Đề thi và đáp án tham khảo thi học sinh giỏi vật lý lớp 9 bồi dưỡng (16)

PHÒNG GD&ĐT THANH OAI Đề thi thức KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (4,0 điểm): Có hai bình cách nhiệt đựng chất lỏng Một học sinh múc ca chất lỏng bình đổ vào bình ghi lại nhiệt độ cân sau lần đổ là: t1=100C, t2=17,50C, t3 (bỏ sót không ghi), t4 = 250C Hãy tìm nhiệt độ t3 nhiệt độ t01 chất lỏng bình Coi nhiệt độ khối lượng mà ca chất lỏng lấy từ bình Bỏ qua trao đổi nhiệt chất lỏng với bình, ca môi trường bên Câu 2: (4,5 điểm)Cho mạch điện hình 1, vôn kế giống Nếu mắc hai điểm M N vào nguồn điện có hiệu điện không đổi U V1 P M ampe kế I1 = mA có vôn kế 12 V Còn R mắc điểm P Q vào nguồn điện nói ampe kế V2 I2 = 15 mA A 1) Tính điện trở vôn kế giá trị U Q N V3 2) Nếu mắc hai điểm M Q vào nguồn điện số vôn kế ampe kế lúc Hình bao nhiêu? Câu (4 điểm): Câu IV: Một bình nhỏ, thành mỏng giữ cố định bình lớn hình Ở đáy bình nhỏ có lỗ tròn có đặt vừa khít nút hình trụ chiều cao h = 20 cm Nút chuyển động không ma sát theo phương thẳng đứng Trong bình nhỏ có chứa dầu, bình lớn chứa nước Khi nút nằm cân bằng, mực chất lỏng bình lớn nhỏ Mực dầu bình nhỏ có độ cao H = 15cm Trọng lượng riêng dầu d1 = 8000 N/m3, nước d2 = 10000 N/m3, chất làm nút trụ d = 11000 N/m Hỏi nằm cân phần nút nằm H dầu có chiều cao bao nhiêu? Câu (3,0 điểm): Một gương phẳng G rộng đặt ngửa, nằm ngang, sát với chân tường cao thẳng đứng Người ta đặt thước thẳng MN có chiều dài l = 20cm nghiêng với mặt gương góc α = 300 Một chùm ánh sáng song song rộng, hợp với phương ngang góc β=450 chiếu vào gương Biết mặt phẳng chứa thước tia sáng gặp mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường (Hình vẽ 3) Xác định chiều dài bóng thước thu tường Câu (4,5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ 4: Biết R 1=R2=R3=R, đèn Đ có điện trở Rđ = kR với k số dương R x biến trở, với điện có hiệu điện U không đổi đặt vào A B Bỏ qua điện trở dây nối Điều chỉnh Rx để công suất tiêu thụ đèn 9W Tìm công suất R2 theo k Cho U=16V, R=8Ω, k=3, xác định Rx để công suất Rx 0,4W Hình M β β α N Hình G Rx đèn sáng Nguồn A + U B - R1 C Rx R2 Đ D R3 Hình - Hết -(Đề thi có 01 trang) Họ tên thí sinh: Số báo danh: PHÒNGGD&ĐTTHANH OAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn biểu điểm chấm gồm trang) Câu Câu Nội dung Điểm Gọi khối lượng ca chất lỏng bình m0, khối lượng chất lỏng bình m, nhiệt dung riêng chất lỏng C Sau đổ lần thứ khối lượng chất lỏng bình (m + m0) có nhiệt độ t1 = 100C Sau đổ lần phương trình cân nhiệt là: C(m + m0)(t2 - t1) = Cm0(t01 - t2) (1) Sau đổ lần [Coi hai ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t3 - t1) = 2Cm0(t01 - t3) (2) Sau đổ lần [Coi ba ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t4 - t1) = 3Cm0(t01 - t4) (3) t −t 0,5 0,5 0,5 0,5 t −t 01 Từ (1) (3) ta có: t − t = 3(t − t ) ⇒ t01 = 40 C (4) 01 t −t t −t 01 Từ (1) (2) t − t = 2(t − t ) ⇒ t3 = 22 C 01 (5) M Câu 4,5 1) Khi mắc nguồn vào hai điểm M N hai vôn kế 12 V hai vôn kế mắc nối tiếp với ampe kế, V1 V3 Vì điện trở vôn kế là: RV = 1 P V1 0,5 R V2 0,5 A N UV 12 = = 4000 ( Ω ) I1 3.10−3 