Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 cấp tỉnh năm 2020-2021 có đáp án - Phòng GD&ĐT Nghĩa Đàn

Với mong muốn giúp các em có thêm tài liệu ôn tập thật tốt trong kì thi chọn HSG sắp tới. TaiLieu.vn xin gửi đến các em Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 cấp tỉnh năm 2020-2021 có đáp án - Phòng GD&ĐT Nghĩa Đàn. Vận dụng kiến thức và kỹ năng của bản thân để thử sức mình với đề thi nhé! Chúc các em đạt kết quả cao trong kì thi.

PHÒNG GD&ĐT NGHĨA ĐÀN ĐỀ THI THỬ ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG TỈNH LỚP NĂM HỌC 2020 -2021 ( Đề thi có 02 trang ) MƠN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Bài 1.1: (3,0đ) Hai bến A B dọc theo sơng cách S(km) có hai ca nô xuất phát lúc chuyển động ngược chiều với tốc độ (so với nước đứng yên) v Tới gặp chúng quay trở lại bến xuất phát ban đầu Cho biết tổng thời gian ca nô nhiều ca nô Nếu tăng tốc độ (so với nước) hai ca nô lên 1,5v tổng thời gian hai ca nô 24 phút Hãy xác định khoảng cách S Coi nước chảy với tốc độ v1 = 2m/s 1.2: (3,0đ) Một bình thơng có hai nhánh hình trụ thẳng đứng 2, có tiết diện tương ứng S1 = 20 cm2 S2 = 30 cm2 Trong bình có chứa nước với khối lượng riêng D0 = 1000 kg/m3 Thả vào nhánh khối trụ đặc, đồng chất, có tiết diện đáy S3 = 10 cm2, chiều cao h = 10 cm làm vật liệu có khối lượng riêng D = 900 kg/m3 Khi cân trục đối xứng khối trụ hướng thẳng đứng a) Tìm chiều cao phần khối trụ ngập nước b) Đổ thêm dầu có khối lượng riêng D1 = 800 kg/m3 vào nhánh (dầu không tan nước) Tìm khối lượng dầu tối thiểu cần đổ vào để toàn khối trụ bị ngập dầu nước c)Tìm độ dâng lên mực nước nhánh so với chưa thả khối trụ đổ thêm lượng dầu nói ý b Bài 2: (3,5đ) Có hai cốc: cốc chứa nước trà tan có khối lượng m1 nhiệt độ t1 = 450C, cốc thứ hai chứa nước tinh khiết có khối lượng m2 nhiệt độ t2 = 50C Để làm nguội nước trà cốc thứ nhất, người ta đổ khối lượng m từ cốc thứ sang cốc thứ hai, sau khấy cho cân nhiệt đổ trở lại cốc thứ khối lượng m Kết hiệu nhiệt độ hai cốc t = 150C, nồng độ trà cốc thứ gấp k = 2,5 lần cốc thứ hai Tìm x1  m m x2  Nếu tăng m1 m2 m chênh lệch nồng độ nhiệt độ hai cốc sau pha tăng hay giảm? Coi khối lượng riêng nhiệt dung riêng nước trà nước tinh khiết Bỏ qua trao đổi nhiệt nước, nước trà với cốc với mơi trường Bài 3.1:(3,0đ) Ba bóng đèn có điện trở giống r = 24Ω, có loại, chúng mắc thành mắc vào điểm AB có hiệu điện khơng đổi UAB = 18V Cả đèn sáng bình thường a) Vẽ sơ đồ mạch điện tính giá trị định mức bóng đèn biết tổng cơng suất tồn mạch khơng vượt q 13,5W b) Khi tăng UAB lên đến 20V, để bóng sáng bình thường người ta phải mắc thêm vào mạch biến trở có giá trị tồn phần 8Ω Hỏi: - Con chạy biến trở phải đặt vị trí để đèn sáng bình thường - Trong trình điều chỉnh phải dịch chuyển chạy biến trở đèn khỏi bị cháy 3.2:(3,0đ) Dùng dây dẫn điện để tải điện từ đường dây điện ngồi đường có hiệu điện khơng đổi 220V vào nhà gia đình Trong nhà, thắp sáng bóng đèn điện mà cắm vào ổ cắm thêm bàn thấy bóng đèn điện sáng trước a) Em giải thích tượng b) Khi gia đình sử dụng bóng đèn điện có số ghi 220V-100W cơng suất