Đề thi kiểm tra học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2017-2018

Nội dung text: Đề thi kiểm tra học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2017-2018

1. ĐỀ THI KI ỂM TRA SỐ 1 HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2017 - 2018 Môn: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1(2 điểm) Hai người cùng xuất phát với vận tốc v từ hai địa điểm A và B cách nhau một đoạn đường là S. Người thứ nhất đi từ A về B đã chia đường đi thành 4 chặng bằng nhau, vận tốc đi ở chặng sau gấp 2 lần vận tốc đi ở chặng liền trước. Người thứ hai đi từ B về A đã chia thời gian đi thành 4 khoảng bằng nhau, vận tốc đi ở khoảng thời gian sau gấp 2 lần vận tốc đi trong khoảng thời gian liền trước. a. Tìm vận tốc trung bình của mỗi người trên cả quãng đường đi. b. Ai là người đến đích của mình sớm hơn, sớm hơn bao nhiêu? Câu 2(2 diểm) 3 Một cái thớt bằng gỗ, khối lượng riêng D 1 = 850kg/m , có hai mặt phẳng song song cách nhau một khoảng h = 8 cm được đặt trong một cái chậu. a. Người ta đổ nước có khối lượng riêng D = 1000kg/m3 vào chậu, tới lúc áp suất do nước tác dụng lên đáy chậu bằng áp suất do thớt tác dụng lên đáy chậu khi đó. Tính độ cao của cột nước đổ vào. b. Sau đó, từ từ rót vào chậu một lượng dầu không trộn lẫn với nước cho tới lúc mặt trên của thớt ngang với mặt thoáng của dầu, thì thấy lớp dầu dày 4,8 cm. Xác định khối lượng riêng của dầu. Câu 3(2.5 điểm) 0 Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa m1 = 4 kg nước ở nhiệt độ t1 = 20 C, bình 0 2 chứa m2 = 8 kg nước ở nhiệt độ t2 = 40 C. Người ta trút m kg nước từ bình 1 sang bình 2 sau khi nhiệt độ ở bình 2 đã ổn định, người ta lại trút m kg nước từ bình 2 0 sang bình 1. Nhiệt độ bình 1 khi cân bằng là t1’ = 22,35 C. Bỏ qua các hao phí nhiệt tính khối lượng m. Câu 3 (2.5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có hiệu điện thế K R2 D U = 3V các điện trở r 0,4 , R1 1 , R 3 2 , R 4 . Ampe kế A có điện trở không đáng kể. Biết rằng R4 A 4 _ + r khi K ngắt, ampe kế chỉ 02 A; khi K đóng, ampe kế chỉ 0. M B Hãy tính U R3 R5 R1 a) giá trị các điện trở R 2 và R5 . C b) công suất của nguồn trong hai trường hợp đó. Câu 5 (1 điểm): Cho các dụng cụ thí nghiệm như sau: 01 chiếc cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, 01 bình lớn đựng nước, 01thước thẳng có vạch chia tới milimet, 01 bút dạ. Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của cốc thủy tinh và khối lượng riêng của một chất lỏng nào đó. Cho rằng em đã biết khối lượng riêng của nước. –––––––– Hết –––––––– Họ tên thí sinh: Số báo danh:
2. Nội dung cho điểm điểm Câu 1: 2 điểm a. Giả sử quãng đường AB là S Thời gian người thứ nhất đi từ A đến B là: 0,25 tA = S/4v + S/8v + S/16v + S/32v = 15S/32v Vậy vận tốc trung bình của người thứ nhất trên đoạn đường AB là 0,25 vTB1 = S/tA = S/( 15S/32v ) = 32v/15 Giả sử thời gian người thứ hai đi từ B đến A là tB Quãng đường người đi thứ hai đi từ B đến A là 0,25 S = tB.v/4 + tB.2 v/4+ tB.4 v/4 + tB.8 v/4 = 15tBv/4 (1) Vậy vận tốc trung bình của người đi thứ hai trên quãng đường BA là 0,25 vTB2 = S/tB = ( 15tBv/4 )/ tB = 15v/4 b. Từ (1) ta có t = 4S/15v B 0, 5 Xét tA - tB = 15S/32v - 4S/15v = 97S/480v t - t = 97S/480v > 0 với mọi giá trị của S