Đề thi HSG vật lí 9 2017

PHỊNG GD NƠNG CỐNG Đề thức KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP THCS NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu (5.5 điểm): Cho hệ hình Các khối trụ đặc làm thép, khối m2 có chiều cao h = 10cm, m1 = 680g Dưới m2 có cục nước đá khối lượng m bị dính chặt Sau thả khối m vào bình nước lớn, thấy ban đầu nước đá chưa tan hệ vật nằm cân bằng, m ngập nửa nước (cục nước đá nằm khối trụ) Sau 10 phút cục nước đá tan hết, hệ cân bằng, m vừa ngập hoàn toàn nước Bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc dây treo Biết khối lượng m1 riêng thép D1 = 7,8g/cm3, nước D2 = 1g/cm3, nước đá Do = 0,9g/cm3 m2 a Tính vận tốc trung bình m1 thời gian nước đá tan Hình b Tính m0 m2 c Khi cục nước đá tan nửa, hệ cân Tính chiều cao phần ngập nước khối trụ m2 Câu (4.5 điểm): Có bình cách nhiệt giống chứa loại chất lỏng tới nửa thể tích bình Bình chứa chất lỏng 10 0C, bình chứa chất lỏng 400C, bình chứa chất lỏng 800C Xem chất lỏng bình trao đổi nhiệt với nhau, khối lượng riêng chất lỏng không phụ thuộc nhiệt độ a Sau vài lần rót chất lỏng từ bình sang bình khác thấy: Bình chứa đầy chất lỏng 50 0C, chất thể tích bình có nhiệt độ 250C Tính nhiệt độ chất lỏng bình lúc b Sau nhiều lần rót rót lại chất lỏng ba bình với thấy: Bình chứa đầy chất lỏng, bình bình có thể tích chất lỏng Tính nhiệt độ chất lỏng bình lúc Câu (5.5 điểm): Với mạch điện hình R1 Biết R1 = 1Ω, R2 = 8Ω, R3 = 6Ω, R4 = 3Ω, bóng đèn ghi 6V – 6W, R2 K hiệu điện nguồn U = 15V Bỏ qua điện trở dây nối, xem điện U trở dây tóc bóng đèn khơng phụ thuộc vào nhiệt độ Hãy cho biết bóng Đ R3 đèn sáng nào? Vì sao? R4 a Khi K mở Hình b Khi K đóng Biết U = 16V, R1 = R2 = R3 = R4 = R, bóng đèn chưa có số ghi Hãy xác định hiệu điện định mức bóng đèn, biết đèn sáng bình thường đóng mở khóa K Câu (4.5 điểm): Cho hai gương phẳng G1 G2 G1 cố định, G2 quay tự quanh trục K vng góc với mặt phẳng hình vẽ Một điểm sáng S nằm trước hai gương hình Gọi S ảnh S sau lần tạo ảnh thứ qua gương G 1, S2 ảnh S sau lần tạo ảnh thứ qua gương G Hãy xác định khoảng cách nhỏ lớn từ S1 đến S2 Biết khoảng cách từ S đến G1 SH = 6cm, SK = 9cm vàSHK = 900 lỏng bình chiếm Hết PHỊNG GD NƠNG CỐNG Đề thức Câu KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP THCS NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn thi: VẬT LÝ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ý a (1.5đ) Nội dung + Trong thời gian nước đá tan, vật m2 chuyển động xuống quãng đường: S2 = 5cm + Vậy m1 chuyển động lên quãng đường: S1 = 2S2 = 10cm S1 10 = = 1(cm / phút ) t 10 + Gọi thể tích khối m2 V2, cục nước đá ban đầu V0 (5.5 đ) (4.5 đ) a (3.0đ) 0,5 đ 0,5 đ + Khi cục nước đá tan hết ta có: P1 + FA2 = P2 (1) 0,5đ FA + FA0 = P2 + P0 (2) + Từ (1) ta có: 2m1 + V2.D2 = V2.D1 2m1 ⇒ V2 = = 0,2.10 −3 (m ) D1 − D2 => m2 = V2.D1 = 0,2.10-3.7,8.103 = 1,56 (kg) V D 2m1 + 2 − V2 D1 + Từ (2) ta có: V = = 10 −3 (m ) D0 − D + m0 = V0.D0 = 0,9 (kg) c (2đ) 0,5 đ + Vận tốc vật m1 là: v = + Khi cục nước đá chưa tan ta có: P1 + b (2đ) Điểm + Khi cục nước đá tan nửa Gọi thể tích m2 ngập trọng nước V2’ ta có: F P P1 + FA' + A0 = P2 + (3) 2 V D m 2m1 + V2' D2 + = m2 + (4) 2 m V D m2 + − 2m1 − Từ (4) ta có: V , = 2 = 0,15.10 −3 (m ) D2 V2' S h ' h ' V2' ' = = ⇒ h = h = 7,5(cm) + V2 S h h V2 + Gọi khối lượng chất lỏng bình lúc đầu m, nhiệt dung riêng chất lỏng C Khối lượng chất lỏng tỷ lệ thuận với thể tích chất lỏng + Giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc đầu hạ xuống đến 100C tổng nhiệt lượng tỏa là: Q1 = m.C.