tiêu thụ điện thực tế đèn điện 81W Hỏi công suất tiêu thụ điện thực tế bàn có số ghi 220V- 1000W cắm vào ổ cắm để sử dụng đồng thời với bóng đèn điện W? Bài 4: (2,5đ) Một người cao 1,7 m đứng điểm A mặt sân rộng Trên đường thẳng đứng qua điểm O sân có đèn điện S, coi điểm sáng Nếu người từ A tới O để gần O đoạn 1,2m bóng người ngắn thêm 0,4m Nếu người theo phương vng góc với AO đoạn 3m bóng người dài 2,6m Tính chiều cao đèn điện khoảng cách AO Bài 5: (2,0đ) Cho bình trụ đựng nước, ống nghiệm, thước đo chiều dài, miếng hợp kim nhỏ gồm đồng pha thiếc bỏ lọt vào ống nghiệm Hãy trình bày thí nghiệm để xác định tỉ lệ phần trăm khối lượng đồng có miếng hợp kim ( Đã biết khối lượng riêng nước, đồng, thiếc D, D1, D2) - Hết HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI THỬ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH CÂU MÔN: VẬT LÝ NỘI DUNG - YÊU CẦU ĐIỂ M Giả sử nước sông chảy theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s * Trường hợp tốc độ ca nơ so với nước v, ta có: Tốc độ ca nơ xi dịng là: vx = v + v1 A C Tốc độ ca nô ngược dòng là: = v - v1 - Thời gian tính từ lúc xuất phát gặp C t, s s gọi quãng đường AC = s1, BC = s2, ta có: t   (1) v  v1 v  v1 Bài 1.1 3,0đ - Thời gian ca nô từ C trở A là: t1  s1 v  v1 (2) - Thời gian ca nô từ C trở B là: s t2  v  v1 (3) 0,25 0,25 0,25 0,25 - Từ (1) (2): tổng thời gian ca nô từ A là: s TA = t + t1= (4) v  v1 0,25 - Từ (1) (3): tổng thời gian ca nô từ B là: s TB = t + t2 = < TA (5) v  v1 - Theo ta có: TA- TB = B 0,25 2v1s = (6) v  v12 0,25 * Trường hợp tốc độ ca nơ 1,5v: tương tự ta có: 2v1s TA'  TB' = = 0,4 (7) 2, 25v  v12 - Từ (6) (7) ta có: 0,4(2,25v2 - v12 ) = (v2- v12 ) => v = v1 0,50 (8) - Thay (8) vào (6) ta s = 18km 0,50 0,25 a Khối trụ nổi, lực đẩy Ac-si-met cân với trọng lực, nên: FA = P Hay: 0,25 D 900 S3 h1 Do 10  S3 hD.10  h1  h  10  9cm b Lượng dầu đổ vào tối thiểu 0,5 Do 1000 1.2 3,0đ mặt khối trụ vừa ngập đến ngang bề mặt dầu Khi phần chiều cao khối trụ ngập nước h2 Lực đẩy Ac-si-met tổng cộng dầu nước cân với trọng lượng khối trụ FA1  FA2  P 0,25 0,25  S3h2 Do 10  S3 (h  h2 ) D1.10  S3hD.10 S1 0,25 S2 D  D1 900  800 h 10  cm D0  D1 1000  800 Khối lượng dầu tối thiểu cần đổ thêm:  h2  4 0,25 h2 4 m1  (h  h2 )(S2  S3 ).D1  0,05.(30.10  10.10 ).800  80 g h S c Độ tăng áp suất P lên đáy bình áp suất trọng lượng khối trụ dầu nén lên tiết diện ngang bình 10.m1  10.m 10.m1  10.hS3 D P   S1  S S1  S 0,25 0,25 0,25 Độ tăng thêm mực nước nhánh m1  hS3 D 0, 08  0,1.10.104.900 P  h.Do 10  h    3, cm D0 ( S1  S2 ) 50.104.1000 - Gọi n nồng độ trà cốc lúc ban đầu Khi đổ m từ cốc sang cốc nồng độ nước trà cốc là: m.n n n2   (1) m2 m  m2 1 m m n n x2  Thay x2  vào (1) có: n2  x2  m2 1 x2 0,5 0,25 0,25 Đổ trở lại m từ cốc sang cốc nồng độ nước trà cốc là: n1  ( m1  m ).n  m.n2  (m1  m )  m Thay x1  Câu 3.5 đ (m1  m ).n  m nx x2  m1 n m.n m nx2 (2)  m1 m1 x  x x n m vào (2) có: n1  (1  x1 ).n  m1 x2  Theo có: n1= k.n2 x x n Hay: (1  x1 ).n  x2  = k n x2 ( k  x1 ) x2   x1  x2  x2  Suy độ chênh lệch nồng độ hai cốc là: (1  x1 )(1  x2 )  x2  x1  x1 x2  x1 