Đề thi học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Đề số 2 - Trường THCS Lộc An

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Đề số 2 - Trường THCS Lộc An

1. TRƯỜNG THCS LỘC ANĐỀ LUYỆN TẬP SỐ 2 Câu 1: ( 4 điểm ) Hai quả cầu đặc có thể tích V = 120 cm2 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ, không dãn, thả trong nước như hình vẽ. Khối lượng quả cầu 2 bên dưới gấp 4 lần quả cầu 1 bên trên. Khi cân bằng thì nữa quả cầu trên nổi trên mặt nước. Cho khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3. Hãy tính: a) Khối lượng riêng của mỗi quả cầu. b) Lực căn của sợi dây liên kết. 1 2 Câu 2: ( 4 điểm ) Một người đi xe đạp trên một quảng đường thẳng. Nữa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tóc v1 = 20 km/h. Trong nữa thời gian còn lại đi với vận tốc v2 = 10km/h. Cuối cùng người ấy đi với vận tốc v3 = 5km/h. Tính vận tốc trung bình của xe đạp đi trên cả đoạn đường. Câu 3: ( 4 điểm ) a) Người ta rót vào bình chứa khối nước đá có khối lượng m1 = 2kg một lượng nước m2 = 1kg ở 0 nhiệt độ t2 = 10 C. Khi có cân bằng nhiệt thì lượng nước đá tăng thêm m’ = 50g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nước đá. Biết nhiệt dung riêng của nước đá là C1 = 2000 J/Kg.K; của nước là 5 C2 = 4200 J/Kg.K,  = 3,4.10 J/Kg. ( Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của dụng cụ thí nghiệm và với môi trường ) b) Sau đó người ta dẫn hơi nước sôi vào trong bình một thời gian. Sau khi thiết lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước là 500C. Tìm khối lượng hơi nước đã dẫn vào biết L = 2,3.106 J/Kg. Bài 4: (4 điểm) M C N Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Hiệu điện thế hai đầu A đoạn mạch được giữ không đổi là U = 7 V; các điện trở R1 = 3  , R2 R1 R 2 = 6  ; MN là một dây dẫn điện có chiều dài l = 1,5 m, tiết diện D 2 -7 không đổi S = 0,1 mm , điện trở suất ρ = 4.10  m. Bỏ qua điện U _ + trở của ampe kế và của các dây nối. a, Tính điện trở R của dây dẫn MN. b, Xác định vị trí điểm C để dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C và có cường độ 1/3 A. Câu 5: ( 4 điểm ) Cho ba gương phẳng G1; G2; G3 được gấp thành lăng trụ đáy tam giác cân, trên gương có một lỗ nhỏ S. Người ta chiếu một tia sáng qua lỗ S vào bên trong theo phương vuông góc với G1. Tia sáng sau khi phản xạ lần lượt trên các gương lại đi ra ngoài theo lỗ S và không bị lệch so với tia chiếu vào. Hãy xác định góc hợp bởi giữa các cặp gương với nhau.
