Đề thi HSG Vật lý 9 2009-2010 - Giồng Riềng, Kiên Giang

UBND HUYỆN GIỒNG RIỀNG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN PHÒNG GD &ĐT GIỒNG RIỀNG NĂM HỌC 2009 – 2010 = = = 0o0 = = = MÔN: VẬT LÍ LỚP 9 , THỜI GIAN 150 PHÚT Bài 1: (5 điểm) Một nhiệt lượng kế khối lượng m 1 = 100g chứa một lượng m 2 = 500g nước ở cùng nhiệt độ t 1 = 15 0 C. Người ta thả vào đó m = 150g hỗn hợp bột Nhôm và Thiếc đã được đun nóng tới t 2 = 100 0 C. Khi cân bằng nhiệt độ của hệ vật là t = 17 0 C. Tính khối lượng m 3 của Nhôm và m 4 của Thiếc có trong hỗn hợp. Biết nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nước, của Nhôm, của Thiếc lần lượt là 460 J/kg.K, 4200J/kg.K, 900J/kg.K, 230J/kg.K và bỏ qua nhiệt lượng hao phí tỏa ra môi trường xung quanh. Bài 2: (6 điểm) Hai gương phẳng có mặt phản xạ quay vào nhau và tạo thành một góc α . Chiếu một tia sáng SI đến gương thứ nhất, phản xạ theo phương IJ đến gương thứ hai rồi phản xạ tiếp theo phương JR. Tìm góc tạo bởi hai tia SI và JR trong các trường hợp: a/ Khi α là góc nhọn b/ Khi α là góc tù. Bài 3: (3 điểm) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy S = 100cm 2 , chiều cao h = 20cm được thả nổi trong nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ d 1 = 7500N/m 3 và trọng lượng riêng của nước d 2 = 10 000N/m 3 . Tính chiều cao của phần gỗ nổi trên nước. Bỏ qua sự thay đổi của mực nước. Bài 4: (6 điểm) Một mạch điện gồm một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một biến trở mắc nối tiếp với một điện trở R, một Ampe kế đo cường độ dòng điện qua R và một Vôn kế đo hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R. Khi di chuyển con chạy từ đầu này đến đầu kia của biến trở, người ta thấy chỉ số của Vôn kế thay đổi từ 3,6V đến 6,0V và của Ampe kế từ 0,12A đến 0,20A. a/ Vẽ sơ đồ mạch điện và tính giá trị của điện trở R? b/ Tính chiều dài của dây làm biến trở biết rằng điện trở suất của chất làm dây dẫn là 0,40.10 -6 m Ω và có tiết diện 0,30mm 2 . c/ Điện trở R ở trên là điện trở tương đương của 3 điện trở giống nhau mắc với nhau, mỗi điện trở 20 Ω . Hỏi 3 điện trở này đã được mắc với nhau như thế nào? Giải thích? HẾT a a 2 1 2 1 D N O G1 G2 S R M I J a a 2 1 1 2 D N O G1 G2 S R M E I J ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN V Ậ T LÍ LỚP 9, NĂM HỌC 2009 - 2010 Bài 1: (5 điểm) Nhiệt lượng do bột Nhơm và Thiếc tỏa ra: Của Nhơm: Q 3 = m 3 .c 3 .(t 2 – t) = m 3 .900.83 = 74 700m 3 (J)(0,5đ) Của Thiếc: Q 4 = m 4 .c 4 .(t 2 – t) = m 4 .230.83 = 19090m 4 (J)(0,5đ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thu: Của nhiệt lượng kế: Q 1 = m 1 .c 1 .(t – t 1 ) = 0,1.460.2 = 92 (J)(0,5đ) Của Nước: Q 2 = m 2 .c 2 .