k  x1   x1   (*) x2 x2 x2   x1  k   2,5   1,5   1,5x2  x1 (3) x2 - Khi đổ m từ cốc sang cốc ta có phương trình cân nhiệt là: mct1  m2 ct2 mt1  m2 t2  m.c(t1- t) = m2.c(t – t2) Suy ra: t  mc  m2 c m  m2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Thêm bớt m2t1 vào tử ta có: mt1  m2 t1  m2 t2  m2 t1 m (t  t ) t t t t t  t1  2  t1   t1  (4) m  m2 m  m2 x2  x2  0,25 Khi đổ m trở lại cốc có phương trình cân nhiệt: m.c(t’- t) = (m1- m).c(t1 – t’) mct  (m1  m)ct1 mt  ( m1  m)t1  Suy ra: t '  mc  ( m1  m)c m1  t’ = x1t + t1 – x1t1 = x1(t – t1) + t1 t t x (t  t ) Thay (4) vào ta có: t '  (t1   t1 ) x1  t1  t1  1 x2  x2  0,25 (5) Hiệu nhiệt độ hai cốc là: x (t  t ) t t t  t  x1 (t1  t2 ) (1  x1 )(t1  t2 )  t = t’ – t = t1  1  t1   x2  x2  x2  x2  Thay t, t1 t2 vào (**) ta có: 15  Suy ra: 15x2 + 40x1 = 25 0,25 (**) 0,25 (1  x1 )(45  5) x2  (6) 1 x2  m m Ta thấy m tăng x1  x2  tăng, từ (*) (**) ta có k m1 m2 0,25 Giải hệ phương trình (3), (6) ta được: x1  0,25 t giảm 0,25 a/ Vì đề cho đèn có điện trở giống có đèn loại đèn thứ khác loại đèn sáng bình thường nên chúng khơng thể mắc song song với mắc nối tiếp cơng suất tiêu thụ Nên có cách mắc hỗn hợp Có cách mắc hỗn hợp để bóng đèn sáng bình thường Cách 1: Đèn nối tiếp với đèn mắc song song với đèn Cách 2: Đèn song song với đèn nối tiếp với đèn Câu3.1 3.0 đ U2 = 13,5 W Cộng với công suất r đèn cơng suất tồn mạch vượt q 13,5W khơng phù hợp với đề nên ta lại cách r Theo cách Điện trở toàn mạch là: R = + r = 36Ω U Cường độ dịng điện mạch chính: I = = 0,5A R Hiệu điện bóng đèn: U1 = U2 = 0,5.12 = 6V; U3 = 0,5.24 = 12V Với cách công suất tiêu thụ đèn P3 = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 I Công suất tiêu thụ: P1 = P2 = U1 = 6.0,25 = 1,5W; P3 = U3.I = 12.0,5 = 6W Như thông số đèn là: Đ1 Đ2: 6V – 1,5W; Đ3: 12V – 6W b/ + Khi U toàn mạch tăng lên 20V để đảm bảo cho đèn sáng bình thường phải trì hiệu điện định mức, phải mắc biến trở nối tiếp với mạch, hiệu điện hai đầu biến trở phải có giá trị 20 – 18 = 2V Cường độ dịng điện mạch trì 0,5A U Giá trị biến trở lúc đó: Rb = b = 4Ω Ib Mà điện trở toàn phần biến trở 8Ω, nên vị trí chạy lúc nằm biến trở + Khi điều chỉnh biến trở, đèn khỏi bị cháy ta phải điều chỉnh từ giá trị lớn đến giá trị bé a) Đường dây dẫn điện từ đường vào nhà có điện trở Rd Khi sử dụng điện có độ giảm hiệu điện đường dây dẫn vào nhà Ud = I.Rd Hiệu điện ổ cắm nhà U/ nhỏ hiệu điện đường dây đường U: U/ = U - Ud = U - I.Rd Đang thắp sáng bóng đèn điện, sử dụng thêm bàn là, điện trở tương đương đoạn R R mạch bóng đèn-bàn là: Rtd  ; Rtd  R1và Rtd  R2 (nhỏ điện trở đèn R1  R2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 nhỏ điện trở bàn là) Vì cường độ dịng điện đường dây dẫn trường hợp tăng, dẫn đến độ giảm hiệu điện đường dây dẫn điện vào nhà 0,25 (Ud = I.Rd) tăng hiệu điện thực tế ổ cắm nhà (U/ = U - Ud = U - I.Rd) giảm Bóng đèn sáng trước U2 = UI = I2R (*) R - Áp dụng  điện trở đèn R1= 484 (Ω) - Áp dụng (*) tính hiệu điện thực tế ổ cắm nhà sử dụng đèn: U 198 U1  Ptt R  81.484  198V ; CĐDĐ thực tế I   A R 484 - Độ giảm HĐT dây dẫn điện trở