đề thi học sinh giỏi môn vật lí 9

SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH ĐỀ CHÍNH THỨC Họ tên: ………………… Số báo danh: KÌ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016 Khóa ngày 23 – - 2016 Môn: VẬT LÍ LỚP THCS Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (2 điểm) Hai anh em An Bình tập chạy ba đoạn đường phố tạo thành ba cạnh tam giác ABC hình 1, người chạy với tốc độ v không đổi Biết AB=AC=300m, BC=100m Đầu tiên hai anh em xuất phát từ B, An chạy đường BC CA, Bình chạy đường BA Họ đến A sau thời gian phút Sau đến A, hai đổi chiều chạy theo hướng ngược lại với vận tốc cũ Hỏi sau thời gian ngắn hai anh em lại gặp A? Câu (2 điểm) Một đồng chất tiết diện có chiều dài AB=  =40cm dựng chậu cho OA = OB góc ABx=300 Thanh giữ nguyên quay quanh điểm O hình Người ta đổ nước vào chậu bắt đầu (đầu B không tựa lên đáy chậu) a) Tìm độ cao cột nước cần đổ vào chậu (tính từ đáy đến mặt thoáng) biết khối lượng riêng AB nước là: Dt=1120 kg/m3 Dn=1000 kg/m3 ? b) Thay nước chất lỏng khác khối lượng riêng đạt giá trị nhỏ để thực việc trên? Câu (2 điểm) Một ống chia độ chứa nước nhiệt độ 30 0C Nhúng ống nước vào 1000g rượu nhiệt độ -10 0C Sau cân nhiệt ống tồn nước nước đá, thể tích nước ống tăng thêm 5cm3 Cho có trao đổi nhiệt nước rượu Biết nhiệt dung riêng nước rượu 4200J/kgK 2500J/kgK; khối lượng riêng nước nước đá 1000kg/m 800kg/m3; nhiệt nóng chảy nước đá 3,3.105J/kg Xác định thể tích nước chứa ống sau cân nhiệt Câu (2 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết U AB = 270V , R = 30 KΩ , Vôn kế có điện trở R1 = KΩ , Vôn kế có điện trở R2 = KΩ a) Tìm số Vôn kế K mở b) K đóng, tìm vị trí chạy C để số hai Vôn kế c) Muốn số Vôn kế không đổi K đóng hay mở, chạy C phải vị trí nào? Câu (1 điểm) Hai vật phẳng nhỏ A1B1 A2B2 giống đặt cách 45 cm vuông góc với trục thấu kính hội tụ hình Hai ảnh hai vật vị trí Ảnh A1B1 ảnh thật, ảnh A2B2 ảnh ảo dài gấp hai lần ảnh A1B1 Hãy: a) Vẽ ảnh A1B1 A2B2 hình vẽ b) Xác định khoảng cách từ A1B1 đến quang tâm thấu kính Câu (1 điểm) Một lọ thủy tinh chứa đầy thủy ngân, nút chặt nút thủy tinh Hãy nêu phương án xác định khối lượng thủy ngân lọ mà không mở nút Biết khối lượng riêng thủy tinh thủy ngân D1 D2 Chỉ dùng dụng cụ: cân, bình chia độ nước Hết - SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP – THCS NĂM HỌC 2015 – 2016 MÔN: VẬT LÍ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu NỘI DUNG Gọi V A , VB vận tốc An Bình 400 m/phút, 300 VB = = 100 m/phút ⇒ V A = VB Điểm VA = (2 đ) 0,25 0,25 (1) Giả sử, An chạy n vòng, Bình chạy m vòng hai anh em gặp A ⇒ 700n 700m = VA VB Từ (1) (2), ta có: (2) n = m Mặt khác n, m số nguyên dương nên ta suy ra: n=4 m=3 ⇒t = 700m = 21 (phút) VB 0,5 0,5 0,5 (2đ) 0,5 a) Gọi