Đề thi HSG môn Vật lý 9 -huyện Hoài Ân năm 2009-2010

PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HSG NĂM HỌC 2009-2010 HUYỆN HOÀI ÂN MÔN : VẬT LÍ LỚP 9 Thời gian: 150 phút Bài 1 (5 điểm). Hai xe chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng. Cứ sau 20 phút, nếu hai xe đi cùng chiều thì khoảng cách giữa chúng tăng 15 km, còn nếu hai xe đi ngược chiều thì khoảng cách giữa chúng giảm 35 km. Tìm vận tốc của mỗi xe ? Bài 2 (5 điểm). Một quả cầu bằng sắt và một quả cầu bằng hợp kim có thể tích bằng nhau. a. Treo hai quả cầu đó vào hai đầu A, B của một đòn bẩy, hãy xác định vị trí điểm tựa O để đòn bẩy cân bằng ? b. Nhúng ngập hai quả cầu đó vào nước thì đòn bẩy có còn cân bằng nữa hay không ? Vì sao ? Biết : Khối lượng riêng của sắt, hợp kim, nước lần lượt là: D sắt = 7800 kg/m 3 ; D hợp kim = 5200 kg/m 3 ; D nước = 1000 kg/m 3 Bài 3 (5 điểm). Một cục đá lạnh có khối lượng 0,5 kg, có nhiệt độ ban đầu – 10 0 C, được thả vào 1 lít nước có nhiệt độ ban đầu là 60 0 C. Khi đá lạnh tan ra hết, hãy xác định nhiệt độ của nước lúc này ? (Bỏ qua sự mất nhiệt do môi trường). Biết nhiệt dung riêng của nước, đá lạnh lần lượt là: C n = 4200J/kg.K; C đ = 2100 J/kg.K; 1 kg đá lạnh tan hoàn toàn thành nước ở 0 0 C thì cần một nhiệt lượng là 3,4.10 5 J. Bài 4 (5 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. Biết đèn Đ(12V - 24W); R 1 = 3Ω. Khi đặt một hiệu điện thế U vào hai điểm A,B, thì thấy vôn kế chỉ 12V, am pe kế chỉ 0.5A. a. Tính điện trở R 2 ? b. Đèn có sáng bình thường không ? Vì sao ? c. Xác định giá trị R 2 để đèn sáng bình thường, U AB không đổi ? (Bỏ qua điện trở của dây nối, am pe kế, vôn kế) Hết ĐỀ CHÍNH THỨC A B R 2 Đ R 1 V A PHÒNG GD&ĐT HOÀI ÂN ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009-2010 MÔN : VẬT LÍ LỚP 9 Đáp án Điểm Bài 1 Cùng chiều Ngược chiều - Khi đi cùng chiều khoảng cách giữa 2 xe tăng, chứng tỏ V 2 > V 1 Ta có: S 2 – S 1 = 15 V 2 .T – V 1 .T = 15 (V 2 – V 1 ).T = 15 V 2 – V 1 = 45 3/1 1515 == T V 2 – V 1 = 45 (1) - Khi đi ngược chiều. Ta có: S 2 + S 1 = 35 V 2 .T + V 1 .T = 35 V 2 + V 1 = 105 3/1 3535 == T V 2 + V 1 = 105 (2) - Từ (1) và (2) ta có V 2 – V 1 = 45 V 2 + V 1 = 105 Giải ra ta được V 1 = 30 km/h ; V 2 = 75 km/h 0.5 1đ 0.5đ 1đ 1đ 1đ Bài 2 - Gọi O là điểm tựa của đòn bẩy khi cân bằng. Ta có 1 2 2 1 10. 