Đề thi chọn học sinh giỏi thành phố môn Vật lí lớp 9 thành phố Uông Bí tỉnh Quảng Ninh năm học 20162017. Có các dạng bài tập về Cơ chất lỏng (lực đẩy Acsimet, điều kiện vật nổi), Điện, Nhiệt Điện, Quang (hệ gương phẳng: vẽ đường truyền của tia sáng, vẽ ảnh tạo bởi hệ gương, tính khoảng cách giữa các ảnh), Điện cơ (dạng bài tập về công cơ học: Tính công có có ích, công toàn phần, công hao phí có dạng bài tính toán về hiệu suất máy cơ đơn giản, tính hiệu điện thế, công suất, điện trở của máy cơ ), ....
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ UÔNG BÍ -ĐỀ CHÍNH THỨC có 01 trang ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2016-2017 MÔN VẬT LÍ Ngày thi: 27/12/2016 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Họ tên, chữ ký giám thị số 1: Câu 1: (5,0 điểm) Một cầu làm kim loại có khối lượng riêng D = 7500 kg/m mặt nước Biết tâm cầu nằm mặt phẳng với mặt thoáng nước Bên cầu có phần rỗng tích V Biết khối lượng cầu 350g, khối lượng riêng nước Dn = 1000 kg/m3 a) Tính V0 b) Người ta bơm nước vào phần rỗng cầu Hỏi phải bơm khối lượng nước để cầu bắt đầu chìm hoàn toàn nước G1 Câu 2: (4,0 điểm) Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào hợp với góc α = 600 Một điểm sáng S nằm x 60o S đường phân giác Ox góc tạo gương cách O O khoảng R = 5cm (hình 1) a) Trình bày cách vẽ vẽ tia sáng từ S sau phản xạ G1, G2 lại truyền qua S G (Hình 1) b) Gọi S1, S2 ảnh S qua G 1, G2 Tính khoảng cách S1 S2 Câu 3: (4,0 điểm) Một cần cẩu phút đưa 1200 viên gạch lên cao 6m, khối lượng viên gạch 1,8kg a- Tính hiệu điện công suất mà mạch điện cung cấp cho cần cẩu Biết dòng điện qua động 15,34A hiệu suất cần cẩu 64% b- Công suất tiêu hao để thắng ma sát chiếm 70%, lại mát lượng tỏa nhiệt động Tính điện trở động Câu 4: (4,0 điểm) R M N Một máy sấy nhỏ có điện trở R, mắc vào mạch điện hình Trong nguồn điện có hiệu điện U = 10V không đổi, r = 1Ω U r a Biết công suất máy sấy 10W, tính hiệu điện thực tế UMN máy sấy này? (Hình 2) b Một bạn định nâng công suất toả nhiệt máy sấy lên 27W cách thay đổi điện trở R có không? Tại sao? Câu 5: (3,0 điểm) Một ấm điện nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước 25 oC Muốn đun sôi lượng nước 20 phút ấm phải có công suất bao nhiêu? Biết nhiệt dung riêng nước nhôm c = 4200 J/kg.K, c1 = 880J/kg.K 30% nhiệt lượng toả môi trường xung quanh - Hết - PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ UÔNG BÍ HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2016 - 2017 MÔN VẬT LÝ Bài Sơ lược cách giải a, Gọi thể tích cầu V, thể tích phần rỗng làV0 , thể tích phần đặc V1 => V = V1 + V0 Theo cầu nằm cân mặt nước thể tích phần cầu chìm nước cầu là: FA = V , lực đẩy Ácsimet tác dụng lên Điểm 1,0 d n V Trọng lượng cầu là: P = dV1 = d(V- V0) Khi ta có: P = FA d n V ⇒ V= = d(V- V0) 2dV0 2d − d n 1,0 Thể tích phần đặc cầu là: V1= V - V0 = Câu (5,0 điểm) 2dV0 2d − d n - V0 = Khối lượng cầu là: m = DV1= d n V0 0,5 2d − d n d n DV0 2d − d n ⇒V = m(2D − Dn ) Dn D 0,5 Thay số tính được: V0 = 6,53.10-4 m3 b, Gọi khối lượng nước bơm vào phần rỗng đến cầu bắt đầu chìm hoàn toàn nước mn Khi ta có : Trọng lượng cầu nước P + Pn = 10.