Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 cấp tỉnh năm 2020-2021 có đáp án - Phòng GD&ĐT Nghi Sơn (Bài số 1)

Nhằm giúp các em học sinh đang chuẩn bị bước vào kì thi HSG tốt hơn. TaiLieu.VN mời các em tham khảo Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 cấp tỉnh năm 2020-2021 có đáp án - Phòng GD&ĐT Nghi Sơn (Bài số 1) để giúp các em ôn tập và hệ thống kiến thức môn học, nâng cao kĩ năng giải đề và biết phân bổ thời thời gian hợp lý trong bài thi.

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ NGHI SƠN ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2020-2021 MƠN: VẬT LÍ – BÀI SỐ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu) Câu (3 điểm): Trên tuyến đường xe buýt thẳng, xe buýt chuyển động theo chiều cách 5km Một người xe đạp chuyển động thẳng tuyến đường Ban đầu thời điểm t=0, người xe đạp gặp xe buýt thứ nhất, đến thời điểm t=1h, người gặp xe buýt thứ 12 Nếu người xe đạp theo chiều ngược lại với ban đầu thời điểm t=0, người xe đạp gặp xe buýt thứ nhất, đến thời điểm t=1h, người gặp xe buýt thứ Hỏi người đứng yên bên đường tính từ thời điểm gặp xe buýt thứ nhất, người gặp xe buýt nữa? Bỏ qua kích thước xe buýt xe đạp Câu (2 điểm): Thanh AB đồng chất, tiết diện quay B quanh trục quay qua A vng góc với mặt phẳng hình vẽ Hai vật có khối lượng m1=1kg, m2=2kg treo vào điểm B hai sợi dây (Hình vẽ) Ròng rọc m1 C nhẹ, AB=AC, khối lượng AB 2kg Tính góc  hệ cân Bỏ qua ma sát trục quay C m2 Câu (4 điểm): Một bình trụ cách nhiệt đặt thẳng đứng, bên có chứa sẵn nước đến độ cao h0=20cm nhiệt độ ban đầu t0=200C Bình nước dùng để làm nguội trứng giống lấy từ nồi nước nóng có nhiệt độ ổn định \khi thả trứng vào bình hình trụ thấy trứng nằm lơ lửng nước Sau thả trứng nhiệt độ cân nước bình 30 0C Thả thêm trứng nhiệt độ cân 350C Xem có trao đổi nhiệt nước bình trứng, nhiệt độ ban đầu trứng giống nhau, nước từ nồi nước nóng bám vào trứng không đáng kể a Xác định nhiệt độ ban đầu trứng? b Nhiệt độ cân sau thả tổng cộng 20 trứng? c Biết sau thả tổng cộng 20 trứng, mực nước bình dâng cao đến 45cm Tìm nhiệt dung riêng trung bình trứng Biết nhiệt dung riêng nước 4200J/kg.K Câu (5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ Đặt vào mạch điện hiệu D điện U = 2V, điện trở R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = 6; R4 = 0,5; R5 biến trở có giá trị lớn 2,5 Bỏ qua điện trở ampe kế dây nối Điều chỉnh để R5 = 1,5 Tìm cường độ dòng điện R1 R2 + A U - R0 B R4 R3 R5 C chạy mạch Thay đổi giá trị R5, xác định giá trị R5 để: a Ampe kế A 0,2A b Ampe kế A giá trị lớn Câu (4 điểm): Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào hợp với góc  = 600 Một điểm sáng S nằm đường phân giác Ox gương, cách cạnh chung O khoảng R=5cm (như hình vẽ) a) Trình bày cách vẽ vẽ tia sáng phát từ S sau phản xạ G1, G2 lại truyền qua S b) Gọi S1, S2 ảnh S qua