de thi chon đội tuyển hsg tỉnh vật lí 9 (vòng 2) năm học 2013-2014

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH HÀ ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: Vật lí 9 (Vòng 2) (Thời gian làm bài: 150 phút) Bài 1: (5,0 điểm) Một bình hình trụ đặt trên mặt bàn nằm ngang có chứa nước đến độ cao h = 15cm. Thả một cái bát (không đựng gì) để nó nổi trên mặt nước thì mức nước trong bình dâng lên một lượng ∆ h = 2,5cm. Hỏi khi nhúng cho bát chìm hẳn thì mực nước trong bình ở độ cao bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước D 0 = 1000kg/m 3 , khối lượng riêng của chất làm bát là D = 5000kg/m 3 . Từ bài toán này hãy nêu phương án làm thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của một cái bát sứ, nếu cho các dụng cụ sau: 1 bình hình trụ đựng nước, 1 thước milimét và 1 cái bát sứ? Bài 2 : (5,0 điểm) Cho mạch điện như hình 2: Biết U AB không đổi, R MN là biến trở, Ampe kế có điện trở không đáng kể, điều chỉnh con chạy C để : - Khi ampe kế chỉ I 1 = 2A thì biến trở tiêu thụ công suất P 1 = 48W. - Khi ampe kế chỉ I 2 = 5A thì biến trở tiêu thụ công suất P 2 = 30W. a) Tính hiệu điện thế U AB và điện trở r. b) Xác định giá trị R MC để công suất tiêu thụ của biến trở lớn nhất. Bài 3: (5,0 điểm) Cho mạch điện như hình 3. Trong đó: U = 54V, R 1 = R 3 = 90 Ω , R 2 = 180 Ω . Khi khoá K đóng và mở, bóng đèn có độ sáng như nhau. Biết rằng điện trở của bóng đèn không phụ thuộc vào hiệu điện thế đặt vào hai đầu bóng đèn, điện trở dây nối không đáng kể. Xác định điện trở của bóng đèn, hiệu điện thế ở hai đầu bóng đèn và cường độ dòng điện chạy qua bóng đèn. Bài 4:(5,0 điểm) Có 3 người xuất phát từ địa điểm A để đi đến B trên đoạn đường AB dài 18km nhưng chỉ có một chiếc xe đạp chở được tối đa 2 người. Vì vậy, ban đầu người thứ nhất chở người thứ hai bằng xe đạp với vận tốc v 1 ; còn người thứ ba đi bộ với vận tốc v 2 . Để cả ba người cùng đến B một lúc; thì sau khi đi được khoảng thời gian t 1 , người thứ hai xuống xe đi bộ về B còn người thứ nhất quay lại chở người thứ ba. Biết rằng cả 3 người đều đi liên lục không nghỉ; vận tốc khi họ đi bộ là 4km/h, khi đi xe đạp là 12km/h. Tính t 1 và vận tốc trung bình của người thứ hai trên đoạn đường AB. Hết Số báo danh thí sinh………………….Chữ ký Giám thị ………………………… ĐỀ CHÍNH THỨC A r M C N B A Hình 1 C R 3 R 2 R 1 K Đ A B Hình 2 U HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ (Chọn đội tuyển tỉnh - Năm học 2013-2014) Câu Nội dung Điểm Bài 1 5,0đ Gọi S là diện tích đáy bình hình trụ. Thể tích phần nước dâng lên bằng thể tích của phần vật chiếm chổ: CC V S. h= ∆ Do vật nổi nên ta có A o CC o P F d.V d .V d .S. h= ⇔ = = ∆ Thể tích vật là o o d S. h D S. h V d D ∆ ∆ = = Khi vật chìm trong nước thì thể tích nước bị vật chiếm chổ là thể tích vật, gọi độ cao nước dâng lên là x (so với khi chưa bỏ vật) Ta có o o D S. h D . h V V x.S x S D.S D ∆ ∆ = ⇔ = = = Thay số ta được: 3 2 2 3 1000kg / m 2,5.10 m x 0,5.10 m 0,5cm 5000kg / m − − = = = Vậy khi bát chìm xuống đáy thì chiều cao mức nước trong bình là h + x =15,5cm 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 * Phương án thí nghiệm như sau: Bước 1: Đổ nước vào bình hình trụ và đo mức nước (h) Bước 2: Bỏ bát sứ vào bình sao cho bát nổi, đo mức nước lúc này và tính được độ dâng lên h∆ Bước 3: Là cho bát chim trong nước, đo mức nước lúc này và tính được độ dâng lên so với ban đầu là x * Tính toán: A o CC o o h P F D.V D .V D.x.S D . h.S D .D x ∆ = ⇔ = ⇔ = ∆ ⇔ = trong đó D o là khối lượng riêng của nước đã biết giá trị, S là diện tích đáy bình hình trụ. 0,25 0,25 0,5 1,0 Bài 2 5,0đ a. Ta có: MN r nt R Từ 2 2 P P I .R R I = ⇒ = + Tính được : Rb 1 = 12Ω ; Rb 1 = 1,2Ω + Giải hệ pt : U = I 1 .