Đề thi HSG Vật lý 9 huyện Lai Vung năm 2014-2015

UBND HUYỆN LAI VUNG PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014 – 2015 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: VẬT LÝ (Đề thi gồm 02 trang) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 07/12/2014 Câu 1. (2,0 điểm) Một cầu thang cuốn (dạng băng chuyền) đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng một trong siêu thị. Cầu thang nói trên đưa một người khách đứng yên trên nó lên đến tầng một trong thời gian t1=1,0 phút. Nếu cầu thang đứng yên thì người khách đó phải đi bộ hết thời gian t 2=3,0 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động đi lên (coi chuyển động của cầu thang là đều), đồng thời người khách đi bộ trên nó theo hướng lên tầng một thì thời gian để người khách lên tới tầng một là bao nhiêu? Câu 2. (3,0 điểm) Khi kéo một vật có khối lượng m 1=100kg chuyển động đều trên sàn nằm ngang ta cần lực F1=100N theo phương chuyển động của vật. Coi lực cản chuyển động tỷ lệ với trọng lượng của vật. a) Tính lực cần để kéo một vật có khối lượng m2=500kg chuyển động đều trên sàn? Biết rằng độ lớn của lực không đổi. b) Tính công của lực ở câu a để kéo vật m 2 trên đi quãng đường S=10m. Dùng đồ thị diễn tả lực kéo theo quãng đường chuyển động để biểu diễn công này. Câu 3. (3,0 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì - kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ o 136 C vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 C. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân o o bằng nhiệt là 18 C và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm 1 C thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190 J/(kg.K), 130 J/(kg.K) và 210 J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. o Câu 4. (3,0 điểm) Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20 . Dây điện làm biến trở -6 2 là dây hợp kim nicrom có =1,1.10 Ωm, tiết diện 0,5mm và được quấn đều sao cho các vòng sát nhau xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2cm. Tính số vòng dây của biến trở nầy. Câu 5. (3,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Nếu đặt vào AB hiệu điện thế 100V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu CD một hiệu điện thế UCD = 40V và ampe kế chỉ 1A. Nếu đặt vào CD hiệu điện thế 60V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu AB hiệu điện thế UAB = 15V. Coi điện trở của ampe kế không đáng kể. Tính giá trị của mỗi điện trở. Câu 6. (3,0 điểm) Một bóng đèn dây tóc giá 3500 đồng có công suất 75W, thời gian thấp sáng tối đa là 1000 giờ. Một bóng đèn compăc (compact fluorescent lamp) giá 60000 đồng công suất 15W, có độ sáng bằng bóng đèn dây tóc nói trên, có thời gian thấp sáng tối đa 8000 giờ. a) Tính điện năng sử dụng của mỗi loại bóng đèn trên trong 8000 giờ. b) Tính toàn bộ chi phí (gồm tiền mua bóng đèn và tiền điện phải trả) cho việc sử dụng mỗi loại bóng đèn này trong 8000 giờ. Biết giá 1kWh là 700 đồng. c) Sử dụng bóng đèn nào có lợi hơn? Vì sao? Câu 7. (3,0 điểm) Hai gương phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào nhau cách nhau một khoảng AB. Trên đoạn thẳng AB có một điểm sáng S cách gương (M) một đoạn SA (SA > SB). Xét một điểm O nằm trên đường thẳng đi qua S vuông góc với AB. a) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại điểm I và truyền qua O. b) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại điểm H, trên gương (M) tại điểm K và truyền qua O. - HẾT --- Họ và tên thí sinh: .......................................... Số báo danh: .......................... Chữ ký của giám thị 1: ...................... Chữ ký của giám thị 2: ............................ Lưu ý: Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN LAI VUNG HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN: VẬT LÝ Câu 1: (2,0 điểm). Một cầu thang cuốn (dạng băng chuyền) đưa hành khách từ tầng trệt lên tầng một trong siêu thị. Cầu thang nói trên đưa một người khách đứng yên trên nó lên đến tầng một trong thời gian t 1=1,0 phút. Nếu cầu thang đứng yên thì người khách đó phải đi bộ hết thời gian t2=3,0 phút. Hỏi nếu cầu thang chuyển động đi lên (coi chuyển động của cầu thang là đều), đồng thời người khách đi bộ trên nó theo hướng lên tầng một thì thời gian để người khách lên tới tầng một là bao nhiêu? Câu 1 Đáp án Điểm (2 điểm) Gọi v1 là vận tốc chuyển động của cầu thang cuốn; v2 là vận tốc của người khách. + Nếu người đứng yên còn cầu thang cuốn chuyển động thì chiều dài cầu 0,5 thang cuốn được tính: s v t v 11 s 1 t (1) 1 + Nếu cầu thang cuốn đứng yên, còn người khách chuyển động trên mặt (2) cầu thang cuốn thì chiều dài thang cuốn được tính: s v 2 t 2 v2 s 0,5 t2 + Nếu cầu thang cuốn chuyển động với vận tốc v1, đồng thời người khách chuyển động trên mặt thang cuốn với vận tốc v2 thì chiều dài thang cuốn (3) được tính: s (v1 v 2 )t v1 v2 s t Thay (1), (2) vào (3) ta được: s s s 1 1 1t 1.3 3 (phút) t 1 .t2 t1 t 2 t t1 t 2 t t 1 t2 1 3 0,5 0,5 4 Câu 2: (3,0 điểm). Khi kéo một vật có khối lượng m 1=100kg chuyển động đều trên sàn nằm ngang ta cần lực F1=100N theo phương chuyển động của vật. Coi lực cản chuyển động tỷ lệ với trọng lượng của vật. a) Tính lực cần để kéo một vật có khối lượng m2=500kg chuyển động đều trên sàn? Biết rằng độ lớn của lực không đổi. b) Tính công của lực ở câu a để kéo vật m2 trên đi quãng đường S=10m. Dùng đồ thị diễn tả lực kéo theo quãng đường chuyển động để biểu diễn công này. Câu 2 Đáp án - Do lực cản tỉ lệ với trọng lượng, ta có: Fc= k.P= k.10.m (a) Điểm 0,5 (với k là hệ số tỷ lệ) (1,75điểm) - Do vật chuyển động đều: Ta có: F1= k.10.m1 F= Fc 0,25 (1) 0,25 (2) F2= k.10.m2 - Từ (1) và (2) ta suy ra: F 0,25 m .F 500 .100 500N 0,5 2 2 m1 1 100 - Công của lực F2 là A2=F2.S =500.10 =5000J - Do lực kéo không đổi trong suốt quá trình di chuyển. Đồ thị biểu diễn hình vẽ F - Trên đồ thị công A2 chính là diện tích (b) hình chữ nhật OSMF2 (1,25điểm) F2 0,5 0,25 0,5 M O S s Câu 3: (3,0 điểm). Người ta bỏ một miếng hợp kim chì - kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ o o 136 C vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 C. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm 1 oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190 J/(kg.K), 130 J/(kg.K) và 210 J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 3 Đáp án Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, (3 điểm) ta có: (1) mc + mk = 0,05(kg). - Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q1 = mc cc (136 - 18) = 15340mc ; Q2 = mk ck (136 - 18) = 24780mk ; Điểm 0,25 0,5 0,5 - Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = mn cn (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) ; Q4 = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) . - Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 15340mc + 24780mk = 1098,4 - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc Đổi ra đơn vị gam: mc 0,015kg; mk 15g; mk (2) 0,035kg. 35g. 