(t – t 1 ) = 0,5.4200.2 = 4200 (J)(0,5đ) Vì bỏ qua nhiệt lượng hao phí nên: Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 (0,5đ) 74 700m 3 + 19090m 4 = 92 + 4200 = 4292 (J)(0,5đ) 900m 3 + 230m 4 = 51,7(0,5đ) Ta có hệ: 3 4 3 4 0,15 900 230 51,7 m m m m + =   + =  (0,5đ) Giải được m 3 ≈ 0,025kg ≈ 25g (0,5đ) ; m 4 ≈ 0,125kg ≈ 125g(0,5đ) Bài 2: (6 điểm) a/ Khi α là góc nhọn: * Vẽ hình đúng đường truyền tia sáng(0,5đ) Ta có · · MNJ IOJ α = = (góc có cạnh tương ứng vng góc)(0,5đ) Xét tam giác NIJ có góc ngồi tại N · · µ µ 1 1 MNJ IOJ I J α = = = + (1)(0,5đ) * Xét tam giác DIJ có: · · · SDJ DIJ IJD= + (góc ngồi)(0,5đ) µ µ µ µ 1 1 1 1 2 2 2( )I J I J= + = + (2) Vậy · 2SDJ α = (0,5đ) b/ Khi α là góc tù. * Vẽ hình đúng đường truyền tia sáng(0,5đ) Ta có · · MNJ IOJ α = = (góc có cạnh tương ứng vng góc)(0,5đ) Xét tam giác NIJ có góc ngồi tại N · · µ µ 1 1 MNJ IOJ I J α = = = + (1)(0,5đ) * Xét tam giác DIJ có: · · · EDJ DIJ IJD= + (góc ngồi)(0,5đ) µ µ µ µ 2 2 2 2 2 2 2( )I J I J= + = + (0,5đ) Mà µ µ µ µ 0 0 2 1 2 1 90 ; 90I I J J= − = − (0,5đ) Nên · µ µ 0 0 1 2 0 0 2(90 90 ) 2(180 ) 360 2 EDJ I J α α = − + − = − = − Vậy · 0 360 2EDR α = − (0,5đ) R R' N _ + M C B A A V Bài 3: (3 điểm) Trọng lực của khối gỗ: P = d 1 . V = d 1 . S.h(0,5đ) Lực đẩy Acsimét: F = d 2 .S.h’ (h’ là chiều cao phần chìm của khối gỗ)(0,5đ) Khối gỗ chịu tác dụng của hai lực cân bằng P = F 1 2 d . . d . . 'S h S h⇔ = (0,5đ) 1 2 ' . d h h d ⇒ = (0,5đ) 7500 ' 0,2 0,15 10000 h m⇒ = × = (0,5đ) Độ cao của phần gỗ nổi trên mặt nước: h’’ = h – h’ = 0,2 – 0,15 = 0,05m(0,5đ) Bài 4: (6 điểm) a/ Vẽ đúng sơ đồ mạch điện: (0,5đ) Gọi R’ là điện trở của biến trở, U AB là hiệu điện thế nguồn điện, U R là hiệu điện thế giữa 2 đầu R. Khi con chạy C ở đầu M thì R’ = 0, nên U AB = U R = 6,0V(0,5đ) Điện trở R = 6 30 0,2 AB U I = = Ω (0,5đ) b/ Ta phải tính giá trị lớn nhất của biến trở R b khi con chạy ở vị trí N. Lúc đó cường độ dòng điện qua mạch là nhỏ nhất I = 0,12A, vì U AB = 6,0V không đổi (0,5đ) R td = 6 50 0,12 AB U I = = Ω (0,5đ) 50 b R R⇒ + = Ω (0,5đ) 50 30 20 b td R R R⇒ = − = − = Ω (0,5đ) Chiều dài của dây làm biến trở: .l R S R l S ρ ρ = × ⇒ = (0,5đ) 6 6 20.0,3.10 15 0,4.10 l m − − = = (0,5đ) c/ Có 3 điện trở giống nhau thì có khả năng mắc thành 4 sơ đồ. HS lần lượt vẽ từng trường hợp và tính điện trở tương đương.(1đ) ( Mỗi trường hợp (0,25đ)) Chỉ ra được cách mắc phù hợp.(0,5đ) . UBND HUYỆN GIỒNG RIỀNG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG HUYỆN PHÒNG GD &ĐT GIỒNG RIỀNG NĂM HỌC 20 09 – 2010 = = = 0o0 = = = MÔN: VẬT LÍ LỚP 9 , THỜI GIAN 150 PHÚT Bài 1:. BIỂU ĐIỂM CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN V Ậ T LÍ LỚP 9, NĂM HỌC 20 09 - 2010 Bài 1: (5 điểm) Nhiệt lượng do bột Nhơm và Thi c tỏa ra: Của Nhơm: Q 3 = m 3 .c 3 .(t 2 – t) = m 3 .90 0.83 = 74 700m 3 . Q 1 + Q 2 = Q 3 + Q 4 (0,5đ) 74 700m 3 + 190 90m 4 = 92 + 4200 = 4 292 (J)(0,5đ) 90 0m 3 + 230m 4 = 51,7(0,5đ) Ta có hệ: 3 4 3 4 0,15 90 0 230 51,7 m m m m + =   + =  (0,5đ) Giải được