(t2 – t1) + m.C.(t3 – t1) = 30mC + 70m.C = 100m.C (1) + Từ giả thuyết ta có khối lượng chất lỏng trong: Bình 1: m1 = 2m; bình 2: m2 = m ; bình 3: m3 = m 3 + Giả sử nhiệt độ chất lỏng bình lúc hạ xuống đến 100C tổng nhiệt lượng tỏa là: 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1 Q2 = 2m.C.(t1’ – t1) + m C.(t2’ - t1)+ m C.(t3’ – t1) = 90m.C + m C.(t3’ – 10) 3 m C.(t3’ – 10) => t3’ = 200C ’ Vậy nhiệt độ bình lúc là: t3 = 40 C Sau nhiều lần rót rót lại nhiệt độ bình t0 Ta có: m.C.( t1 – t0) + m.C.( t2 – t0) + m.C.( t3 – t0) = => t0 ≈ 43,30C + Khi K mở mạch điện hình 1: + Ta có: Q1 = Q2 => 100m.C = 90m.C + b (1.5đ ) R2 0,5 đ 0,25 đ 1.0 đ 0,25 đ Đ R4 R1 R3 0,5 đ Hình 1.a (2.5đ ) + Điện trở bóng đèn là: RĐ = U ĐM = 6Ω PĐM 0,5 đ + Cường độ dòng điện định mức đèn là: I ĐM = PĐM = 1( A) U ĐM 0,25 đ ( R2 + R Đ ).R3 + R1 + R4 = 8,2Ω R2 + R Đ + R3 U ( R2 + R Đ ).R3 Rtđ R2 + R Đ + R3 + Cường độ dòng điện qua đèn lúc là: I Đ1 = ≈ 0,55( A) R2 + R Đ + Vì: IĐ1 < IĐM nên bóng đèn sáng yếu mức bình thường + Khi K đóng mạch điện hình 2: R + Điện trở tương đương toàn mạch: Rtđ = (5.5đ ) 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ Đ R3 R1 R4 0,5 đ Hình 1.b (2đ) + Điện trở tương đương toàn mạch là: Rtđ' U R1 = 12(V ) Rtđ' U2 R R U Đ' = Đ = 3(V ) R R R Đ + R4 + Hiệu điện đầu bóng đèn là: R3 + Đ R Đ + R4 ’ + Vì: UĐ < UĐM Vậy, bóng đèn sáng yếu mức bình thường + Khi K mở, theo mạch hình 1: U = 5IĐ R + 3.IĐ.RĐ (1) + Khi K đóng, theo mạch hình 2: U = 3IĐ R + 5.IĐ.RĐ (2) + Từ (1) (2) => RĐ = R + Thay vào (1) => U = 8IĐ.RĐ = 8UĐ => UĐ = U/8 = 2V + Hiệu điện đầu R2 là: U = U − (1đ)  R R   R3 + Đ .R2 R Đ + R4  = + R1 = 5(Ω) R Đ R R3 + + R2 R Đ + R4 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ + Ảnh S2 nằm đường tròn tâm K bán kính KS + Vẽ hình: 0,5 đ S G1 (4.5đ ) S1 G2 H S’2 K 1.5 đ S2 + Kẻ đường thẳng qua S1, K cắt đường tròn tâm K bán kính KS S2 S2’ + Vị trí S2 gần với S1 ứng với khoảng cách nhỏ + Vị trí S2 xa với S1 ứng với khoảng cách lớn + Ta có: S1K2 = S1S2 + SK2 => S1K = 15 (cm) + Vậy khoảng cách nhỏ là: S1S2 = S1K – S2K = (cm) + Vậy khoảng cách lớn là: S1S’2 = S1K + KS’2 = 15 + = 24 (cm) Học sinh làm theo cách khác cho điểm tối đa 0,5đ 0,5 đ 0,5đ 0,5đ 0,5 đ 0,5 đ ... NƠNG CỐNG Đề thức Câu KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP THCS NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn thi: VẬT LÝ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ý a (1.5đ) Nội dung + Trong thời gian nước đá tan, vật m2 chuyển... (kg) V D 2m1 + 2 − V2 D1 + Từ (2) ta có: V = = 10 −3 (m ) D0 − D + m0 = V0.D0 = 0 ,9 (kg) c (2đ) 0,5 đ + Vận tốc vật m1 là: v = + Khi cục nước đá chưa tan ta có: P1 + b (2đ) Điểm + Khi cục nước... đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1 Q2 = 2m.C.(t1’ – t1) + m C.(t2’ - t1)+ m C.(t3’ – t1) = 90 m.C + m C.(t3’ – 10) 3 m C.(t3’ – 10) => t3’ = 200C ’ Vậy nhiệt độ bình lúc là: t3 = 40 C Sau