10. l l D D = <=> 2 3 5200 7800 1 2 == l l Vậy điểm tựa O phải đặt cách đầu A của đòn bẩy một đoạn bằng 5 3 AB - Khi nhúng 2 quả cầu vào nước, thì các quả cầu sẽ chịu lực đẩy Ác si mét. Nhưng vì V 1 = V 2 => F A1 = F A2 - Để đòn bẩy tiếp tục cân bằng thì 1đ 0.5đ 0.5đ 1đ 0.5đ V 1 V 2 V 1 V 2 Hợp kim A B O Sắt 1 2 l 2 l 1 5.1 2 3 22 11 == − − A A FP FP 3.1 51000 68000 1000052000 1000078000 222. 111 22 11 ≈= − − = − − = − − n n A A dVdV dVdV FP FP Vậy đòn bẩy sẽ không còn cân bằng nữa. 1đ 0.5đ Bài 3 - Nhiệt lượng toả ra của 1 lít nước (1kg) khi giảm nhiệt độ từ 60 0 C -> 0 0 C Q toả = m 1 .c 1 .(t 1 – t 0 ) = 1.4200.60=252000 J - Nhiệt lượng thu vào để 0.5 kg đá lạnh tăng nhiệt độ từ -10 0 C -> 0 0 C Q 1 = m 2 .c 2 .(t 0 – t 2 ) = 0,5.2100.10 = 10500 J - Nhiệt lượng thu vào để 0.5 kg đá lạnh tan thành nước ở 0 0 C Q 2 = 1700005.0.10.4,3. 5 == m λ J - Nhiệt lượng thu vào để 0.5 kg đá lạnh ở -10 0 C tan thành nước ở 0 0 C Q thu = Q 1 + Q 2 = 10500 J + 170000 J = 180500 J - Ta có Q toả - Q thu = 252000 J - 180500 J = 71500 J Phần nhiệt lượng này sẽ tiếp tục làm tăng nhiệt độ của hệ Q = (m 1 + m 2 ).c 1 .(T – t 0 ) = 71500 <=> 1,5. 4200.T = 71500 <=> T = 35,11 4200.5,1 71500 ≈ 0 C Vậy nhiệt độ của nước lúc này là ≈ 11,35 0 C 1đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ Bài 4 Sơ đồ mạch điện tương đương <=> a. Điện trở của đèn R Đ = Ω== 6 24 144 2 dm dm P U - Hiệu điện thế ở hai điểm AB U AB = U Đ + U 1 = 12 <=> I AB .R Đ + (I AB – I A ). R 1 = 12 <=> 6.I AB + (I AB – 0.5). 3 = 12 <=> I AB = 1.5 A - Điện trở toàn mạch AB R AB = 8 5.1 12 == AB AB I U Ω - Điện trở tương đương của R 1 , R 2 R 12 = R AB – R Đ = 8Ω – 6Ω = 2Ω - Điện trở R 2 0.5đ 0.5đ 1đ 0.5đ 0.5đ A B R 2 Đ R 1 V A B A A R 1 Đ R 2 V Ω= − = − =⇒+= 6 23 2.3 . 111 121 121 2 2112 RR RR R RRR b. Hiệu điện thế ở hai đầu đèn, hai đầu điện trở R 12 U Đ = I.R Đ = 1,5. 6 = 9 V - Đèn sáng, tối hơn mức bình thường. Vì U Đ < U đm c. Để đèn sáng bình thường thì U Đ = U đm = 12V Muốn vậy thì R 2 = 0 và khi đó R 1 bị nối tắt, do đó U Đ = U đm = U AB = 12V 0.5đ 0.5đ 1đ . & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HSG NĂM HỌC 20 09- 2010 HUYỆN HOÀI ÂN MÔN : VẬT LÍ LỚP 9 Thời gian: 150 phút Bài 1 (5 điểm). Hai xe chuyển động thẳng đều trên cùng. pe kế, vôn kế) Hết ĐỀ CHÍNH THỨC A B R 2 Đ R 1 V A PHÒNG GD&ĐT HOÀI ÂN ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN NĂM HỌC 20 09- 2010 MÔN : VẬT LÍ LỚP 9 Đáp án Điểm Bài 1