2. TRƯỜNG THCS LỘC AN ĐÁP ÁN ĐỀ LUYỆN TẬP SỐ 1 FA1 Câu 1: ( 4 điểm ) 3 a) Theo giả thuyết ta có: V1 = V2 = 120 cm và 1 m2 = 4 m1  D2 = 4 D1 (1) ( 0,5đ) Vì hai quả cầu nổi nên : FA1 + FA2 = P1 + P2 hay: P1 1/2V.d + V.d0 = V.d1 + V.d2 ( 0,5đ) T1  0,5V.10.D0 + V.10.D0 = V.10.D1 + V. 10.D2 T2  10V ( 0,5D0 + D0 ) = 10. ( D1 + D2 ) FA2 => D1 + D2 = 1,5D0 = 1,5.1000 = 1 500(2) ( 0,5đ) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: 2 3 3 D1 = 300 kg/m và D2 = 1200 kg/m ( 0,5đ) b) Khi vật 1 cân bằng: FA1 = P1 + T (3) ( 0,5đ) Khi vật 2 cân bằng: P2 = FA2 + T (4) ( 0,5đ) P2 1 Mà ta có FA1 = FA2 ( 5). Từ (3); (4) và (5) ta có: 2 P2 – T = 2 ( P1 + T)  P2 = 2P1 + 3T  P2 – 2P1 = 3T ( 0,5đ) P 2P 1,44 0,72 => T = 2 1 = = 0,24 ( N) ( 0,5đ) 3 3 Câu 2: ( 4 điểm ) Gọi: t1 là thời gian nữa đoạn đường đầu; t2 là thời gian nữa đoạn đường sau. S là quảng đường; S1 là nữa đoạn đường đầu; S2 + S3 là nữa đoạn đường sau. ( 0,25đ) t2 t2 Ta có: S1 = v1.t1; S2 = v2. ; S3 = v3. . ( 0,25đ) 2 2 Theo đề bài ta có: S1 = S2 + S3 hay: ( 0,5đ) S t t S t v 2 v 2  (v v ). 2 . ( 0,5đ) 2 2 2 3 2 2 2 3 2 S => t2 = . ( 0,5đ) v2 v3 Thời gian đi hết quảng đường: t = t1 + t2 hay: ( 0,5đ) S S t = ( 0,5đ) 2v1 v2 v3 S(v v ) 2S.v S(5 10) 2S.20 55S = 2 3 1 = = . ( 0,5đ) 2.v1.(v2 v3 ) 2.20(5 10) 600 Vận tốc trung bình của xe đạp trên cả đoạn đường: S S Vtb = 10,9 km/h. ( 0,5đ) t 55S 600 Câu 3: ( 4 điểm ) a) Nhiệt lượng cần thiết để 2 kg nước đá thu vào để tăng nhiệt độ lên 00C: Q1 = m1.C1. ( t3 – t1 ) ( 0,5đ) Nhiệt lượng của 1kg nước tỏa ra để hạ nhiệt từ 100C xuống còn 00C: Q2 = m2.C2.( t2 – t3 ) ( 0,5đ) Nhiệt lượng mà 50g nước tỏa ra để đông đặc ở 00C:
3. Q3 =  .m’ ( 0,5đ) Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q1 = Q2 + Q3 ( 0,5đ)  m1.C1. ( t3 – t1 ) = m2.C2.( t2 – t3 ) +  .m’ ( 0,5đ) 5 Hay: 2.2000.( 0 – t1 ) = 1.4200.10 + 3,4.10 .0,05 ( 0,5đ)  -4 000.t1 = 59 000 ( 0,5đ) 59000 0 => t1 = = 14,75 C. ( 0,5đ) 4000 Vậy nhiệt độ ban đầu của nước đá là: -14,750C. Câu 4: ( 4 điểm ) l 4.10 7.1,5 a, Điện trở của dây MN : RMN = ρ = = 6 ( ). (1đ) S 10 7 b, Gọi I1 là cường độ dòng điện qua R1, I2 là cường độ dòng điện qua R2 và Ix là cường độ dòng điện qua đoạn MC với RMC = x. - Do dòng điện qua ampe kế theo chiều từ D đến C nên : M C N I1 > I2, ta có : 1 U = R I = 3I ; U = R I = 6(I - ) ; R1 1 1 1 R2 2 2 1 A 3 R1 R 2 - Từ U = U + U = U + U = 7 (V) , (1đ) MN MD DN R1 R2 D ta có phương trình : 3I + 6(I - 1 ) = 7 I = 1 (A) (0,5đ) U _ 1 1 3 1 + I1R1 3 - Do R1 và x mắc song song nên : I = = . (0,5đ) x x x 3 3 1 - Từ UMN = UMC + UCN = 7 x. + (6 - x)( + ) = 7 x x 3 x2 + 15x – 54 = 0 (*) (0,5đ) - Giải pt (*) và lấy nghiệm dương x = 3 ( ). Vậy con chạy C ở chính giữa day MN. (0,5đ) Câu 5: ( 4 điểm ) Vẽ hình đúng (1đ) Vì sau khi phản xạ trên gương, tia phản xạ ló ra ngoài qua lỗ S A trùng với tia chiếu vào, điều đó chứng tỏ trên từng mặt phản xạ có sự trùng nhau giữa tia tới và tia phản xạù. Điều này chỉ xảy ra khi S ( 1đ) tới mặt gương cuối cùng vuông góc với mặt gương. ( 0,5đ) I Ta có: I1 = I2 ( 0,25đ) K1 = I1+I2 ( 0,25đ) K K2 = B ( 0,25đ) I1 = A ( 0,25đ) B C => B = A + A = 2A ( 0,25đ) R Tam giác ABC cân nên: A + B + C = 1800  A + 2A + 2A = 1800 ( 0,25đ) => 5A = 1800 => A = 360 ( 0,5đ) => B = C = 720 ( 0,5đ)