PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN THANH OAI TRƯỜNG THCS KIM AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2013 - 2014 Môn: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 150 phút Đề bài: Câu 1: ( 2 điểm ) Hai điểm sáng S 1 và S 2 đặt trước một gương phẳng G như hình vẽ a) Đặt mắt tại vùng nào sẽ nhìn thấy đồng thời ảnh của S 1 và S 2 ? b) Đặt mắt tại vị trí nào sẽ thấy các ảnh của S 1 và S 2 lồng vào nhau Câu 2 (3 điểm) Một khối gỗ hình hộp có khối lượng 76g có tiết diện đáy S = 38cm 2 có chiều cao H = 5cm, nổi trong nước. a. Hãy xác định chiều cao h của phần nhô lên khỏi mặt nước của khối gỗ. b. Để nhấn chìm hoàn toàn khối gỗ, ta cần phải tác dụng một lực bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m 3 . Câu 3 (3 điểm) Thả đồng thời 350g sắt ở nhiệt độ 40 0 C và 800g đồng ở nhiệt độ 45 0 C vào 1500g nước ở nhiệt độ 95 0 C. Tính nhiệt độ khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của sắt là C 1 = 460J/kg.độ, của đồng là C 2 = 380 J/kg.độ; của nước là C 3 = 4200 J/kg.độ. Câu 4 (3 điểm). Để đưa một vật có khối lượng 200kg lên độ cao h = 10m, người ta dùng một trong hai cách: - Cách 1. Dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định và một ròng rọc động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F 1 = 1200N. - Cách 2. Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo vật lúc này là F 2 = 1900N. 1. Tính hiệu suất ở hai cách sử dụng trên. 2. Nên chọn cách nào ? Vì sao ? Câu 5 (3 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 1. Biết R 1 = 90 Ω , R 2 = 120 Ω , dây biến trở làm bằng Nikêlin có điện trở suất 0,4.10 -6 Ω .m, tiết diện 0,5mm 2 , dài 45m. Ampe kế A 1 chỉ 2,5A. - + C N M R 2 R b R 1 B A A A 1 a) Hãy cho biết R 1 , R 2 và R b được mắc như thế nào? b)Tính điện trở của dây làm biến trở. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu AB. c) Điều chỉnh biến trở con chạy C sao cho ampe kế A chỉ 4A. Số chỉ của ampe kế A 1 có thay đổi không? Tại sao? d) Cùng điều kiện như câu c, tính trị số của phần biến trở tham gia vào mạch điện. Câu 6 (4 điểm) . Một dây dẫn có chiều dài l 0 tiết diện S 0 được đặt vào hiệu điện thế U= 10V thì cường độ dòng điện qua dây là I 0 = 0.5A. Dùng năm dây dẫn giống hệt dây trên mắc vào hiệu điện thế U nói trên. Hãy tính cường độ dòng điện qua mạch chính trong hai trường hợp sau: a. Các dây nối tiếp nhau. b. Các dây chập sát (song song) nhau. Câu 7 ( 2 điểm ) . Hãy thiết lập phương án xác định trọng lượng riêng của một vật rắn không thấm nước. Dụng cụ gồm: - Một vật rắn có khối lượng khoảng 100g. - Một lực kế có giới hạn đo 1.5N. - Một cốc chia độ có giới hạn đo 500cm 3 và độ chia nhỏ nhất 1cm 3 , có miệng rộng để có thể bỏ vật vào. - Nước đủ dùng. - Dây chỉ. - HẾT- Người ra đề: Nguyễn Thị Hạnh Người kiểm tra: Nguyễn Thị Phẩm PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN THANH OAI TRƯỜNG THCS KIM AN HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2013 - 2014 Môn: VẬT LÝ CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1 2.0 Vẽ ảnh đúng: 1.5 a) Đặt mắt trong vùng giới hạn từ A đến B sẽ thấy đồng thời ảnh của cả S 1 và S 2 . 0.25 b) Đặt mắt trên đường thẳng IM sẽ thấy hai ảnh của S 1 và S 2 lồng vào nhau. 0.25 2 3 a)Khối gỗ cân bằng ⇒ F A = P ⇔ 10D.V = 10.m ⇔ 10D.S.