V3 Q Hình U = 2U V + (R + R A )I1 Ngoài ra, ta có: (1) Còn mắc nguồn vào hai điểm P Q điện trở R ampe kế mắc nối tiếp với mắc trực tiếp vào nguồn Do ta có: U = (R + R A )I (2) Từ (1) (2) suy : 2U V I 2.12.15.10−3 U= = = 30 ( V ) I − I1 15.10−3 − 3.10−3 U 30 R + RA = = = 2000 ( Ω ) I 15.10−3 Từ (2) ⇒ 2) Khi mắc hai điểm M Q vào nguồn điện, mạch gồm: (V2 nt V3) // (V1 nt R nt RA) U = U3 = U / = 15 ( V ) IA = U 30 = = 5.10−3 ( A ) = ( mA ) R V + ( R + R A ) 4000 + 2000 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 U1 = I A R V = 5.10−3.4000 = 20 ( V ) Câu Kí hiệu S diện tích tiết diện ngang nút, x khoảng cách từ mặt nước đến mặt nút p0 áp suất khí Do đối xứng, theo phương nằm ngang, nút chịu tác dụng lực triệt tiêu F1 x Nút cân tác dụng ba lực theo H phương thẳng đứng: F2 - Trọng lực: P = d.h.S 0,5 0,5 Hình - Áp lực F1 đặt vào mặt nút lớp dầu từ ép xuống: F1 = p1.S Với p1 áp suất mặt nút: p1 = d1.x + p0 05 - Áp lực F2 nước đẩy nút từ lên đặt vào mặt nút: F2 = p2.S Với p2 = d2.(x+h) + p0 Vì vậy, ta có phương trình cân lực: F2 = P + F d2.(x+h).S + p0.S = d.h.S + d1.x.S + p0.S ⇒ x= 0,5 d − d2 11000 − 10000 h = 20 = 10 ( cm ) d − d1 10000 − 8000 1,0 Phần nút ngập dầu có độ cao là: h1 = H − x = 15 − 10 = ( cm ) Câu Phần chùm tia sáng phản xạ từ gương không bị MN chắn hắt lên tường tạo vùng sáng tường, phần bị MN chắn tạo bóng MN tường Phần chùm sáng tới chiếu trực tiếp lên thước không phản xạ gương Do bóng thước tường đoạn AB hình 0,5 0,5 A Phân tích cho 0,5đ B Hình vẽ cho 1,5đ K β G M α I H N Hình Từ hình vẽ ta thấy AB = NK mà theo định luật phản xạ ánh sánh ta có: MIN = β = 450 suy AB = NK= IN.tanβ = IN IN = IH + HN = MH.tanβ + MN.cosα 0,5 0,5  = MN.sinα.tanβ + MN.cosα = (1 + ) = 10(1 + ) ≈ 27,3cm Vậy chiều dài bóng thước tường là: AB = 27,3cm Câu 4,5 Giả sử chiều dòng điện qua Rx có chiều hình vẽ Từ sơ đồ mạch điện ta có: 0,75 U1 + U = U d + U  (1  I1 = I + I x  I =I +I d x  IđRđ+(Iđ+Ix)R=(I2+Ix)R+I2R=> (k+1)Iđ=2I2 => I = k +1 Iđ 0,75 (2) Kết hợp (1) (2) ta có: Pd = Id2 kR  Pd = kI d R (k + 1) (k + 1) 2 ⇒ ⇒ P = P = 9( W) ( k + )   d Id2 R 4k 4k  P2 = I R P2 = 0,5 Khi k=3 theo ý 1=> I2=2Id (3) không phụ thuộc Rx 0,5 0,5 Theo sơ đồ mạch điện hình ta có: Uđ+U3=U => 4Iđ=2-Ix (4) 0,5 U2=Ux+U3 => I2R=IxRx+(Iđ +Ix)R (5) I x ( R x + 8) Từ (4) (6) suy ra: Ix= R + 10 x 16R x Ta lại có: Px=Ix2Rx= (R + 10)2 = 0,4 ⇒ R x − 20R x + 100 = x từ (3), (5) thay số ta có: Iđ= (6) 0,5 (7) 0,5 => Rx=10Ω Ghi chú: + Tất toán giải theo cách khác mà cho điểm tối đa + Một lần thiếu đơn vị trừ 0,25đ, lần trở lên thi trừ tối đa 0,5đ XÁC NHẬN CỦA BGH Tổ chuyên môn Người đề ...PHÒNGGD&ĐTTHANH OAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn biểu điểm chấm gồm trang) Câu Câu Nội dung... Rx=10Ω Ghi chú: + Tất toán giải theo cách khác mà cho điểm tối đa + Một lần thi u đơn vị trừ 0,25đ, lần trở lên thi trừ tối đa 0,5đ XÁC NHẬN CỦA BGH Tổ chuyên môn Người đề ... 15 − 10 = ( cm ) Câu Phần chùm tia sáng phản xạ từ gương không bị MN chắn hắt lên tường tạo vùng sáng tường, phần bị MN chắn tạo bóng MN tường Phần chùm sáng tới chiếu trực tiếp lên thước không