Đề thi học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Bình

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Bình

1. SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016 Khóa ngày 23 – 3 - 2016 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÍ LỚP 9 THCS Họ và tên: Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Số báo danh: Câu 1 (2 điểm). Hai anh em An và Bình cùng tập chạy trên ba đoạn đường phố tạo thành ba cạnh của tam giác ABC như hình 1, mỗi người đều chạy với tốc độ v không đổi. Biết AB=AC=300m, BC=100m. Đầu tiên hai anh em xuất phát từ B, An chạy trên đường BC rồi CA, Bình chạy trên đường BA. Họ cùng đến A sau thời gian 3 phút. Sau khi đến A, cả hai lập tức đổi chiều và chạy theo hướng ngược lại với vận tốc như cũ. Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu hai anh em lại gặp nhau ở A? Câu 2 (2 điểm). Một thanh đồng chất tiết diện đều có chiều dài AB= =40cm 1 được dựng trong chậu sao cho OA = OB và góc ABx=30 0. Thanh được 3 giữ nguyên và quay được quanh điểm O như hình 2. Người ta đổ nước vào chậu cho đến khi thanh bắt đầu nổi (đầu B không còn tựa lên đáy chậu) a) Tìm độ cao của cột nước cần đổ vào chậu (tính từ đáy đến mặt thoáng) biết khối lượng riêng của thanh AB và của nước lần lượt là: 3 3 Dt=1120 kg/m và Dn=1000 kg/m ? b) Thay nước bằng một chất lỏng khác khi đó khối lượng riêng của nó có thể đạt giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để thực hiện được việc trên? Câu 3 (2 điểm). Một ống chia độ chứa nước ở nhiệt độ 30 0C. Nhúng ống nước này vào 1000g rượu ở nhiệt độ -10 0C. Sau khi cân bằng nhiệt thì trong ống tồn tại cả nước và nước đá, khi đó thể tích nước trong ống tăng thêm 5cm3. Cho rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa nước và rượu. Biết nhiệt dung riêng của nước và rượu là 4200J/kgK và 2500J/kgK; khối lượng riêng của nước và nước đá là 1000kg/m3 và 800kg/m3; nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,3.105J/kg. Xác định thể tích của nước chứa trong ống sau khi cân bằng nhiệt. Câu 4 (2 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ 3. Biết U AB 270V , R 30K , Vôn kế 1 có điện trở R1 5K , Vôn kế 2 có điện trở R2 4K . a) Tìm số chỉ các Vôn kế khi K mở. b) K đóng, tìm vị trí của con chạy C để số chỉ hai Vôn kế bằng nhau. c) Muốn số chỉ của các Vôn kế không đổi khi K đóng hay mở, con chạy C phải ở vị trí nào? Câu 5 (1 điểm). Hai vật phẳng nhỏ A 1B1 và A2B2 giống nhau và đặt cách nhau 45 cm cùng vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ như hình 4. Hai ảnh của hai vật ở cùng một vị trí. Ảnh của A1B1 là ảnh thật, ảnh của A 2B2 là ảnh ảo và dài gấp hai lần ảnh của A1B1. Hãy: a) Vẽ ảnh của A1B1 và A2B2 trên cùng một hình vẽ. b) Xác định khoảng cách từ A1B1 đến quang tâm của thấu kính. Câu 6 (1 điểm). Một lọ thủy tinh chứa đầy thủy ngân, được nút chặt bằng nút thủy tinh. Hãy nêu phương án xác định khối lượng thủy ngân trong lọ mà không mở nút ra. Biết khối lượng riêng của thủy tinh và thủy ngân lần lượt là D1 và D2. Chỉ được dùng các dụng cụ: cân, bình chia độ và nước. Hết
2. SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – THCS NĂM HỌC 2015 – 2016 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÍ Câu NỘI DUNG Điểm Gọi VA , VB lần lượt là vận tốc của An và Bình. 400 V m/phút, 0,25 A 3 300 V 100 m/phút B 3 0,25 4 V V (1) A 3 B 1 Giả sử, An chạy n vòng, Bình chạy m vòng thì hai anh em gặp nhau tại A. (2 đ) 700n 700m (2) 0,5 VA VB n 4 Từ (1) và (2), ta có: m 3 Mặt khác n, m là số nguyên dương nên ta suy ra: n=4 và m=3 0,5 700m t 21(phút) 0,5 VB 0,5 a) Gọi mực nước đổ vào trong chậu để thanh bắt đầu nổi ( tính từ B theo chiều dài thanh ) là x ĐK : x 30 ) ta được x = 28 cm. + Từ I hạ IE  Bx, trong tam giác IBE vuông tại E thì IE = IB.sin IBE = 1 28.sin300 = 28. = 14cm . 2 0,25
3. Dt 20 b) Theo câu a: x = .. ; từ biểu thức này hãy rút ra D n . Mực nước Dn 60 x 3 0,5 tối đa ta có thể đổ vào chậu là x = OB = 30cm, khi đó minDn = 995,5 kg/m . Sau khi cân bằng nhiệt, tồn tại cả nước và nước đá nên nhiệt độ khi cân bằng là 00C. Thể tích chất trong ống tăng là do tăng thể tích của lượng nước đã hóa đá. Gọi khối lượng của lượng nước này là m. Ta có: m m 0,5 5.10 6 m3 m 0,02kg (1) 800 1000 Gọi khối lượng nước trong ống lúc đầu là m0. Lượng nhiệt tỏa ra do nước hạ nhiệt độ từ 300C xuống 00C và nóng chảy là: 5 0,25 Qtoa 4200m0 (30 0) 0,02.3,3.10 . Lượng nhiệt thu vào là do rượu thu để tăng nhiệt độ từ -100C lên 00C: 3 Qthu 2500.1[0 ( 10)] 0,25 (2 đ) Giải phương trình cân bằng nhiệt: Qtoa = Qthu ta suy ra m0 = 0,146kg 0,5 Thể tích nước trong ống sau khi cân bằng nhiệt là: m m 0,5 V 0 0,000126m3 126cm3 Dn a)K mở 0,25 Số chỉ của Vôn kế 1: U1 150V 0,25 Số chỉ của Vôn kế 2: U 2 120V 5RMC b) RMC // R1 R' 5 RMC 4RNC RNC // R2 R'' 4 RNC 5R 4R Do số chỉ của 2 vôn kế bằng nhau nênMC NC (1) 5 RMC 4 RNC 4 Mặt khác: R R 30 (2) (2 đ) MC NC 2 Từ (1) và (2), ta có: RMC 70RMC 600 0 0,5 RMC 10K RNC 20K 1 MC MN MC RMC 3 1/ 2 0,5 NC R 2 NC NC MN 3 c) Muốn số chỉ các vôn kế không thay đổi khi K đóng và mở thì UCD=0 0,25 RMC RNC 5 5 5 RMC RNC CM NC MN 0,25 R 1 R 2 4 4 9
4. 0,5 5 (1 đ) A1B1 OA1 OA1B1 đồng dạng OA'1 B'1 A'1 B'1 OA'1 A2 B2 OA2 OA2 B2 đồng dạng OA'2 B'2 A'2 B'2 OA'2 Mặt khác OA' OA' , A' B' 2A' B' 1 2 2 2 1 1 0,5 OA1 30cm,OA2 15cm - Dùng cân để xác định khối lượng tổng cộng của lọ m bao gồm khối lượng m 1 0,25 của thủy ngân và m2 của thủy tinh: m = m1 + m2 (1) - Dùng bình chia độ và nước để xác định thể tích V của lọ, bao gồm thể tích 6 m m 0,25 V của thủy ngân và thể tích V của thủy tinh: V V V 1 2 (2) (1 đ) 1 2 1 2 D1 D2 D1(m V.D2 ) - Giải hệ (1) và (2) ta tính được khối lượng của thủy ngân: m1 0,5 D1 D2 * Ghi chú: 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 vẫn cho điểm tối đa. 3. Ghi công thức đúng mà: 3.1. Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của câu. 3.3. 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 3 lần trở lên thì trừ 0,5 điểm. 5. Điểm toàn bài làm tròn đến 0,25 điểm.