Đề thi chọn học sinh giỏi Vật lí lớp 9 Năm học 20162017 Sở GD ĐT Tam Dương6160

PHỊNG GD&ĐT TAM DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 01 trang Câu (4,5 điểm) Trong bình hình trụ tiết diện S1 = 30cm2 có chứa nước khối lượng riêng D1=1g/cm3 Người ta thả thẳng đứng gỗ hình trụ có khối lượng riêng D2 = 0,8g/cm3, tiết diện S2 = 10cm2 thấy phần gỗ bị chìm nước h = 20cm a) Tìm chiều dài gỗ? b) Biết đầu gỗ cách đáy bình h = 2cm Tìm chiều cao mực nước có lúc đầu bình? c) Ta nhấn chìm hồn tồn gỗ khơng? Để nhấn chìm gỗ vào nước chiều cao ban đầu tối thiểu mực nước bình phải bao nhiêu? Câu (3,0 điểm) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1= 120g, chứa lượng nước có khối lượng m2= 600g nhiệt độ t1= 20oC Người ta thả vào hợp kim làm từ nhơm thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180g nung nóng tới nhiệt độ t2 =100oC Khi có cân nhiệt, nhiệt độ t = 24 oC Tính khối lượng m3 nhơm, m4 thiếc có hợp kim trên? Biết nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế, nước, nhôm, thiếc là: C1= 460J/kg.K; C2= 4200J/kg.K; C3= 900J/kg.K; C4 = 230J/kg.K Câu (4,5 ®iĨm) Cho mạch điện hình vẽ K Hiệu điện đặt vào mạch UAB = 7V không đổi Các điện trở R1 = 2, R2 = 3, đèn có điện trở R3 = 3 RCD biến trở _ N R3 + chạy Ampe kế, khóa K dây nối có điện trở khơng đáng kể U X A B R1 a) K đóng, dịch chuyển chạy trùng với C, đèn sáng bình R2 thường Xác định số ampe kế, hiệu điện công suất định mức đèn M A b) K mở, di chuyển chạy M đến vị trí cho RCM = 1 D C cường độ dịng điện qua đèn 0,5A Tìm điện trở biến trở RCD c) Đóng khóa K, cơng suất tiệu thụ R2 0,75W Xác định vị trí chạy M số ampe kế Câu (6,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết R3 = 20Ω, hiệu điện hai điểm A B U = 22V; Rx biến trở Điện trở vôn kế V1 V2 lớn, điện trở ampe kế dây nối không đáng kể B a) Khi điều chỉnh Rx = Rxo = 20Ω số vôn kế V1 gấp 1,2 lần số vôn kế V2 ampe kế A 0,1A Hãy tìm cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB giá trị điện trở R1 R2 b) Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị biến trở Rx từ Rxo đến cơng suất tiêu thụ Rx thay đổi nào? c) Rx có giá trị nằm khoảng để dịng điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D Câu (2,0 điểm) Một học sinh muốn mua gương treo tường để chuẩn bị học nhìn tồn ảnh gương Học sinh cần mua gương có chiều cao tối thiểu bao nhiêu? (Giả sử đặt gương thẳng đứng cần vẽ hình mà khơng cần tính tốn) -HẾT -Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh SBD: .Phòng thi ThuVienDeThi.com HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ Bài Đáp án a) Gäi chiỊu dµi cđa gỗ L Trọng lượng gỗ là: P = 10D2.S2.L Vì gỗ nước nên có P = FA hay 10D2.S2.L = 10D1.S2.h  L D1.h 1.20   25(cm) D2 0,8 Điểm 0,5 0,5 0,5 Vậy, chiều dài gỗ 25cm b) Chiều cao cđa mùc n­íc b×nh b»ng chiỊu cao cđa mực nước sau thả gỗ vào trừ chiều cao phần nước dâng lên - Gọi chiều cao nước sau thả gỗ vào h1, cã: h1 = h + h = 20 + = 22(cm) 0,5 - Gäi chiỊu cao phÇn n­íc dâng lên h1, có: h1 S2 h 10.20   6, 67(cm) S1 30 - Gäi chiÒu cao nước bình lúc đầu H, có: 0,5 H = h1 - h1 = 22 – 6,67 = 15,33(cm) Vậy, mực nước lúc đầu bình 15,33cm c) Thể tích phần mặt nước gỗ là: V1 = 5S2; thể tích phần nước tiếp tục bị chiếm chỗ nhúng chìm gỗ đến đáy bình 0,5 là: V2 = 2S2; ta thấy V1 > V2 nên nhấn chìm hoàn toàn gỗ nước - Để nhấn chìm gỗ nước mực nước sau nhấn 0,25 gỗ vào phải có chiều cao chiều cao gỗ tức L=25cm, chiều cao phần nước dâng lên là: h S2 L 10.25   8,33(cm) S1 30 V©y, chiỊu cao mực nước ban đầu là: H = 25 8,33 =16,67(cm) 0,5 Nhiệt lượng bột nhôm thiếc toả ra: +Nhôm : Q3 = m3 C3 (t2- t1) +Thiếc: Q4 = m4 C4 (t2- t1) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước hấp thụ: + Nhiệt lượng kế: Q1 = m1 C1 (t- t1) + Nước: Q2 = m2 C2 (t- t1) Khi có cân nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4  ( m1 C1 + m2 C2) (t- t1) = (m3 C3 + m4 C4) (t2- t1) ThuVienDeThi.com 0,5 0,25 (0,25) (0,25) (0,25) (0,25) (0,5)  m3 C3 + m4 C4 = (m1C1  m2C2 ).(t  t1 ) t2  t  m3 C3 + m4 C4 = (0,12.460  0, 6.4200).(24  20)  135,5 100  24 (0,25đ) Theo đề : m3 + m4 = 0,18 Nên ta có hệ pt: m3 900 + m4 230 = 135,5 m3 + m4 = 0,18 Giải hệ pt ta m3 = 140 gam ; m4 = 40 gam (0,5) (0,5) (0,5) a (1,5®) - Khi k ®ãng di chuyển chạy trùng với C Mạch điện gồm : ( R2 // R3 ) nt R1 (0,25) R2 R1 A B R3 - Điện trở tương đương mạch ®iÖn : Rt® = R2 R3 3.3 + R1 = + = 3,5  R2  R3 33 U - Cường độ dòng điện chạy qua mạch : IAB = = = 2A Rtd 3,5 R R - Hiệu điện hai đầu đèn : Uđ = I = 2.1,5 = 3V  U®m = U® = 3V R2  R3 (0,25) (0,25) (0,25) U 32 - Công suất định mức ®Ìn : P = d = = 3W R3 U - Sè chØ cña Ampe kÕ : IA = I2 = = = 1A R2 b (1,5đ) - Khi K mở mạch điện gồm : RCM ntR2 // ( RMD ntR3 )ntR1 (0,25) (0,25) (0,25) R2 A RCM R1 RMD Rt® = RCM + B N M R3  RMD .R2 R3  RMD  R2 X R3 + R1 = + ThuVienDeThi.com 3  RMD .3  RMD +2 = +  3RMD  RMD (0,25) Rt® = 27  RMD RMD - Cường độ dòng điện qua m¹ch chÝnh : I = 727  RMD  U = Rtd  RMD - HiƯu ®iƯn hai đầu R2 : R RMD .R2 7.6  RMD  3.3  RMD  21.3  RMD  U2 = I = = R3  RMD  R2 27  RMD  RMD 27 RMD - Cường độ dòng điện qua ®Ìn : U2 21 I® = = = 0,5A  RMD = 2,5  R3  RMD 27  RMD VËy RCD = RCM + RMD = 2,5 + = 3,5  c ( 2®) - Khi K ®ãng m¹ch ®iƯn gåm : RCM // RMD nt R2 // R3 ntR1 (0,25) (0,25) (0,25) (0,25) (0,25) RCM M A R2 N RDM R1 B X R3 - Gäi RDM = x  (  x  3,5 )  RCM = 3,5 - x x.3,5  x  3,5 x  x - Ta cã ®iƯn trë RAM = = 3,5 3,5 ( R  R2 ).R3  x  10,5 x  31,5 RAN = AM = R AM  R2  R3  x  3,5 x  21  x  10,5 x  31,5  x  17,5 x  73,5 RAB = +2=  x  3,5 x  21  x  3,5 x  21 7.( x  3,5 x  21) 7.