Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 năm 2014-2015 có đáp án - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc

Với Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 năm 2014-2015 có đáp án - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc sau đây, các em được làm quen với cấu trúc đề thi tuyển sinh chuẩn, luyện tập với các dạng bài tập có khả năng ra trong đề thi sắp tới, nâng cao tư duy giúp các em đạt kết quả cao trong kỳ thi. Mời các em cùng tham khảo đề thi dưới đây.

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP NĂM HỌC 2014 – 2015 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ Thời gian: 150 phút, khơng kể thời gian giao đề Bài (2 điểm): Cho hệ thống hình Vật có trọng lượng P1 vật có trọng lượng P2 Mỗi rịng rọc có trọng lượng P = N Bỏ qua ma sát, bỏ qua khối lượng AB dây treo + Trường hợp 1: Khi vật treo điểm C AB, với AB = 3CB hệ thống cân B + Trường hợp 2: Khi vật treo điểm D AB, với A AD = DB muốn hệ thống cân phải treo nối vào vật vật có trọng lượng P3 = N Hình a) Tính P1 , P2 b) Tính lực căng dây nối với đầu A AB hai U A trường hợp N M Bài (3 điểm): Cho mạch điện hình Biết hiệu điện hai điểm M, N không đổi: U = 36V; R1 = Ω; R3 = 12 Ω; R2 R1 biến trở; ampe kế dây nối có điện trở khơng đáng kể R2 A B a) Đặt chạy C vị trí cho RAC = 10 Ω, ampe kế A2 A1 C 0,9 A Tính số ampe kế A1 giá trị biến trở R2 b) Dịch chạy đến vị trí mới, ampe kế A2 0,5 A R3 A2 Tính số ampe kế A1 công suất tiêu thụ tồn biến trở Hình c) Dịch chạy đến vị trí khác, ampe kế A 1,4 A Tính điện trở đoạn AC Bài (2,5 điểm): Chiếu chùm sáng song song tới thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm Chùm sáng song song với trục thấu kính Phía sau thấu kính đặt gương phẳng vng góc với trục thấu kính điểm A, mặt phản xạ gương quay phía thấu kính cách thấu kính 15 cm (Hình 3a) Trong khoảng từ thấu kính tới A Hình 3a gương, người ta quan sát thấy có điểm sáng a) Vẽ đường truyền tia sáng để xác định điểm sáng tính khoảng cách từ điểm sáng đến thấu kính b) Quay gương A đến vị trí gương hợp với trục A thấu kính góc 450 (Hình 3b) Vẽ đường truyền tia sáng Hình 3b để xác định điểm sáng tính khoảng cách từ điểm sáng đến thấu kính c) Giữ gương ln hợp với trục góc 450 (Hình 3b) Dịch chuyển gương khoảng từ thấu kính đến tiêu điểm F’ sau thấu kính (theo chiều truyền ánh sáng) Xác định quỹ tích điểm sáng quan sát trường hợp Bài (1,5 điểm): Một mạng điện tiêu thụ gia đình nối với nguồn điện nhờ dây dẫn đồng có tiết diện mm2 Để đảm bảo an tồn nhiệt độ dây dẫn không tăng 100C so với nhiệt độ môi trường Vậy nên dùng cầu chì có dây chì tiết diện bao nhiêu? Biết nhiệt độ môi trường thay đổi từ 70C đến 370C theo mùa, nhiệt độ nóng chảy chì 3270 C Cho điện trở suất, nhiệt dung riêng, khối lượng riêng: + Của