G1, G2 Tính khoảng cách S1 S2 x c) Cho S di chuyển Ox xa O với vận tốc 0,5m/s Tìm tốc độ xa S1 S2 Câu (2 điểm): Một vật đồng bên rỗng, thả vào cốc nước chìm Với dụng cụ gồm lực kế cốc nước, xác định thể tích phần rỗng Hết Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên học sinh: ; Số báo danh: A PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ NGHI SƠN HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2020-2021 MƠN: VẬT LÍ – BÀI SỐ (Hướng dẫn chấm có 05 trang) Bài Nội dung Điểm Câu 1: Theo ra: Lần đầu người xe đạp ngược chiều với xe buýt điểm (do số lần gặp nhiều hơn), trường hợp sau chiều (do số 0,5 lần gặp hơn) Gọi v1 v2 tốc độ xe buýt xe đạp + Lần đầu, thời gian để xe đạp gặp xe buýt tính từ lúc gặp xe buýt trước đó: t1   (h)  v1  v2  55(1) v1  v2 11 + Lần sau, thời gian để xe đạp gặp xe buýt tính từ lúc gặp xe bt trước đó: t2  0,5 0,5  (h)  v1  v2  25(2) v1  v2 Từ (1) (2) v1=40(km/h) + Nếu xe đạp đứng yên thời gian để xe đạp gặp xe buýt tính từ lúc gặp xe buýt trước là: t   ( h) v1 + Trong giờ, xe đạp đứng yên đường, tính từ thời điểm gặp xe buýt thứ gặp thêm: n  0,5 t  8 t + Vậy giờ, xe đạp đứng yên đường, tính từ thời điểm gặp xe thứ gặp thêm xe Câu 2: điểm 0,5 0,5 0,5 P2 P2 B K P1 m1 I H P  A /2  C m2 Biểu diễn lực hình vẽ, xác định cánh tay đòn Bài Điểm Nội dung lực tác dụng vào đòn bẩy Áp dụng qui tắc đòn bẩy với điểm tựa A ta có: P.AH+P1.AI=P2.AK (1) 0,5  0,5 Ta lại có: AK  AB.cos( BAK )  AB.cos( ) AI  AB.cos( BAI )  AB.cos(180   ) AH  AB AB cos( BAI )  cos(180   ) 2  AB Thay vào (1) ta được: P2 AB cos    P1 AB  P  cos(180   ) 2  0,5    cos   cos(180   )  =120o 2 Câu 3: a Gọi q1, q2 tương ứng nhiệt lượng cần truyền để làm nóng thêm điểm 10C cho bình nước cho trứng Gọi nhiệt độ ban đầu trứng t PT cân nhiệt thả trứng: 0,5 0,5 q1 (t1  t0 )  6q2 (t  t1 )  q1 (30  20)  6q2 (t  30)  10q1  6q2 (t  30)(1) PT cân nhiệt thả 10 trứng: 0,5 q1 (t2  t0 )  10q2 (t  t2 )  q1 (35  20)  10q2 (t  35)  15q1  10q2 (t  35)(2) Chia (2) cho (1) ta được: 0,5 5(t  35)  t  800 C 3(t  30)  q1  30q2 1,5  b PT cân nhiệt thả tổng cộng 20 trứng: 1,0 q1 (t20  t0 )  20q2 (t  t20 )  q1 (t20  20)  20q2 (80  t20 )  t20  440 C c Vì trứng nằm lơ lửng nên tỉ số khối lượng 20 trứng khối lượng nước tỉ số độ cao dâng thêm độ cao cột nước ban đầu: m20 h  h0 25    m1 h0 20 0,5 Viết lại PT cân nhiệt câu b: 0,5 m1cn (t20  20)  m20ctr (80  t20 )  ctr  2240( J / kg.K ) Câu 4: Tìm cường độ dịng điện mạch R5=1,5Ω Ta có mạch điện hình vẽ, mạch gồm: (R4ntR5)//R1 nt(R2//R3)ntR0 0,5 Bài điểm Điểm Nội dung R5 R4 R3 R0 C M N D R2 R1 Điện trở tương đương đoạn mạch MC là: ( R  R5 ).R1 (0,5  1,5).1 RMC    () R4  R5  R1 0,5  1,5  Điện trở tương đương đoạn mạch CN là: R R 2.6 RCN   R0   0,5  2() R2 R3 26 Điện trở tương đương đoạn mạch MN là: RMN  RMC  RCN    () 3 Cường độ dịng điện mạch là: U I MN    0, 