đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương (kèm đáp án) đề 17

Sở Giáo dục và đào tạo hảI dơng Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS Môn thi : Vật lí Mã số: 01 Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Đề thi gồm: 4 trang. Đề bài Câu 1:(2,5điểm) Trong bình hình trụ tiết diện S 1 = 30 cm 2 chứa nớc có khối l- ợng riêng D 1 = 1g/cm 3 . Ngời ta thả thẳng đứng một thanh gỗ có khối lợng riêng là D 2 = 0,8g/cm 3 tiết diện S 2 = 10cm 3 thì thấy phần chìm trong nớc là h = 20 cm. a) Tính chiều dài l của thanh gỗ. b) Biết đầu dới của thanh gỗ cách đáy V h = 2m. Tính chiều cao mực nớc đã có ở trong bình? c) Có thể nhấn chìm thanh gỗ hoàn toàn vào trong nớc đợc không? Để có thể nhấn chìm thanh gỗ vào nớc thì chiều cao ban đầu tối thiểu của mực nớc trong bình là bao nhiêu? Câu 2:(2điểm) Mt cc cách nhit dung tích 500 cm 3 , ngi ta b lt v o c c mt cc nớc á nhit - 8 0 C ri rút nc nhit 35 0 C v o cho y ti ming cc : a) Khi nc ó nóng chy ho n to n thì m c nc trong cc s th n o ( h xung ; nc tr n ra ngo i hay v n giữ nguyên y ti ming cc ) ? Vì sao ? b) Khi có cân bng nhit thì nhit nc trong cc l 15 0 C. Tính khi lng nc á ã b v o c c lúc u ? Cho C n = 4200 J/kg.K ; C n = 2100 J/kg.K v = 336 200 J/kg.K ( b qua s mt nhit vi các dng c v môi tr ng ngo i ) Câu 3:(2điểm) Trong mạch điện ba vôn kế giống nhau có điện trở R v nào đó. Biết V 1 chỉ 82V; V 3 chỉ 6V, R = 1 000 . Tìm R v và số chỉ của V 2 . Câu 4 :(2,5 điểm) Cho 3 in tr có giá tr nh nhau bng R 0 , c mc vi nhau theo nhng cách khác nhau v l n lt ni v o m t ngun in không i xác nh luôn mc ni tip vi mt in tr r . Khi 3 in tr trên mc ni tip thì cng dòng in qua mi in tr bng 0,2A, khi 3 in tr trên mc song song thì cng dòng in qua mi in tr cng bng 0,2A. a/ Xác nh cng dòng in qua mi in tr R 0 trong nhng trng hp còn li ? A B R R 3R R R C E V 1 V 2 V 3 b/ Trong các cách mc trên, cách mc n o tiêu th in nng ít nht ? Nhiu nht ? Câu 5:(1điểm) Xác định tiêu c thu kính hi t. Biết các dụng cụ cần thiết để xác định gồm: 1 thấu kính cha biết tiêu cự, 1 cây nến đang cháy, một màn chắn, và một giá đỡ có vạch chia độ dài. Đáp án và thang điểm Câu ý Nội dung Điểm 1. 2,5điể m a. 0,5điể m a) Khi gỗ nằm cân bằng ta có : S 2 .l.D 2 = S 2 .h.D 1 l = 1 2 h.D D vậy l = 20.1 25cm 0,8 = 0,25 0,25 b. 1,0điể m b) Gọi H là độ cao ban đầu của nớc trong bình H là độ cao khi thả khối gỗ vào, H là độ cao nớc dâng lên theo nhình vẽ ta có : H .( S 1 S 2 ) = ( h - H) . S 2 hay H. S 1 = h. S 2 H = 2 1 S .h 6,7 cm S Mặt khác ta có: H H = H H = H - H H = h + h - H = h + h - 2 1 S .h S Thay số vào ta có H = 20 + 2 6,7 15,3cm 0,25 0,25 0,25 0,25 c 1,0điể m Giả sử miếng gỗ chìm hoàn toàn trong nớc thì khi đó HS 1 l.(S 1 S 2 ) Ta có H.S 1 = 15,3 .30 = 459 cm 3 l.(S 1 S 2 ) = 25. ( 30 10) = 500 cm 3 . Ta thấy 459 < 500 vậy khúc gỗ không thể nhấn chìm hoàn toàn trong nớc. Muốn cho khúc gỗ nhấn chìm hoàn toàn trong nớc thì HS 1 l.(S 1 S 2 ) H 1 2 1 l.(S S ) S hay 0,25 0,25 0,25 H H h h H H H h h H H 25.(30 10) 50 H 16,6 cm 30 3 Vậy để khúc gỗ có thể nhấn chìm hoàn toàn vào nớc thì chiều cao ban đầu cực tiểu của nớc là H min = 16,6 cm. 0,25 2. 2,5điể m a. 1,0điể m + Do trng lng riêng ca nc á nh hn trng lng riêng ca nc nên nc á ni, mt phn nc á nhô lên khi ming cc, lúc n y t ng th tích nc v n c á > 500cm 3 + Trng lng nc á úng bng trng lng phn nc b nc á chim ch ( t ming cc tr xung ) Khi nc á tan ht thì th tích nc á lúc u úng bng th tích phn nc b nc á chim ch, do ó mc nc trong cc vn gi nguyên nh lúc u (y ti ming cc ) 0,5 0,5 b. 1,0điể m + Tng khi lng nc v n c á bng khi lng ca 500cm 3 nc v b ng 0,5kg. + Gi m (kg) l kh i lng ca cc nc á lúc u khi lng nc rót v o c c l 0,5 m( kg) + Phng trình cân bng nhit : ( 0,5 m ). 