( m+ mn) Lực đẩy Ácsimet tác dụng lên cầu là: FA = 10.Dn V = 10 Dn ( V1 + V0) Khi cầu nằm cân lơ lửng thì: FA = P + Pn 10 Dn ( V1 + V0) = 10.( m + mn) Dn ( V1 + V0) = m + mn => mn = Dn ( Câu (4,0 điểm) 0,5 0,5 0,5 m + V0) - m D Thay số tính ta : mn ≈ 0,35 kg Vậy khối lượng nước cần bơm vào phần rỗng m n = 0,35 kg cầu bắt đầu chìm hoàn toàn nước a, Cách dựng: -Lấy S1 đối xứng với S qua G1 , S1’ đối xứng với S1 qua G2 => S1 ảnh S qua G1, S1’ ảnh S1 qua G2 - Nối S1’ với S cắt G2 H , nối S1 với H cắt G1 K Nối K với H ta SKHS đường truyền tia sáng cần dựng 0,5 0,5 Bài Sơ lược cách giải Điểm 1,0 S1 G1 K S O H ’ G2 S1 ’ S1 b, 300 300 I O 1,0 G1 S G2 S2 · Xét tam giác cân OSS1 có SOS = 60 => Tam giác OSS1 → SS1 = OS = R Nối S1 với S2 cắt OS I => OS vuông góc với SS1 1,5 · S = 300 => IS = SS1 = R Xét tam giác vuông ISS1 có IS 2 R Và IS1 = SS12 − IS = R − = R => S1S2 = R = (cm) a Đưa 1200 viên gạch lên cao 6m cần cẩu thực công có ích là: Ai = P.h = 10.m.h = 10.1200.1,8.6 = 129600 (J) Công suất có ích: Pi = Câu (4,0 điểm) A Ai 129600 = = 2160(W ) t 60 p i i Có: H = A 100% = P 100% tp → Ptp = 3375(W) Mặt khác P = U.I → U = 220V Công suất hao phí: Php = Ptp - Pi = 3375 - 2160 =1215(W) Công suất tiêu hao mát lượng tỏa nhiệt động Ptn = 30%Php = I2R → R= 3,0 30%.Php I2 30%.1215 = ≈ 1,55(Ω) 15,34 1,0 Bài Câu (4,0 điểm) Câu (3,0 điểm) Sơ lược cách giải Điểm a) Ta có I = U/ (R + r) = 10/ (R + 1) Công suất máy sấy P = I2.R P = 100R/ (R2 + 2R + 1) 1,0 PR + 2(P – 50)R + P = Thay P = 10W ta có R2 - 8R +1 = 0,5 Giải phương trình ta hai giá trị R R1 ≈ 7,9Ω, R2 ≈ 0,13Ω UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) 0,5 0,25 Với R= R1 = 7,9Ω UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) = 8,9V 0,25 Với R= R2 = 0,13Ω UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) = 1,15V b) Để phương trình PR + 2(P - 50)R + P = có nghiệm 1,0 ∆ = (P- 50)2 - P2 = 2500 - 100P ≥ => P ≤ 25W Vậy nâng công suất tối đa máy sấy lên 25W mắc vào nguồn điện nên nâng công suất máy lên 27W 0,5 + Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ ấm nhôm từ 25oC tới 100oC 0,5 là: Q1 = m1c1 ( t2 - t1 ) = 0,5.880.( 100 - 25 ) = 33000 ( J ) + Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ nước từ 25oC tới 100oC là: 0,5 Q2 = mc ( t2 - t1 ) = 2.4200.( 100 - 25) = 630000 ( J ) + Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: 0,5 Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) (1) + Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước ấm điện cung cấp thời gian 20 phút Q = H.P.t (2) 1,5 (Trong H = 100% - 30% =70% ) +Từ (1) (2) : P = Tổng điểm : Q 663000.100 = = 789,3( W) H.t 70.1200 20 ... +1 = 0,5 Giải phương trình ta hai giá trị R R1 ≈ 7 ,9 , R2 ≈ 0,13Ω UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) 0,5 0,25 Với R= R1 = 7 ,9 UMN = I.R = 10R/ (R+ 1) = 8,9V 0,25 Với R= R2 = 0,13Ω UMN = I.R = 10R/ (R+ 1)... 6m cần cẩu thực công có ích là: Ai = P.h = 10.m.h = 10.1200.1,8.6 = 1 296 00 (J) Công suất có ích: Pi = Câu (4,0 điểm) A Ai 1 296 00 = = 2160(W ) t 60 p i i Có: H = A 100% = P 100% tp → Ptp = 3375(W)... Q = H.P.t (2) 1,5 (Trong H = 100% - 30% =70% ) +Từ (1) (2) : P = Tổng điểm : Q 663000.100 = = 7 89, 3( W) H.t 70.1200 20