75( A) RMN 0,5 a Xác định R5 để ampe kế 0,2A 0,5 0,5  Vẽ lại mạch điện hình vẽ  Ký hiệu điện trở đoạn AC x = 0,5 + R5 Điện trở toàn mạch R R3 R1 x  R1  x R2  R3 x 3x  Thay số: Rtm =   x 1 x 1 Rtm  R0  Cường độ dịng điện mạch chính: I U 2x  1  Rtm 3x  x R145 2x Hiệu điện hai đầu đoạn mạch AC là: U AC  U  x   3x  3x  RTM x 1 Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x): I x  3x  Cường độ dòng điện I23 là: I 23  I 023  Hiệu điện U23 là: U 23  I 23 R23  2 2x 3x   2( x  1)  3x   2( x  1) 3( x  1) 1,5   3x    3x   0,5 0,5 Bài Điểm Nội dung Cường độ dòng điện qua R3 là: I  Xét nút C: IA= Ix – I3  I A  U 23 x 1  R3  3x   x 1 3 x    0,2 3x  23x  2 23x  2 0,5 (1) (do I x  I ) Giải phương trình ta x = 1Ω  R5 = 0,5Ω b Ampe kế A giá trị lớn  Từ phương trình (1), ta có: I A  3Ω) IA  3 x (với x biến đổi từ 0,5Ω đến 23x  2 1,0 3 x x     6x  6x  6x  6x   x 0,5  Nhận thấy IA max  xmin  xmin= 0,5Ω  R5 = Thay vào IA ta IAmax= 0,357A Câu 5: a Hình vẽ: điểm 0,5 S1 G1 K x S O H ’ G2 S’1 Cách dựng: -Lấy S1 đối xứng với S qua G1 , S’1 đối xứng với S1 qua G2 => S1 ảnh S qua G1, S’1 ảnh S1 qua G2 - Nối S’1 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 Bài Điểm 0,5 Nội dung b S1 G1 300 300 I O S2 x S G2 Xét tam giác cân OSS1 có SOS1 = 600 => Tam giác OSS1  SS1=OS=R Nối S1 với S2 cắt OS I => OS vuông góc với SS1 Xét tam giác vng ISS1 có IS1S = 300 => IS = R SS1= 2 R2 R  S1S2  R  3(cm) Và IS1  SS  IS  R   2 2 c Nhận xét: Khi S chuyển động xa O với vận tốc v khoảng cách S1 S2 tăng dần, giả sử ban đầu S  O => S1  S2  O Sau khoảng thời gian t (s) dịch chuyển S cách O đoạn OS = a (m) = > t = 0,5 0,5 a v Từ kết phần b => Sau khoảng thời gian t (s) S1 cách S2 đoạn là: S1S2 = a (m) Vậy tốc độ xa S1 S2 : v'  0,5 0,5 0,5 S1S2 a 3.v   v  0,5  (m / s) t a Câu 6: Treo vật vào lực kế, xác định trọng lượng P vật điểm Gọi V, Vo thể tích tồn phần thể tích phần rỗng P  (V  V0 ) D.10  V0  V  P (1) D.10 Nhúng vật treo lực kế lực đẩy Acsimet tác dụng vào vật: FA  V D0 10  V  0,5 FA (2) D0 10 0,5 (2) Số lực kế: P’ = P – FA  FA = P – P’ (3) Từ (2), (3) suy ra: V  P  P' D0 10 Thay vào (1) ta được: V0  V  0,5 P P P P'  (   ) 10.D 10 D0 D D0 Chú ý: Nếu học sinh làm theo cách khác mà điểm tối đa 0,5 ... A PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ NGHI SƠN HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP CẤP TỈNH NĂM HỌC 202 0-2 021 MƠN: VẬT LÍ – BÀI SỐ (Hướng dẫn chấm có 05 trang) Bài Nội dung Điểm Câu 1:... Một vật đồng bên rỗng, thả vào cốc nước chìm Với dụng cụ gồm lực kế cốc nước, xác định thể tích phần rỗng Hết Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên học sinh: ; Số báo danh: A PHÒNG... Treo vật vào lực kế, xác định trọng lượng P vật điểm Gọi V, Vo thể tích tồn phần thể tích phần rỗng P  (V  V0 ) D.10  V0  V  P (1) D.10 Nhúng vật treo lực kế lực đẩy Acsimet tác dụng vào vật: