Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 9 cấp Quận - Năm học 2022-2023 - Phòng GD&ĐT Quận Hai Bà Trưng

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí Lớp 9 cấp Quận - Năm học 2022-2023 - Phòng GD&ĐT Quận Hai Bà Trưng

1. UBND QUẬN HAI BÀ TRƯNG KÌ THI HỌC SINH GIỎI CÁC MÔN VĂN HÓA PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VÀ MÔN KHOA HỌC LỚP 9 CẤP QUẬN NĂM HỌC 2022 – 2023 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lí Ngày thi: 18 tháng 10 năm 2022 Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 02 trang) Bài 1 (5 điểm) Cùng một lúc có hai xe xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 60km, chúng chuyển động cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v1=30km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc v2=40km/h. (cả hai xe đều chuyển động thẳng đều) 1. Tính khoảng cách giữa hai xe sau 1 giờ kể từ lúc xuất phát. 2. Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút, xe thứ nhất đột ngột tăng tốc và đạt đến vận tốc ’ V1 =50km/h. Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. Bài 2 (4 điểm) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chứa nước ở nhiệt độ phòng 250C, khi cân bằng nhiệt độ nước trong thùng là 700C. Nếu chỉ đổ lượng nước sôi nói trên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biết rằng lượng nước sôi gấp đôi lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Bài 3 (5 điểm) Cho mạch điện như sơ đồ (hình 1): R1= R2 = 20Ω, R3 = R4 = 10Ω, hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn chỉ 30V. a) Tính U. b) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở bằng không. Tìm số chỉ ampe kế. Bài 4 (3 điểm) Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng với các dụng cụ và vật liệu cho sẵn: - Thước có vạch chia. - Giá thí nghiệm và dây treo. - Một cốc chứa nước đã biết trọng lượng riêng dn. - Một cốc đựng chất lỏng cần xác định trọng lượng riêng dcl.
2. - Hai vật rắn không thấm nước giống hệt nhau có thể chìm trong các chất lỏng nói trên. Bài 5 (3 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 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. 1. Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S, phản xạ trên gương (N) tại I và truyền qua O. 2. Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại H, trên gương (M) tại K rồi truyền qua O. 3. Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB. HẾT
3. ĐÁP ÁN THAM KHẢO Bài 1 (5 điểm) Cùng một lúc có hai xe xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 60km, chúng chuyển động cùng chiều từ A đến B. Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v1=30km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc v2=40km/h. (cả hai xe đều chuyển động thẳng đều) 1. Tính khoảng cách giữa hai xe sau 1 giờ kể từ lúc xuất phát. 2. Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút, xe thứ nhất đột ngột tăng tốc và đạt đến vận tốc ’ V1 =50km/h. Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. Giải 1. Khoảng cách giữa hai xe sau 1 giờ kể từ lúc xuất phát là: S= AB + V2 t 1 − V 1 t 1 =60 + 40.1 − 30.1 = 70 km 2. Quãng đường xe thứ nhất đi trong 1,5h là: S1= V 1 t 1 =30.1,5 = 45 km Quãng đường xe thứ hai đi được trong 1,5h là: S2= V 2 t 1 =40.1,5 = 60 km Gọi t (h) là thời gian hai xe gặp nhau. ' Quãng đường xe thứ nhất đi được cho đến khi gặp xe thứ hai là: S31== V t50 t km Quãng đường xe thứ hai đi được cho đến khi gặp xe thứ nhất là: S42== V t40 t Hai xe gặp nhau, ta có: S1+=++ +=++ = S 3 S 2 S 4 AB45 50 t 60 40 t 60 t 7,5 (h) Hai xe gặp nhau sau 9(h) kể từ lúc xuất phát. Nơi gặp nhau cách A là: SSSA =13 + =45 + 50.7,5 = 420 km Bài 2 (4 điểm) Người ta đổ một lượng nước sôi vào một thùng đã chứa nước ở nhiệt độ phòng 250C, khi cân bằng nhiệt độ nước trong thùng là 700C. Nếu chỉ đổ lượng nước sôi nói trên vào thùng này nhưng ban đầu không chứa gì thì nhiệt độ của nước khi cân bằng là bao nhiêu? Biết rằng lượng nước sôi gấp đôi lượng nước nguội. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. Giải Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: QQtoa= thu 2mc( t12 − t) =( mc + m ' c ')( t − t ) 2mc( 100 − 70) = mc( 70 − 25) + m ' c '( 70 − 25) 60mc = 45 mc + 45 m ' c ' =mc3 m ' c '
4. Khi không có gì trong thùng, nhiệt độ cân bằng của thùng lúc này là: QQtoa= thu 2mc( t12 − t ') = m ' c '( t ' − t ) 2.3m ' c '( 100 − t ') = m ' c '( t ' − 25) 6( 100 −tt ') = ' − 25 =tC' 89,30 Vậy nhiệt độ cân bằng cần tìm là: tC'= 89,30 Bài 3 (5 điểm) Cho mạch điện như sơ đồ (hình 1): R1= R2 = 20Ω, R3 = R4 = 10Ω, hiệu điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn chỉ 30V. a) Tính U. b) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở rất nhỏ. Tìm số chỉ ampe kế. Giải a) Sơ đồ mạch điện {R1//(R3 nt R4)}nt R2 Điện trở tương đương của R134 R1.R34 R134 = = 10 R1 + R34 Điện trở tương của đoạn mạch R=R134+R2=30 Ω Cường độ động điện chạy qua R3 R1 U R1 U I 3 = I 34 = I134 = . = R1 + R34 R R1 + R34 60 Hiệu điện thế ở hai đầu R3 U U = I .R = 3 3 3 6 Hiệu điện thế ở hai đầu nguồn điện. 5 Uv= U- U3= U U=36V 6 b) Sơ đồ mạch điện {R1nt(R2 // R4)}// R3 Điện trở tương đương
5. R24=20/3 Ω R124= 80/3 Ω Cường độ dòng điện chạy qua R3: I3=U3/R3=3,6(A) Cường độ dòng điện chạy qua R4: R2 R2 U R2 I 4 = I 24 = I124 = . = 0,9(A) R2 + R4 R2 + R4 R124 R2 + R4 Số chỉ của Ampe kế là IA= I3+ I4= 4,5(A) Bài 4 (3 điểm) Xác định trọng lượng riêng của chất lỏng với các dụng cụ và vật liệu cho sẵn: - Thước có vạch chia. - Giá thí nghiệm và dây treo. - Một cốc chứa nước đã biết trọng lượng riêng dn. - Một cốc đựng chất lỏng cần xác định trọng lượng riêng dcl. - Hai vật rắn không thấm nước giống hệt nhau có thể chìm trong các chất lỏng nói trên. Giải - Thả vật rắn thứ nhất vào cốc chứa nước, nước dâng lên h1 Áp dụng điều kiện sự nổi: P1= FAn 1 P 1 = d h 1 - Thả vật rắn thứ hai vào cốc đựng chất lỏng, chất lỏng dâng lên h2 Áp dụng điều kiện sự nổi: P2= FA 2 P 2 = d cl h 2 Vì hai vật rắn giống hệt nhau nên: P1=P2 dhn. 1 Suy ra: dn h12= d cl h d cl = h2 Dùng thước dễ dàng đo được h1, h2 và từ đó ta xác định được khối lượng riêng của chất lỏng. Bài 5 (3 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 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.
6. 1. Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S, phản xạ trên gương (N) tại I và truyền qua O. 2. Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại H, trên gương (M) tại K rồi truyền qua O. 3. Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB. Giải 1. 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. 2. 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: 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. 3. Vì IB là đường trung bình của SS' O nên OS h IB == 22 Vì HB BS'' BS d− a HB//'.'. O C = HB = O C = h O' C S ' C S ' C 2 d HB S' B S ' A (2 d− a ) ( d − a ) 2 d − a Vì BH// AK = AK = HB = h = h AK S' A S ' B d− a 2 d 2 d