(r + Rb 1 ) U = I 2 .(r + Rb 2 ) Tính được : U = 36V và r = 6Ω 1,0 1,5 b. Tính được : P b = 54 2 2 (6 x) 1 54 (6 x)   − − ≤   +   +Dấu “=” khi x = 6. Vậy Max P Rb = 54 W khi R MC = 6Ω 1,5 0,5 0,5 Bài 3 5,0đ * Khi K mở, ta có d 1 2 3 (R nt R ) // R nt R Điện trở tương đương toàn mạch là: d 1 2 d d td 3 d 1 2 d d (R R ).R (R 90).180 270R 40500 R R 90 R R R R 270 R 270 + + + = + = + = + + + + Cường độ dòng điện trong mạch là d td d 54(R 270) U I R 270R 40500 + = = + Cường độ dòng điện qua đèn là d 2 2 d 1,2,d 1,d 2 1 d 2 d d d 54(R 270) R R 180 108 I .I .I . R R R R R R 270 270R 40500 3R 450 + = = = = + + + + + + (1) 0,5 0,5 0,5 * Khi K đóng, ta có d 3 2 1 [(R // R )nt R ]// R Điện trở tương đương đoạn mạch d 3 (R // R ) là: d 3 d 3d d 3 d R .R 90.R R R R R 90 = = + + Hiệu điện thế của đèn là d 3d d d d 3d d 3d 2 d d 90.R R R 90 54.R U U .U .54 90.R R R 3R 180 180 R 90 + = = = = + + + + Cường độ dòng điện qua đèn là d d d d U 54 I R 3R 180 = = + (2) 0,5 0,5 0,5 Do khi K đóng và mở bóng đèn có độ sáng như nhau, nên từ (1) và (2) ta có d d d 108 54 R 30 3R 450 3R 180 = ⇔ = Ω + + Thay vào (1) ta được cường độ dòng điện qua đèn là d 108 1 I (A) 3.30 450 3 = = + Hiệu điện thế của đèn là d d d 1 U I .R A.30 10V 3 = = Ω = 1,0 0,5 0,5 Bài 4 5,0đ (2,0 điểm) Gọi vị trí người nhất đi xe đạp thả người thứ hai ở D và quay lại đón người thứ ba tại C (hình vẽ); gọi thời gian chuyển động của người thứ nhất, thứ 2, 3 lần lượt là a b c t ; t ; t . Vì cùng xuất phát ở A và đến B cùng lúc => a b c t t t= = Với b c 1 1 t t AD BC v t và AC=DB= ⇒ = = Thời gian người thứ nhất đi xe đạp chuyển động là: a 1 1 1 AD CD CB AB 2CD t v v v 12 + = + + = (1) Thời gian người thứ hai vừa xe đạp bộ vừa đi bộ là: b 1 2 AD DB AC CD DB AC CD AC t v v 12 4 12 4 + + = + = + = + (2) b a AB 2CD AC CD AC t t 12 12 4 + + = ⇔ = + (*). Thay AB = 2AC+CD (*) vào ta có 2AC CD 2CD AC CD AC AC CD 12 12 4 + + + = + ⇔ = Thay AC = CD vào (*) ta được AC=CD=DB= 6km. Nên thời gian người đi xe đạp chở người thứ 2 đi từ A đến D là: 1 1 AD 12km t 1h v 12km / h = = = Vận tốc trung bình trung bình của người thứ hai trên đoạn đường AB là tb b AB 18km v 7,2km / h t 2,5h = = = 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 Tổng 20,0 Lưu ý: Học sinh giải theo cách khác đúng, hợp lí thì cho điểm tối đa Điểm toàn bài không quy tròn. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH HÀ . PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH HÀ ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: Vật lí 9 (Vòng 2) (Thời gian làm bài: 150 phút) Bài 1: (5,0 điểm) Một bình hình. DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ (Chọn đội tuyển tỉnh - Năm học 2013-2014) Câu Nội dung Điểm Bài 1 5,0đ Gọi S là diện tích đáy bình hình trụ. Thể tích phần nước dâng lên bằng thể tích của phần vật chiếm chổ: CC V. 3 (R // R ) là: d 3 d 3d d 3 d R .R 90 .R R R R R 90 = = + + Hiệu điện thế của đèn là d 3d d d d 3d d 3d 2 d d 90 .R R R 90 54.R U U .U .54 90 .R R R 3R 180 180 R 90 + = = = = + + + + Cường độ dòng