dây dẫn từ đường vào nhà: Ud = U - U1 = 22V, U 22 484  Điện trở dây dẫn: Rd  d  Ω 198 I 484 - Áp dụng (*) tính điện trở bàn là: R2 = 48,4 Ω Khi dùng chung, điện trở tương đương bàn bóng đèn: RR R td  = 44 Ω R1  R2 b) Các cơng thức tính cơng suất: P  Câu3.2 3,0 đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 - Hiệu điện thực tế ổ cắm đèn bàn U2 tính theo hệ phương trình: Rd U d/  ;U d/  U  U Tính U2 = 99 V Rtd U 0,25 - Áp dụng (*) tính cơng suất thực tế bàn trường hợp này: 0,25 P/= 202,5 W Gọi chiều cao đèn OS = H, khoảng cách AO a, chiều cao người AB = h -Khi người đứng A, bóng người AC = b hình vẽ Xét hai tam giác đồng dạng CAB COS, ta có: ab H a H     (1) b h b h -Khi người lại gần O đoạn 1,2m ta có: Câu 2,5 đ 0,25 0,25 a  1,2 H   (2) b  0,4 h a  1,2 a a   1,2b  0,4a   (3) b  0,4 b b H  (4) Thay (3) vào (1) : h Vậy chiều cao đèn là: H = 4h = 4.1,7 = 6,8 (m) -Nếu người theo phương vng góc với AO đến D ( hình vẽ 2) 0,25 Từ (1) (2) ta có: Thì: OD = a  32 Chứng minh tương tự ta có: a  32 H   (5) 2,6 h Thay (4) vào (5) giải được: a = 7,2 (m) Vậy chiều cao đèn 6,8m khoảng cách OA 7,2m 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 -TN 1: Đánh dấu mực nước ban đầu bình Thả miếng hợp kim vào bình nước, dùng thước đo mực nước dâng lên h 0,25 Thể tích hợp kim là: V = S.h ( với S tiết diện bình) Ta có: V1 + V2 = V hay: Câu 2,0 đ m1 m  m1   S h (1) D1 D2 0,25 (với m, m1, m2 khối lượng miếng hợp kim, đồng, thiếc hợp kim.) -TN 2: Lấy miếng hợp kim khỏi bình nước Cho lượng nước vừa phải vào ống nghiệm thả ống nghiệm vào bình nước dùng thước đo mực nước 0,25 dâng thêm h1 Vì ống nghiệm mặt nước nên ta có: P0 + P = FA1 = 10D.V1 Hay: P0 + P = 10D.S.h1 (2) 0,25 ( P0 trọng lượng ống nghiệm, P trọng lượng nước, V1 thể tích phần chìm nước ống nghiệm) -TN3: Thả miếng hợp kim vào ống nghiệm, dùng thước đo mực nước dâng thêm so với ban đầu h2 0,25 ta có: P0 + P + 10m = FA2  P0 + P + 10m = 10D.S.h2 (3) Thay (2) vào (3) có: 10D.S.h1 + 10m = 10D.S.h2  m = D.S(h2 – h1) (4) Thay (4) vào (1):  m1 m1 D.S(h2  h1 )  m1   S h D1 D2 D2  D1 D.S(h2  h1 )   S.h  m1  D1 D2 D2 0,25 D( h2  h1 ) ) D2 D2  D1 S D1 D2 (h  (5) Từ (4) (5) ta có phần trăm khối lượng đồng có hợp kim là: m h.D2  D( h2  h1 ) %m1   D1 (6) m ( D2  D1 ).D.(h2  h1 ) Với h, h1, h2, đo thước, biết D, D1 D2 thay vào (6) xác định tỉ lệ phàn trăm khối lượng đồng hợp kim 0,25 0,25 Chú ý: - Mỗi lần thiếu đơn vị trừ 0,25đ ( không trừ 0,5đ toàn thi) - Học sinh làm cách khác mà cho điểm tối đa ... CHẤM KỲ THI THỬ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH CÂU MÔN: VẬT LÝ NỘI DUNG - YÊU CẦU ĐIỂ M Giả sử nước sông chảy theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước v, ta có: Tốc... ta có: 2v1s TA'  TB' = = 0,4 (7) 2, 25v  v12 - Từ (6) (7) ta có: 0,4(2,25v2 - v12 ) = (v 2- v12 ) => v = v1 0,50 (8) - Thay (8) vào (6) ta s = 18km 0,50 0,25 a Khối trụ nổi, lực đẩy Ac-si-met... U - Ud = U - I.Rd) giảm Bóng đèn sáng trước U2 = UI = I2R (*) R - Áp dụng  điện trở đèn R1= 484 (Ω) - Áp dụng (*) tính hiệu điện thực tế ổ cắm nhà sử dụng đèn: U 198 U1  Ptt R  81.484  198 V