Đề thi HSG môn Vật lí Lớp 9 - Đề chính thức - Năm học 2014-2015 - PGD Thạch Hà (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề thi HSG môn Vật lí Lớp 9 - Đề chính thức - Năm học 2014-2015 - PGD Thạch Hà (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN THẠCH HÀ NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Vật lí 9 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 150 phút) Ngày thi 29/10/2014 Bài I. Hàng ngày, hai bạn chở nhau đi học với vận tốc v1=12km/h thì đến trường đúng giờ vào học. Một lần, sau khi đi được 10phút một bạn chợt nhớ mình bỏ quên bút ở nhà nên lập tức quay về nhà và đi ngay đến trường với vận tốc như cũ. Trong lúc đó bạn thứ 2 tiếp tục đi bộ đến trường với vận tốc v 2= 6km/h và hai bạn gặp nhau tại trường. Tính quãng đường từ nhà đến trường và cho biết hai bạn đến trường muộn giờ học bao nhiêu? Bài II. Một nhiệt lượng kế trong đó chứa m1 = 2kg nước ở nhiệt độ t1, người ta thả vào đó một quả cầu nhôm có khối lượng m2 = 805g ở nhiệt độ t2 = 10.t1 thì nhiệt độ cân bằng là t o = 34 C. Cho biết nhiệt dung riêng của nước c1 = 4200J/(kg.K), của nhôm c2= 880J/(kg.K). Bỏ qua mọi mất mát nhiệt. a) Tính nhiệt độ t1 b) Khi nhiệt độ của nước là 25oC thì nhiệt độ của quả cầu nhôm là bao nhiêu? Bài III. 1. Có 2 bóng đèn, Đ 1: 6V - 6W; Đ2: 6V - 4,5W. Để cả 2 đèn sáng bình thường, người ta mắc 2 đèn với một biến trở rồi mắc vào nguồn điện có điện thế U = 12V. Xác định các cách mắc và tính điện trở của biến trở. 2. Cho mạch điện như hình vẽ (Hình 1), nguồn điện có hiệu Rb điện thế không đổi U MN = 12V; R1 = 3  . Khi điện trở của R1 biến trở có giá trị R b = 4  thì Ampe kế chỉ giá trị 0,5A. M + A - N Bỏ qua điện của Ampe kế và các dây nối. R2 a) Tính điện trở R2. b) Với giá trị nào của R b thì công suất tiêu thụ trên Rb Hình 1 đạt giá trị lớn nhất, tính công suất đó. Bài IV. Hai gương phẳng G 1 và G2 được đặt vuông góc với mặt bàn thí nghiệm, góc hợp bởi hai mặt phản xạ của hai gương là . Một điểm sáng S cố định trên mặt bàn, nằm trong khoảng giữa hai gương. Gọi I và J là hai điểm nằm trên hai đường tiếp giáp giữa mặt bàn lần lượt với các gương G1 và G2 (hình 2). Cho gương G1 quay quanh I, gương G2 quay quanh J sao cho trong khi quay mặt phẳng các gương vẫn luôn vuông góc với mặt bàn. Ảnh của S qua G 1 là S1, ảnh của S qua G 2 là Hình 2 S2. Biết các góc SIJ = và SJI =  , tính góc hợp bởi hai gương sao cho khoảng cách S1S2 là bé nhất. Bài V. Cho các dụng cụ gồm: 1 lực kế; 1 quả cầu có khối lượng riêng lớn hơn nước; dây treo; bình chứa nước miệng rộng (khối lượng riêng của nước đã biết). Nêu phương pháp xác định khối lượng riêng của quả cầu. ==HẾT== Họ và tên thí sinh .Số báo danh
2. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐÀO TẠO THẠCH HÀ ĐỀ THI CHỌN HSG HUYỆN NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Vật lí 9 Bài Nội dung Điểm A B C D a. Gọi: A là nhà, B là vị trí quay lại, D là trường học Quãng đường 2 bạn cùng đi trong t1 = 10phút = 1/6h là AB= v1. t1 = 2 (km) Khi bạn đi xe về đến nhà (mất 10phút) thì bạn đi bộ đã đến C: BC = v2.t1 =1 (km) Bài I K/c giữa 2 bạn khi bạn đi xe bắt đầu đuổi theo : AC =AB + BC = 3km (3,5đ) Thời gian từ lúc bạn đi xe đuổi theo đến lúc gặp người đi bộ ở trường là: t = AC/(v1-v2) = 3/6 =1/2h =30 phút 2,5 Quãng đường từ nhà đến trường: AD = t. v1= 1/2h12km/h = 6km Thời gian muộn học là thời gian đi xe từ A đến B và từ B trở về A t' = 2. 10 phút = 20 phút 0,5 a) Phương trình cân bằng nhiệt là m1c1.(t t1) m2.c2 (t2 t)  2.4200(35 t1) 0,805.880(10t1 35) o 2,0 Giải ra t1 20 C Bài II b) Khi nhiệt độ của nước là 25oC thì nước thu vào nhiệt lượng là (4,0đ) Qthu = m1.c1.(25- t1) = 2. 4200. 5 =42000(J) 1,0 Gọi t' là nhiệt độ của nhôm => Nhiệt lượng của nhôm tỏa ra bằng nhiệt lượng nước thu vào Qtỏa = Qthu m2.c2 (t2- t') = 42000 Giải ra t' 140,7oC 1,0 1. (3,0đ) Cường dộ dòng điện định mức của Đ1 và Đ2 lần lượt là: P1dm P2dm I1dm 1(A) ; I2dm 0,75(A) U1dm U2dm 0,5 Do U = U = 6V < U nên ta có cách mắc thứ nhất : (Đ // Đ ) nt R 1đm 2đm 1 2 b 0,5 Do I1đm= >I2đm và U1đm+ U2đm = U nên ta có cách mắc thứ 2: (Đ2 // Rb) nt Đ1 Vì các đèn sáng bình thường nên: U1 = U1đm = 6V ; I1= I1đm = 1A và U2 = U2đm = 6V ; I2= I2đm = 0,75A. U 24 * Với cách 1: Ta có U = U – U = 6(V) và I = I + I = 1,75A=> R b  b 1,2 b 1 2 b 1,0 Ib 7 U Bài III * Với cách 2: Ta có U = U = 6(V) và I = I - I = 0,25A => R b 24 b 2 b 1 2 b 1,0 (7,0đ) Ib 2a (2,0đ) T/c mạch điện (R 2 // R b ) nt R1 Gọi I là CDDĐ trong mạch, ta có I1 = I => U1 = I1. R1 = 3.I (V) Mặt khác I2 = IA= 0,5A => Ib = I – I2= I – 0,5(A) Ub = Ib. Rb = (I – 0,5). 4 = 4.I – 2 (V) U = U1 + Ub hay 3I + 4I – 2 = 12 => I = 2A 2,0 Thay trở lại tính được Rb = 12  2b. (2,0đ) R 2R b 12.R b Ta có R 2b R 2 R b 12 R b
3. Hiệu điên thế hai đầu đoạn mạch R2// Rb là: 12.R b R 12 R 48R U 2b .U b .12 b . U U 2b R R 12.R 12 5R b 2b 2b 1 3 b b 12 R b 2 Ub 2304.R b Công suất tiêu thụ trên Rb là Pb 2 R b (12 5.R b ) 1,0 2 Áp dụng BĐT cosy cho 2 số 12 và 5Rb ta có (12 5R b ) 4.12.5R b 2 Ub 2304.R b 2304.R b => Pb 2 96 R b (12 5.R b ) 4.12.5.R b Dấu "= " xẩy ra khi Rb = 2,4  1,0 Vậy công suất lớn nhất của biến trở đạt được là 96W, khi đó Rb = 2,4  a) Ta có IS = IS (không đổi)=> S luôn luôn thuộc 1 1 S đường tròn (I; IS). JS2 = JS (không đổi)=> S2 luôn luôn thuộc đường tròn (J; JS) 1,0 S1S2 bé nhất khi S1 trùng S2 I J Trường hợp 1: S1  S2  S' (Hình a) Lúc này G1, G2 thuộc đường trung trực của SS' => 1,0  180o S' Bài IV (3,0đ) Hình a Trường hợp 2: S1  S2  S (Hình b) S = S' Lúc này G1 trùng với SI, G2 trùng với SJ =>  180o  I J 1,0 Hình b Bài V Bước 1: Treo vật vào dây và treo dưới lực kế. Đọc số chỉ lực kế là P 0,5 (2,5đ) Bước 1: Treo vật vào dây và treo dưới lực kế rồi nhúng cho vật chìm hoàn toàn trong 0,5 nước. Đọc số chỉ lực kế là P' Tính toán như sau: Lực đẩy độ lực dẩy Ác simet của nước là FA= P- P' 0,5 P P' Mặt khác FA d.Vcc dn .V V (dn là trọng lượng riêng của nước) dn 0,5 m P.D Khối lượng riêng của quả cầu là D n 0,5 V (P P') Tổng 20.0 Lưu ý: Điểm toàn bài làm tròn đến 0,5đ. Học sinh làm cách khác đúng và hợp lí thì cho điểm tối đa.