệt lượng để 2 viên nước đá tan hết: Q1 = 2m2.c2(0 – t2) + 2m2  5 = 2.0,02.1800(0 + 5) + 2.0,02.3,4.10 = 13960 J Nhiệt lượng do cóc và nước tỏa ra khi giảm nhiệt độ xuống 0oC Q2 = (mc.c + m.c1)(t1 – 0) = (0,02.250 + 0,4.4200)(20 – 0) = 33850 J Ta thấy Q1 < Q2 vậy nước đá tan hết và nóng lên Gọi t là nhiệt độ cân bằng, ta có: Nhiệt lượng để nước sau khi tan nóng lên nhiệt độ t Q3 = 2m2c1(t – 0) 168t J Nhiệt lượng do cóc và nước tỏa ra khi giảm nhiệt độ xuống t Q4 = (mc.c + m1.c1)(t1 – t)
3. Theo phương trình cần bằng nhiệt ta có: Q4 = Q1 + Q3  (mc.c + m1.c1)(t1 – t) = 2m2.c2(0 – t2) + 2m2  + 2m2c1(t – 0) 5  (0,05.250 + 0,4.4200)(20 – t) = 2.0,02.1800(0 + 5) + 2.0,02.3,4.10 + 2.0,02.4200t  19890 – 1692,5t = 13960 + 168t  1860,5t = 19860  t = 10,69 oC b) Gọi n là số viên nước đá Nhiệt lượng để n viên nước đá tan hết Q = n.m2c2(0 – t2) + n.m2  5 = n1800.5.0,02 + n.3,4.10 .0,02 = 6980n J Nhiệt lượng do cóc và nước lúc này tỏa ra đê giảm nhiệt độ xuống 0oC Q5 = (mc.c + (m + 2m2)c1)(t – 0) = (0,05.250 + (0,4 + 2.0,02)4200)(10,69 – 0) = 19888,745 J Để có hỗn hợp nước và nước đá thì Q > Q5  6980n > 19888,745  n > 2.85 Vậy số viên nước đá cần là 3 viên Câu 4: Cách 1: II1 B A’ O A F F’ B’ I' K J a) Tia tới BI song song với trục chính cho tia ló IF’ đi qua tiêu điểm F’ và bị phản xạ tại F’ nên khi đến thấu kính cho tia ló I’B’ song song với trục chính. Tia tới BJ đi qua tiêu điểm F nên cho tia ló song song với trục chính và vuông góc với gương tại K nên phản xạ ngược lại vị trí ban đầu Cách vẽ: Dựng tia BI song song với trục chính cho tia ló IF’, Dưng I1 là ảnh của I qua gương. Nối I1F’ kéo dài đến thấu kính tại I’ và cho tia ló I’B’ song song với trục chính Vẽ tia tới BJ cho tia ló JK song song với trục chính. Giao điểm của tia IB’ và tia BJ chính là B’ ảnh của B qua hệ gương và thấu kính. Hạ vuông góc với trục chính ra xác định được điểm A’ b) Xét tam giác F’OI = tam giác F’OI’ ( g.c.g) => OI = OI’ mà OI = AB và OI’ = A’B’ => AB = A’B’ = 1 cm Ta có AF = OA – OF = 1,5 f – f = 0.5f = 15 cm Xét tam giác FAB = tam giác FA’B’ (g.c.g) => AF = A’F = 15 cm => OA’ = 0F – F’A’ = 30 – 15 = 15 cm
4. Vậy ảnh cao 1cm và cách thấu kính 15 cm Câu 5: a) Khi khóa K mở mạch điện đã cho trở thành R1 R2 Ta có: R12 = R1 + R2 = 8 + 4 = 12  IAB = UAB/R12 = 12/12 = 1 A U1= IAB . R1= 1.8 = 8 V Mà Uv = U1 Vậy số chỉ của vôn kế là 8V b) Khi khóa K đống mạch điện trở thành: R1 R2 R3 R4 R4 = 4  R12 = 12  R34 = R3 + R4 = 6 + 4 = 10  I12 = UAB / R12 = 12/12 = 1A U1 = I12.R1 = 1.8 = 8 V I34 = UAB/ R34 = 12/10 = 1.2 A U3 = I34 . R3 = 1,2 .6 = 7,2 V U V = U1 – U3 = 8 -7.2 = 0.8 A Vôn kế chỉ 2V TH1: dòng điện đi từ M đến N U2 = I12. R2 = 1 . 4 = 4 V U4 = U2 – Uv = 4 – 2 = 2V U3 = U – U4 = 12 – 2 = 10 V I34 = U3 / R3 = 10/6 =5/3 A R4 =U4 / I34 = 2/5/3= 1,2  TH2: Dòng điện đi từ N đến M U2 = I12. R2 = 1 . 4 = 4 V U4 = U2 + Uv = 4 + 2 = 6V U3 = U – U4 = 12 – 6 = 6 V I34 = U3 / R3 = 6/6 =1 A R4 =U4 / I34 = 6/1= 6 