mực nước đổ vào chậu để bắt đầu ( tính từ B theo chiều dài ) x ĐK : x < OB = 30cm, theo hình vẽ x = BI + Gọi S tiết diện thanh, chịu tác dụng trọng lượng P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet F đặt trung điểm N BI + Theo điều kiện cân đòn bẩy : P.MH = F.NK(1) Trong P = 10m = 10.Dt.S  Và F = 10.Dn.S.x Thay vào (1) D MH ⇒ x = t  Dn NK MH MO + Xét cặp tam giác đồng dạng OMH ONK ta có = ; ta tính NK NO 60 − x MO = MA - OA =10cm NO = OB - NB = + Thay số biến đổi để có phương trình bậc theo x: x2 - 60x + 896 = Giải phương trình loại nghiệm x = 32 ( > 30 ) ta x = 28 cm + Từ I hạ IE ⊥ Bx, tam giác IBE vuông E IE = IB.sin IBE = 28.sin300 = 28 = 14cm 0,25 0,25 0,25 0,25 Dt 20  ; từ biểu thức rút Dn Mực nước tối Dn 60 − x 0,5 đa ta đổ vào chậu x = OB = 30cm, minDn = 995,5 kg/m3 b) Theo câu a: x = (2 đ) Sau cân nhiệt, tồn nước nước đá nên nhiệt độ cân 00C Thể tích chất ống tăng tăng thể tích lượng nước hóa đá Gọi khối lượng lượng nước m Ta có: m m − = 5.10−6 m3 ⇒ m = 0, 02kg (1) 800 1000 Gọi khối lượng nước ống lúc đầu m0 Lượng nhiệt tỏa nước hạ nhiệt độ từ 300C xuống 00C nóng chảy là: Qtoa = 4200m0 (30 − 0) + 0, 02.3,3.105 Lượng nhiệt thu vào rượu thu để tăng nhiệt độ từ -100C lên 00C: Qthu = 2500.1[0 − (−10)] Giải phương trình cân nhiệt: Qtoa = Qthu ta suy m0 = 0,146kg Thể tích nước ống sau cân nhiệt là: m −m V= = 0, 000126m3 = 126cm3 Dn a)K mở Số Vôn kế 1: U = 150V Số Vôn kế 2: U = 120V 0,5 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 RMC + RMC RNC RNC // R2 ⇒ R' ' = + RNC b) RMC // R1 ⇒ R ' = Do số vôn kế nên (2 đ) 5RMC RNC = + RMC + RNC Mặt khác: RMC + RNC = 30 Từ (1) (2), ta có: RMC − 70 RMC + 600 = (1) (2) ⇒ RMC = 10 KΩ ⇒ RNC = 20 KΩ  MC = MN  MC RMC ⇒ = = 1/ ⇒  NC RNC  NC = MN  0,5 c) Muốn số vôn kế không thay đổi K đóng mở UCD=0 0,25 RMC RNC 5 = ⇒ RMC = RNC ⇒ CM = NC = MN R1 R2 4 0,25 0,5 0,5 (1 đ) A1 B1 OA1 = A'1 B'1 OA'1 AB OA2 ∆OA2 B2 đồng dạng ∆OA'2 B'2 ⇒ 2 = A'2 B' OA' Mặt khác OA'1 = OA' , A' B ' = A'1 B'1 ⇒ OA1 = 30cm, OA2 = 15cm ∆OA1 B1 đồng dạng ∆OA'1 B '1 ⇒ (1 đ) 0,5 - Dùng cân để xác định khối lượng tổng cộng lọ m bao gồm khối lượng m 0,25 thủy ngân m2 thủy tinh: m = m1 + m2 (1) - Dùng bình chia độ nước để xác định thể tích V lọ, bao gồm thể tích 0,25 m1 m2 + V1 thủy ngân thể tích V2 thủy tinh: V = V1 + V2 = (2) D1 D2 D1 ( m − V D2 ) 0,5 - Giải hệ (1) (2) ta tính khối lượng thủy ngân: m1 = D1 − D2 * Ghi chú: Phần thí sinh làm theo cách khác cho điểm tối đa phần Không viết công thức mà viết trực tiếp số đại lượng, cho điểm tối đa Ghi công thức mà: 3.1 Thay số tính toán sai cho nửa số điểm câu 3.3 Thay số từ kết sai ý trước dẫn đến sai cho nửa số điểm ý Nếu sai thiếu đơn vị lần trở lên trừ 0,5 điểm Điểm toàn làm tròn đến 0,25 điểm