4200. ( 35 15 ) = m. + 2100.m. [ ] )8(0 + 4200.m.15 + Gii phng trình n y ta c m = 0,084kg = 84g. 0,25 0,25 0,25 0,25 3. 2,0điể m * Gọi số chỉ của các vôn kế là V 1 , V 2 , V 3 là U 1 , U 2 , U 3 . Ta có 3 3 3 4 v v U U 6 6 2 I ; I R R 3R 3R R = = = = = v 34 3 4 v 6R 2R I I I RR + = + = * Xét đoạn mạch CEFD có: U 2 = U CE + U EF + U FD = 2U CE + U 3 0,25 0,25 0,25 0,25 A B R R 3R R R V 2 V 1 V 3 I 2 C I 4 I 3 I 123 I 34 E = 2R.(I 3 + I 4 ) + 6 = ( ) v v 4 3R R 6 R + + Hay U 2 = 12. v R R + 10 2 v U 10 R (1) R 12 − ⇒ = * XÐt ®o¹n m¹ch ACDB: U 1 = U AC + U CD + U DB = 2. U AC + U 2 = 2R.( I 2 + I 3 + I 4 ) + U 2 Hay 82 = 2R. 2 2 v U 6 2 U R R   + + +  ÷   82 = 2.( U 2 +6). v R R + 4 + U 2 (2) Thay v R R tõ (1) vµo (2) cã ph¬ng tr×nh 2 2 2 2 U 2U 528 0 U 22(V) (3) + − = ⇒ = Thay (3) vµo (1) cã v R 22 10 12 1 R 12 12 − = = = ⇒ R v = R = 1 000 ( Ω ). 0,25 0,25 0,25 0,25 4. 2,5®iÓ m a. 1,5®iÓ m a/ X¸c định c¸c c¸ch mắc cßn lại gồm : C¸ch m ắ c 1 : (( R 0 // R 0 ) nt R 0 ) nt r C¸ch m ắ c 2 : (( R 0 nt R 0 ) // R 0 ) nt r Theo b i ta là ần lượt cã cường độ dßng điện trong mạch chÝnh khi mắc nối tiếp: I nt = 0 3Rr U + = 0,2A (1) Cường độ dßng điện trong mạch chÝnh khi mắc song song : A R r U I 6,02,0.3 3 0 SS == + = (2) Lấy (2) chia cho (1), ta được : 3 3 3 0 0 = + + R r Rr ⇒ r = R 0 . Đem gi¸ trị n y cà ủa r thay v o (1) à ⇒ U = 0,8.R 0 + C¸ch m ắ c 1 : Ta cã (( R 0 // R 0 ) nt R 0 ) nt r ⇔ (( R 1 // R 2 ) nt R 3 ) nt r đặt R 1 = R 2 = R 3 = R 0 Dßng điện qua R 3 : I 3 = A R R R Rr U 32,0 .5,2 .8,0 2 0 0 0 0 == ++ . Do R 1 = R 2 nªn I 1 = I 2 = A I 16,0 2 3 = + C¸ch m ắ c 2 : Cường độ dòng điện trong mạch 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 chính I = A R R R RR r U 48,0 3 .5 .8,0 .3 2 0 0 0 00 == + . Hiu in th gia hai u mch ni tip gm 2 in tr R 0 : U 1 = I. 0 00 .3 2 R RR = 0,32.R 0 cng dòng in qua mch ni tip n y l I 1 = A R R R U 16,0 .2 .32,0 .2 0 0 0 1 == CD qua in tr cũng li l I 2 = 0,32A. 0,25 0,25 0,25 0,25 b. Ta nhn thy U không i công sut tiêu th mch ngo i P = U.I s nh nht khi I trong mch chính nh nht cách mc 1 s tiêu th công sut nh nht v cách m c 2 s tiêu th công sut ln nht. 0,5 0,5 5. 1,5điể m * Tiến hành làm nh sau: Bớc 1: Đo chiều cao của vật. Bớc 2: Dịch chuyển vật và màn ảnh ra xa dần thấu kính những khoảng bằng nhau cho đến khi thu đợc ảnh rõ nét. Bớc 3: Khi thấy ảnh rõ nét, cần kiểm tra lại xemhai điều kiện d = d và h = h(trong đó d, d lần lợt là khoảng cách từ vật đến gơng và khoảng cánh từ ảnh đến Gơng; h và h lần lợt là chiều cao của vật và của ảnh) có đợc thỏa mãn không? Bớc 4: Nếu hai điều kiện trên thỏa mãn thì đo khoảng cách từ vật đến màn ảnh và tính tiêu cự của thấu kính theo công thức ' 4 d d f + = 0,25 0,25 0,25 0,25 . Giáo dục và đào tạo hảI dơng Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS Môn thi : Vật lí Mã số: 01 Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Đề thi gồm: 4 trang. Đề bài Câu 1:(2,5điểm). cách từ vật đến gơng và khoảng cánh từ ảnh đến Gơng; h và h lần lợt là chiều cao của vật và của ảnh) có đợc thỏa mãn không? Bớc 4: Nếu hai điều kiện trên thỏa mãn thì đo khoảng cách từ vật đến. nớc thì khi đó HS 1 l.(S 1 S 2 ) Ta có H.S 1 = 15,3 .30 = 4 59 cm 3 l.(S 1 S 2 ) = 25. ( 30 10) = 500 cm 3 . Ta thấy 4 59 < 500 vậy khúc gỗ không thể nhấn chìm hoàn toàn trong nớc. Muốn