đồng: 1 = 1,6.10−8 m ; C1 = 400 J/kg.C ; D1=8500 kg/m3 + Của chì: 2 = 2.10−7 m ; C2 = 130 J/kg.C ; D2= 11300 kg/m3 Bài (1 điểm): Cho dụng cụ gồm: + Một ống thủy tinh hình chữ U; thước có độ chia nhỏ đến mm + Một lọ nước, lọ dầu; cho biết khối lượng riêng nước Hãy trình bày giải thích phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng dầu? -Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: Cán coi thi khơng giải thích thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC HDC KÌ THI CHỌN HSG LỚP NĂM HỌC 2014-2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) * Chú ý: + Thí sinh làm theo cách riêng đáp ứng yêu cầu cho đủ số điểm + Việc chi tiết hoá điểm số (nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo khơng sai lệch so với hướng dẫn thống hơị đồng chấm + Sau cộng điểm tồn bài, điểm tổng để lẻ đến 0,25 điểm Bài Bài (2) Điểm Nội dung a) Tính P1 Gọi F lực căng dây nối với đầu A + Khi treo vật C AB cân F CB = = P2 AB + Mặt khác ròng rọc động cân 2F = P + P1 D 0,25 C A Hình + Thay vào phương trình ta có P + P1 = 2P2 0,25 F/ DB = = 2F/ = P + P1 + P3 P2 AB 0,25 Suy hay P + P1 + P3 = P2 (2) + Giải hệ phương trình (1) (2) 3(P + P1 ) = 2P2 3P + = 2P2   P1 + = P2 P + P1 + P3 = P2 P1 = N, P2 = 15 N b) Lực căng dây P + P1 =5 N Trường hợp 1: F = P + P1 + P3 = 7,5 N Trường hợp 2: F/ = Bài (3 đ) a) Vì điện trở ampe kế không đáng kể nên ta có: UCB = I3R = IA2 R = 0,9.12 = 10,8 (V) 0,25 0,25 Hay 3(P + P1 ) = 2P2 (1) + Trường hợp thứ hai treo D: B 0,25 0,25 0,25 U A N M R1 R2 A B 0,25 A1 C A2 R3 Hình Mặt khác: U MN = U MC + U CB = (R1 + R AC )I1 + U CB ( I1 dòng điện qua R1) U − UCB 36 − 10,8 => I1 = MN = = 1,8A R1 + R AC + 10 Suy số ampe kế A1 là: IA1 = I1 − I3 = 1,8 − 0,9 = 0,9A 0,25 0,25 Vì I A = I A nên R CB = R = 12() ; R = R AC + R CB = 10 + 12 = 22() 0,25 b) Khi dịch chuyển chạy đến vị trí mới, ta đặt điện trở đoạn BC x Ta có: U CB = I3R = 0,5.12 = 6(V) 12x Điện trở R CN = ; R MC = 26 − x 12 + x 0,25 UMC R MC 36 − (26 − x)(12 + x) =  = UCN R CN 12x 0,25 Suy phương trình x + 46x − 312 = Giải phương trình x= x=-52 (loại) U Cường độ dòng điện qua ampe kế A1 I A1 = CB = = A x Khi cường độ dòng điện qua R1 I1 = IA1 + I3 = 1,5A 0,25 Ta có R AC = 22 − x = 16() R CB = 6 Công suất tiêu thụ R : 0,25 P = PAC + PCB = R I + R I = 16.1,5 + 6.1 = 42W AC CB A1 2 c) Gọi điện trở đoạn BC y Điện trở tương đương mạch R td = Cường độ dòng điện qua R1 I = 12y 312 + 26y − y + 26 − y = 12 + y 12 + y 0,25 U 36(12 + y) = = 1, R td 312 + 26y − y2 Suy phương trình 14y − 4y − 48 = Giải phương trình ta có y= y = Vậy điện trở AC 20  Bài (2,5 đ) 0,25 −12  (loại) 0,5 S K 0,25 F' F" X A O M L → F ' ⎯⎯ → F '' + Sơ đồ tạo ảnh S ë  ⎯⎯ + Chùm sáng song song với trục chính, sau qua thấu kính hội tụ cho chùm tia 0,25 ló hội tụ tiêu điểm F’ thấu kính hội tụ F’ lại trở thành vật gương M Và qua M, F’ cho ảnh F’’ đối xứng với vật F' qua mặt gương M Ở vật F' sau gương (vật ảo) nên ảnh F" trước gương(ảnh thật) + Vậy tia ló sau thấu kính L, thay hội tụ tiêu điểm ảnh F' bị phản xạ gương M hội tụ F" hình đối xứng F' qua gương M 0,25 Ta có: AF"=AF' Vậy OF'' = OA − OF'' = OA − AF' = 15 − (20 − 15) = 10 cm L M b) 0,25 B S A O S1 K1 F’ I1 F1 z F2 +Tia tới S1I1 cho tia ló I1K1 kéo dài qua tiêu điểm F'; phản xạ mặt gương cho tia phản xạ K1 +Tia tới SO truyền thẳng tới A, cho tia phản xạ A (Vẽ hình) + Ta có OAF1 = 2.450 = 900 suy AF1 song song với thấu kính + Khoảng cách từ F1 đến thấu kính 15 cm c) + Ta có F1 đối xứng với F’ qua gương gương nghiêng góc 450 so với trục nên OF'F1 = 450 +Khi dịch chuyển gương tới B ảnh cuối F2  OF’F2 = 450 + Vậy quĩ tích điểm sáng quan sát đường thẳng F'z qua tiêu điểm F' vng góc với mặt phản xạ gương; tạo với trục OF' góc 450 (Hình vẽ) Bài (1,5 đ) 0,25 0,25 0,5 0,5 Kí hiệu chiều dài, tiết diện, điện trở suất, điện trở dây dẫn l1 ,S1 , 1 , R1 dây chì l2 ,S2 , 2 , R Vì dây dẫn mắc nối tiếp với dây chì nên nhiệt lượng Q R lS 0,25 tỏa dây tỉ lệ với điện trở = = 1 (1) Q2 R 2l2S1 Nhiệt lượng để dây dẫn tăng thêm t1 Q1 = C1m1t1 = C1l1D1S1t1 (2) Nhiệt lượng cần để dây chì tăng từ nhiệt độ mơi trường tới nhiệt độ nóng chảy là: Q2 = C2 m t = C2l2 D 2S2 t (3) Thay (2) (3) vào (1) ta S2 = S1 0,25 0,25 C1D1t12 C D t 21 0,25 Nhận thấy t = 327 − t (t nhiệt độ mơi trường) lớn S2 nhỏ, dây chì dễ nóng chảy Vậy để đảm bảo chọn t = 327 − = 3200 C 400.8500.10.2.10−7  4, 75 mm Thay số ta S2 = −8 130.11300.320.1, 6.10 Vậy nên dùng dây chì có tiết diện nhỏ 4,75 mm2 Bài (1 đ) 0,25 0,25 - Để ống chữ U thẳng đứng - Đổ nước vào ống chữ U - Đổ thêm dầu vào vào nhánh chữ U Mặt thoáng hai nhánh chênh lệch, 0,25 bên dầu có mặt thống cao - Lập biểu thức tính áp suất thủy tĩnh: - Gọi P0 áp suất khí + Tại điểm A (mặt phân cách dầu nước): PA = P0 + Ddghd + Tại điểm B ( độ cao nhánh bên kia): PB = P0 + Dnghn (Dn, Dd khối lượng riêng nước, khối lượng riêng dầu) h - Vì PA = PB suy Dd = Dn n hd hd hn B - Đo hn, hd, biết Dn tính khối lượng riêng dầu Dd A 0,25 0,25 0,25 ...SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC HDC KÌ THI CHỌN HSG LỚP NĂM HỌC 201 4-2 015 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) * Chú ý: + Thí sinh làm theo cách riêng đáp. .. dây chì có tiết diện nhỏ 4,75 mm2 Bài (1 đ) 0,25 0,25 - Để ống chữ U thẳng đứng - Đổ nước vào ống chữ U - Đổ thêm dầu vào vào nhánh chữ U Mặt thoáng hai nhánh chênh lệch, 0,25 bên dầu có mặt thống... tụ tiêu điểm F’ thấu kính hội tụ F’ lại trở thành vật gương M Và qua M, F’ cho ảnh F’’ đối xứng với vật F'' qua mặt gương M Ở vật F'' sau gương (vật ảo) nên ảnh F" trước gương(ảnh thật) + Vậy tia