( x  3,5 x  21)  IAB =  I =  x  17,5 x  73,5  x  17,5 x  73,5  x  3,5 x  10,5 3 3,5 7.3.3,5 73,5 = = 2  x  17,5 x  73,5  x  17,5 x  73,5 (0,25) (0,25) (1) Ta l¹i cã : (2) I2= P2 0,75 = = 0,25 =0,5A R2 (0,25) 73,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã : = 0,5 A  -5x2+ 17,5x + 73,5 = 147  x  17,5 x  73,5  -5x2+ 17,5x - 73,5 = (*) (0,25) Ta thấy phương trình (*) vơ nghiệm nên khơng tìm vị trí chạy M thỏa ThuVienDeThi.com mãn đề (P2 = 0,75 W) (0,25) a) - Gọi số Vôn kế V1 V2 U1 U2 ta có: RR R12 U1   1, (1) R3 X  X  10 (2) , RAB= R12 + R3X (3) R3 X U R3  RX (0,5) Từ (1), (2) (3) suy ra: R12 = 12 RAB = 22 (0,25) U2  22W RAB P 22 - Cường độ dòng điện mạch là: I =   1 A U 22 I Suy ra: I3 = Ix = = 0,5 (A) - Công suất tiêu thụ đoạn mạch AB là: P  (0,25) (0,25) (0,25) - Nếu dịng điện qua A có chiều từ C đến D thì: I1=IA + I3=0,6A (4) I 2= IX - IA = 0,4A (5) Từ (4) (5) suy ra: R1  U1  20 I1 R2  U2  30 I2 (0,25) - Nếu dòng điện qua A có chiều từ D đến C tính đối xứng nên ta có: R1=30 R2=20  b) - Công suất tiêu thụ RX biến trở thay đổi giá trị là: PX  U X2 Rx (0,25) (6) - Mặt khác ta lại có: (0,25) RAB  R12  R3 X (0,25) RR 20 RX U X R3 X (7) R3 X  X  () (8) ;  U RAB R3  RX 20  RX 240  32 RX   (9) 20  RX - Từ (6), (7) (8) suy ra: PX  Ta tìm thấy PX lớn : - 4402 RX 4402  (240  32 RX ) 2402  32 RX  240.32 RX 2402  322 RX  RX  7,5 RX Vậy ta thấy giảm liên tục giá trị Rx từ Rx0 = 20 đến RX = 7,5 cơng suất tỏa nhiệt RX tăng liên tục tới giá trị cực đại sau giảm liên tục giá trị RX từ Rx = 7,5 đến  cơng suất lại giảm liên tục đến c) * Trường hợp: R1 =30 : Cường độ dịng điện qua ampe kế có độ lớn là: ThuVienDeThi.com (0,5) (0,5) (0,5) IR I R U1 U R12 R3 x U   12  x =  R1 R3 R1 R3 R12  R3 x R1 R3 R R Với: R3x = x R3  Rx IA = I1  I  Thay số ta có biểu thức: IA = 330  24, 75.Rx 450  60 Rx + Để dịng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì: 330  24, 75 Rx 40 >  R p    450  60 Rx (0,5) (0,25) (0,25) * Xét trường hợp R1 = 20  : Tương tự ta có: IA = 330  11Rx 300  40 Rx + Để dịng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì: 330  11Rx f suy ra:  R p 30 300  40 Rx Đ (0,5) (0,5) 1,0 K M’ M H C I C’ Trên hình vẽ ảnh học sinh qua gương Qui ước Đ đầu; M mắt 1,0 C chân học sinh Các ảnh tương ứng gương Đ’, M’, C’ Quan sát hình vẽ ta thấy cần mua gương có chiều cao đoạn KH= ĐC quan sát tồn ảnh gương Gương phải treo thẳng đứng cách mặt đất đoạn HI - Nếu thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa theo phần, câu - Nếu đáp số thiếu sai đơn vị trừ nửa số điếm ứng với đáp số đó, tồn khơng trừ q 1,0 điểm - Điểm phần, câu không làm trịn Điểm tồn tổng điểm câu thành phần ThuVienDeThi.com ...HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ Bài ỏp ỏn a) Gọi chiều dài gỗ L Trọng lượng gỗ là: P = 10D2.S2.L... 30 300  40 Rx Đ (0,5) (0,5) 1,0 K M’ M H C I C’ Trên hình vẽ ảnh học sinh qua gương Qui ước Đ đầu; M mắt 1,0 C chân học sinh Các ảnh tương ứng gương Đ’, M’, C’ Quan sát hình vẽ ta thấy cần... ThuVienDeThi.com 0,5 0,25 (0,25) (0,25) (0,25) (0,25) (0,5)  m3 C3 + m4 C4 = (m1C1  m2C2 ).(t  t1 ) t2  t  m3 C3 + m4 C4 = (0,12.460  0, 6.4200).(24  20)  135,5 100  24 (0,25đ) Theo đề :