(H-h) = 10.m 1 ⇒ h = H- . m D s = 0.05 - 0,076 1000.0,0038 = 0,03m 0.5 b) Gọi F là lực ấn vật. Khi vật chìm hoàn toàn thì ta có: F + P = F A = 10.D.V = 10.D.S.H 1 F = F A – P = 10.D.S.H – 10.m =10.1000.0,0038.0,05 -10.0,076= 1,14N. 0.5 3 3 Gọi t là nhiệt độ khi cân bằng nhiệt. Lập phương trình cân bằng nhiệt 1 ( ) ( ) ( ) ttcmttcmttcm −=−+− 333222111 tcmtcmtcmtcmtcmtcm 333332222211111 −=−+−⇔ 0.5 332211 333222111 cmcmcm tcmtcmtcm t ++ ++ =⇒ 0.5 4200.5,1380.8,0460.35,0 4200.95.5,1380.45.8,0460.40.35,0 ++ ++ =⇒ t = 4,91 o C 1 4 3.0 Công có ích dùng để nâng vật lên cao 10m A = P.h = 10.m.h = 10.200.10 = 20.000J 0.5 Công toàn phần để kéo vật lên bằng ròng hệ rọc: A = F 1 .s = F 1 .2h = 1200.2.10 = 24000J 0.5 Công dùng để kéo vật khi dùng mặt phẳng nghiêng A = F 2 .l = 1900.12 = 22.800J 0.5 Hiệu suất của hệ thống ròng rọc: H 1 = 1 A A .100% ≈ 83,33 % 0.5 Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng: H 2 = 2 A A .100% ≈ 87,72 % 0.5 Vì H 2 > H 1 nên dùng mặt phẳng nghiêng có lợi hơn 0.5 5 3 a) Đoạn mạch gồm có: R 1 // [ ] R b2 R nt 0.5 b) Điện trở của dây làm biến trở : 6 6 . 0,45.10 .45 36 0,5.10 b l R s ρ − − = = = Ω 0.25 Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB: 1. 1AB U I R= = 2.5.90 = 225V 02.5 c) + Điều chỉnh con chạy C ở vị trí nào thì số chỉ ampe kế 1 vẫn không đổi. Vì U 1 = U AB và R 1 là không đổi. 0.5 + Trị số của phần biến trở tham gia vào mạch điện: Ampe kế chỉ 4A, Ampe kế 1 vẫn chỉ 2,5A 2 1,5 b I A⇒ = 0.5 2 2 2 2 . 1,5.120 180 225 180 45 b AB U I R V U U U V = = = ⇒ = − = − = 0.5 Vậy: 45 30 1,5 b b b U R I = = = Ω 0.5 6 4.0 a)Gọi điện trở của sợi dây có chiều dài l 0 , tiết diện S 0 là R 0 : Ta có: R 0 = 0 U I =20 Ω 0.5 Nếu các dây nối tiếp nhau có tiết diện S 0 ,nhưng chiều dài tăng gấp 5 lần: l = 5l 0 Từ công thức R= . l S ρ ta suy ra được: 0 R R = 0 l l 1 Điện trở của dây sau khi nối tiếp là: R= 5R 0 = 100 Ω 0.5 Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = U R =0.1A 0.5 b)Nếu các dây mắc song song thì tiết diện dây S= 5S 0 , nhưng chiều dài bằng nhau l=l 0 Ta suy ra được: 0 R R = 0 S S = 1 5 0.5 Điện trở của dây sau khi mắc song song là: R= 0 5 R =4 Ω 0.5 Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = U R =2.5A 0.5 7 2.0 Ta có thể thực hiện phương án sau Bước 1: Dùng dây chỉ buộc vào vật 0.25 Buớc 2: Treo vật vào lực kế để đo trọng lượng P của vật 0.25 Bước 3: Đổ nước vào bình chia độ đến thể tích V 1 . 0.25 Bước 4: Cầm dây chỉ, thả nhẹ vật vào bình. Mực nước dâng đến thể tích V 2 0.25 Bước 5: Tính trọng lượng riêng của vật là : d = 2 1 P V V− 1 - HẾT- . DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN THANH OAI TRƯỜNG THCS KIM AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học: 2013 - 2014 Môn: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 150 phút Đề bài: Câu 1: ( 2 điểm ) Hai điểm sáng S 1 và S 2 . kéo dây để nâng vật lên là F 1 = 1200N. - Cách 2. Dùng mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. Lực kéo vật lúc này là F 2 = 190 0N. 1. Tính hiệu suất ở hai cách sử dụng trên. 2. Nên chọn cách nào ?. bỏ vật vào. - Nước đủ dùng. - Dây chỉ. - HẾT- Người ra đề: Nguyễn Thị Hạnh Người kiểm tra: Nguyễn Thị Phẩm PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN THANH OAI TRƯỜNG THCS KIM AN HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI