Đề thi HSG Vật lý huyện Châu Thành 2010-2011

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN CHÂU THÀNH LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ Năm học 2010-2011 Đề chính thức Môn thi: VẬT LÝ Thời gian:150 phút (không kể phát đề) Câu 1 (6 điểm) 1. Vì sao một lá thiếc mỏng khi vo tròn thả xuống nước thì chìm, còn gấp lại thành thuyền thả xuống nước lại nổi? 2. Có một thanh sắt và một thanh nam châm thẳng giống hệt nhau. Em hãy nêu cách nhận biết chúng mà không dùng thêm dụng cụ nào khác. 3. Hãy vẽ sơ đồ mạch điện gồm: Nguồn điện; dây dẫn; một bóng đèn; một chuông điện; ba khóa K 1 , K 2 , K 3 sao cho: a) Đóng K 1 đèn sáng . b) Đóng K 2 chuông reo. c) Đóng K 3 đèn sáng, chuông reo. Câu 2 (3 điểm) Một khối gỗ nếu thả trong nước thì nổi 3 1 thể tích, nếu thả trong dầu thì nổi 4 1 thể tích. Hãy xác định khối lượng riêng của dầu, biết khối lượng riêng của nước là 1g/cm 3 . Câu 3 (4 điểm) Một khối nhôm hình hộp chữ nhật có kích thước là (5cm x 10cm x 15cm). 1. Cần cung cấp cho khối nhôm đó một nhiệt lượng là bao nhiêu để nó tăng nhiệt độ từ 25 o C đến 200 o C. Biết nhôm có khối lượng riêng là 2700kg/m 3 và nhiệt dung riêng là 880J/kg.K. 2. Khi dùng nhiệt lượng trên để đun 1 lít nước từ 30 o C thì nước có sôi được không nếu nhiệt lượng hao phí bằng 20% phần nhiệt lượng cần cung cấp cho nước? Cho biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và trọng lượng riêng của nước là 10000N/m 3 . Câu 4 (3 điểm) Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 40 Ω . Dây điện trở của biến trở là một dây hợp kim nicrôm có tiết diện 0,5mm 2 và điện trở suất là 6 1,1.10 − Ω m, được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2cm. 1. Tính số vòng dây của biến trở này. 2. Biết cường độ dòng điện lớn nhất mà dây này có thể chịu được là 1,5A. Hỏi có thể đặt hai đầu dây cố định của biến trở một hiệu điện thế lớn nhất là bao nhiêu để biến trở không bị hỏng? Câu 5 (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, bỏ qua điện trở của dây nối và khóa K. Cho biết R 1 =R 3 =45 Ω , R 2 =90 Ω , hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch U AB =90V không đổi. Khi khóa K đóng và mở thì đèn Đ đều sáng bình thường. 1. Tính điện trở của bóng đèn. 2. Tính hiệu điện thế định mức ở hai đầu bóng đèn. 3. Khi khóa K đóng, tính cường độ dòng điện qua khóa K. – HẾT – 1 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ CHÂU THÀNH Thi chọn học sinh giỏi cấp huyện lớp 9 THCS Năm học 2010-2011 Câu 1 (6 điểm) 1. Lá thiếc mỏng khi vo tròn thả xuống nước thì chìm vì trọng lượng riêng của lá thiếc lúc đó lớn hơn trọng lượng riêng của nước. Lá thiếc mỏng đó gấp lại thành thuyền thả xuống nước lại nổi vì trọng lượng riêng trung bình của thuyền nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. 2. Hình 1. Đặt 2 thanh vuông góc với nhau. Di chuyển từ từ thanh thẳng đứng trên thanh nằm ngang. Nếu: + Lực hút không thay đổi thì thanh nằm ngang là sắt. + Lực hút thay đổi thì thanh nằm ngang là nam châm. 3. Vẽ sơ đồ mạch điện: Hình 2. Hình 1 Hình 2 Câu 2 (3 điểm) Gọi thể tích khối gỗ là V; Khối lượng riêng của nước là D n và khối lượng riêng của dầu là D d ; Trọng lượng khối gỗ là P. Khi thả gỗ vào nước: lực Ác si met tác dụng lên vât là: 2.10 3 n n A D V F = Vì vật nổi nên: n A F = P ⇒ 2.10 3 n D V = P (1) Khi thả khúc gỗ vào dầu. Lực Ác si mét tác dụng lên vật là: 3.10 4 d d A D V F = Vì vật nổi nên: d A F = P ⇒ 3.10 4 d D V = P (2) Từ (1) và (2) ta có: 2.10 3.10 3 4 n d D V D V = . Ta tìm được: 8 9 d n D D= Thay D n = 1g/cm 3 ta được: D d = 9 8 g/cm 3 . Câu 3 (4 điểm) 1. Thể tích của khối nhôm V nh = 5.10.15 = 750cm 3 = 75.10 -5 (m 3 ) Khối lượng của nhôm m nh = V nh D nh = 75.10 -5 .2700 = 2,025 (kg) Nhiệt lượng thu vào của nhôm : Q nh = m nh c nh (t 2nh – t 1nh ) = 311.850 (J). 2. Khối lượng của nước m n = V n D n = 1,0 (kg). Theo đề bài, ta có: Q n + Q hp = Q nh hay 5 5 6 n n nh n nh Q Q Q Q Q+ = ⇔ = = 259.875 (J). Mặt khác, Q n = m n c n (t 2n – t 1n ). Suy ra 2 1 n n n n n Q t t m c = + = 91,875 0 (C). Vậy nước không sôi được. 2 Câu 4 (3 điểm) 1. Từ l R S ρ = ⇒ Chiều dài của dây điện trở của biến trở là: 6 6 . 40.0,5.10 18,18( ) 1,1.10 R S l m ρ − − = = = . Chiều dài của 1 vòng dây bằng chu vi của lõi sứ: l’ = π .d = 3,14 . 2.10 -2 = 6,28.10 -2 (m) Số vòng dây quấn trên lõi sứ là: 2 18,18 289,5( òng) ' 6,28.10 l n v l − = = = 2. Hiệu điện thế lớn nhất là: U = I.R = 1,5.40 = 60(V) Câu 5 (4 điểm) 1. * Khi khóa K mở, ta có mạch điện như hình vẽ. R 12d = d d (45 R )90 135 R + + = d d (45 R )90 135 R + + R AB = R 12d +R 3 = d d (45 R )90 135 R + + + R 3 = d d 135 R +10125 135 R + + I AB = AB AB U R = d d 90(135 R ) 135R 10125 + + I AB .R AD = I d .R 1d ⇔ d d d d 90(135 R )(45 R )90 (135R 10125)((135 R ) + + + + = I d (45+R d ) ⇔ I d = d 60 R 75+ (1) * Khi khóa K đóng, ta có mạch điện như hình vẽ. R 3d = d d 45R 45+R = d d 45R 45+R R 23d = R 3d + R 2 = d d 45R 45+R + R 2 = d d 135R +4050 45 R+ I 2 = 23 AB d U R = d d 2(45 R ) 3R 90 + + I 2 .R 3d = I’ d .R d ⇔ d d d d 2(45 R )45R (3R 90)(45 R ) + + + = I’ d .R d ⇔ I’ d = d 30 R 30+ (2) Do đèn sáng bình thường nên I d = I’ d , từ (1) và (2) suy ra: d 60 R 75+ = d 30 R 30+ ⇒ R d = 15( Ω ). 2. I đm = I’ d = d 30 R 30+ = 30 15+30 = 2 3 A ⇒ U đm = I đm R d = 2 3 .15 = 10 (V). 3. Khi khóa K đóng: I 1 = 1 AB U R = 90 45 = 2 (A) ⇒ I K = I 1 – I’ d = 2 – 2 3 = 4 3 (A). – HẾT – 3 . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN CHÂU THÀNH LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ Năm học 2010-2011 Đề chính thức Môn thi: VẬT LÝ Thời gian:150 phút. VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ CHÂU THÀNH Thi chọn học sinh giỏi cấp huyện lớp 9 THCS Năm học 2010-2011 Câu 1 (6 điểm) 1. Lá thi c mỏng khi vo tròn thả