và v A B 0, 5 Vậy người thứ hai đến trước và đến trước một khoảng thời gian là 97S/480v Câu 2: 2,25 điểm a. Gọi S là diện tích đáy của thớt với h là chiều cao của nó thì thể tích của thớt là V = S.h 0,25 Trọng lượng của thớt là Pt = 10D1V = 10D1Sh Giả sử chiều cao nước cần đổ vào chậu là h1 Áp suất nước tác dụng gây ra tại đáy chậu là: 0,25 Pn = dh1 = 10Dh1 Lực đẩy Acsimet của nước tác dụng lên thớt là 0,25 FA = 10DVC = 10DSh1 Áp lực thớt tác dụng lên đáy chậu là F = Pt – FA = 10D1Sh – 10DSh1 Áp suất thớt tác dụng lên đáy chậu lúc đó là: 0,25 P = F/S = (10D1Sh – 10DSh1)/S = 10D1h – 10Dh1 Vì áp suất của nước gây ra bằng áp suất của thớt gây ra nên Pn = P Suy ra 10Dh1 = 10D1h – 10Dh1 h = D h/2D = (850.0,08)/(2.1000) = 0,034m = 3,4 cm 1 1 0,25 Vậy độ cao của nước đổ vào là 3,4 cm b. Đổ dầu vào chậu tới độ cao h = 4,8cm suy ra chiều cao của thớt trong dầu là 2 0,25 4,8 cm và chiều cao của thớt trong nước là h3 = 8 – 4,8 = 3,2 cm Vì h = 3,2 cm < h = 3,4 cm suy ra đáy dưới của thớt đã rời khỏi đáy chậu và 3 1 0,25 thớt nằm cân bằng trong dầu và nước Nên ta có lực đẩy Acsimet của nước và dầu tác dụng lên thớt bằng trọng lượng 0,25 của thớt : Pt = FA1 + FA2 Với D2 là khối lượng riêng của dầu ta có
3. 10D1Sh = 10DSh3 + 10D2Sh2 0,25 3 Thay số ta có D2 = 750kg/m Câu 3: Nhiệt lượng do bình 1 nhận được trong lần trao đổi nhiệt với bình 2 là 0,5 Q1 = m1.C.( t1’- t1 ) = 4.C.( 22.35 – 20 ) = 9,4.C Gọi nhiệt độ cân bằng của bình 2 sau lần trút m kg nước từ bình 1 sang bình 2 là t2’ Nhiệt lượng do bình 2 truyền cho bình 1là 0,5 Q2 = m2.C.(t2 – t2’) = 8.C.(40 – t2’) Ta có phương trình cân bằng nhiệt là: Q1 = Q2 Suy ra 9,4.C = 8.C.(40 – t2’) 0,5 0 Tính được t2’ = 38,825 C Sau lần trút m kg nước từ bình 1 sang bình 2 ta có phương trình cân nhiệt 0,5 m.C.(t2’ – t1 ) = m2.C.(t2 – t2’) m = [m2(t2 – t2’)]/(t2’ – t1 ) = 0,499 kg 0,5 Câu 4 Vẽ hình đúng + - r 0,25 a) Khi K đóng Vì I 0 nên mạch ngoài là mạch a u i cầu cân bằng r2 d r4 M b R 2 R 4 R1R 4 A Ta có: R 2 2 0,25 R1 R 3 R 3 r1 r5 r3 c + - r * Khi K ngắt: Vẽ hình đúng i' u c i3 rR1 r3 0,25 M i b r 1 4 r5 A r d
4. Ta có I' I3 Ia I3 I' Ia I' 0,2 UCB R 3.I3 2.(I' 0,2) (1) UCB U r R1 I' 3 1,4I' (2) 0,25 Từ (1) và (2) I' 1A và U 1,6V CB 0,25 Ta có UDB R 4.Ia 0,8V UCD UCB UDB 0,8V Suy ra R R 4 5 4 0,25 b). Công suất của nguồn khi K đóng: Cường độ dòng điện trong mạch chính: U R R R R I với R 2 4 1 3 2 I 1,25A R r R1 R 2 R 3 R 4 0,5 P UI 3.1,25 3,75W 1 0,25 * Công suất của nguồn khi K ngắt: P2 UI' 3.1 3W 0,25 Câu 5 Gọi diện tích đáy cốc là S, Khối lượng riêng của cốc là D0; Khối lượng riêng của nước là D1; khối lượng riêng của chất lỏng cần xác định là D2 và thể tích cốc là V. chiều cao của cốc là h. Lần 1: thả cốc không có chất lỏng vào nước. phần chìm của cốc trong nước là h1 0,25 Ta có: 10D0V = 10D1Sh1 D0V = D1Sh1. (1) ℎ D Sh = D Sh D = 1 0 1 1 0 ℎ 1 0,25 xác định được khối lượng riêng của cốc. Lần 2: Đổ thêm vào cốc 1 lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa 0,25 phải) có chiều cao h2, phần cốc chìm trong nước có chiều cao h3 Ta có: D1Sh1 + D2Sh2 = D1Sh3. ( theo (1) và P = FA) (h3 – h1) D2 = 1 ℎ2 0,25 xác định được khối lượng riêng chất lỏng. Các chiều cao h, h1, h2, h3 được xác định bằng thước thẳng. D1 đã biết.