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 Câu 4. (3,0 điểm) Một biến trở con chạy có điện trở lớn nhất là 20 . Dây điện làm biến trở là dây hợp kim nicrom có =1,1.10-6 Ωm, tiết diện 0,5mm 2 và được quấn đều sao cho các vòng sát nhau xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 2cm. Tính số vòng dây của biến trở nầy. Câu 4 Đáp án (3 điểm) - Chiều dài của dây hợp kim nicrom là: l R.S 6 20.0,5.10 9,1m 1,1.10 6 - Chu vi của một vòng dây là: C .d 3,14.2.10 2 6, 28.10 2 m 9,1 145 vòng - Số vòng dây quấn quanh lõi sứ: N l C 6, 28.10 2 - Vậy số vòng dây của biến trở là 145 vòng Điểm 1,0 1,0 1,0 Câu 5: (3,0 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. Nếu đặt vào AB hiệu điện thế 100V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu CD một hiệu điện thế UCD = 40V và ampe kế chỉ 1A. Nếu đặt vào CD hiệu điện thế 60V thì người ta có thể lấy ra ở hai đầu AB hiệu điện thế U AB = 15V. Coi điện trở của ampe kế không đáng kể. Tính giá trị của mỗi điện trở. Câu 5 Đáp án (3 điểm) - Trường hợp đặt vào giữa A và B hiệu điện thế 100 V U thì đoạn mạch có (R3 nt R2)// R1, CD = 40 ; nên I3 = I2 = IA = 1 A; R2 = I2 U UAC = UAB – UCD = 60 V; R3 = AC =60 . I3 - Trường hợp đặt vào giữa C và D hiệu điện thế 60V thì đoạn mạch có (R3 nt R1)// R2. Khi đó UAC = UCD - UAB = 45 V; U U I3=I1 = AC = 0,75 A; R1 = AB =20 . R Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I 1 3 Câu 6: (3,0 điểm). Một bóng đèn dây tóc giá 3500 đồng có công suất 75W, thời gian thấp sáng tối đa là 1000 giờ. Một bóng đèn compăc (compact fluorescent lamp) giá 60000 đồng công suất 15W, có độ sáng bằng bóng đèn dây tóc nói trên, có thời gian thấp sáng tối đa 8000 giờ. a) Tính điện năng sử dụng của mỗi loại bóng đèn trên trong 8000 giờ. b) Tính toàn bộ chi phí (gồm tiền mua bóng đèn và tiền điện phải trả) cho việc sử dụng mỗi loại bóng đèn này trong 8000 giờ. Biết giá 1kWh là 700 đồng. c) Sử dụng bóng đèn nào có lợi hơn? Vì sao? Câu 6 Đáp án - Điện năng sử dụng: a + Đèn dây tóc: A1= P1 .t = 75.8000= 600kWh (1 điểm) + Đèn compăc: A2= P2 .t = 15.8000= 120kWh b - Chi phí sử dụng mỗi loại đèn: (1,5điểm) + Đèn dây tóc: Điểm 0,5 0,5 Tiền mua bóng: T1 = 8. 3500= 28000 đồng (8 bóng) Tiền điện phải trả T2 = 600.700= 420000 đồng Tổng số tiền: T = T1+T2= 448000 đồng + Đèn compăc: Tiền mua bóng: T1’ = 1. 60000= 60000 đồng (1bóng) Tiền điện phải trả T2’ = 120.700= 84000 đồng Tổng số tiền: T’ = T1’+T2’= 144000 đồng c 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 - Sử dụng đèn compăc có lợi hơn, vì: (0,5điểm) + Giảm chi phí phải trả do mua bóng và tiền điện sử dụng + Giảm bớt sự quá tải về điện trong giờ cao điểm Câu 7: (3,0 điểm). 0,25 0,25 Hai gương phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào nhau cách nhau một khoảng AB. Trên đoạn thẳng AB có một điểm sáng S cách gương (M) một đoạn SA (SA > SB). Xét một điểm O nằm trên đường thẳng đi qua S vuông góc với AB. a) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại điểm I và truyền qua O b) Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ S phản xạ trên gương (N) tại điểm H, trên gương (M) tại điểm K và truyền qua O Câu 7 Đáp án Điểm - Xác định được vị trí của hai gương và các điểm đã cho trong đề bài (M) (N) - Cách vẽ: (Hình) - O 0,25 0,25 Lấy S’ đối xứng với S qua gương (N) 0,25 Nối OS’ cắt gương (N) tại I. 0,25 Tia SIO là tia sáng cần tìm 0,5 a (1,5điểm) I A S B (M) O’ S’ (N) O K b - Cách vẽ: (Hình) 0,5 + Lấy S’ đối xứng với S qua (N) + Lấy O’ đối xứng với O qua (M) + Nối S’O’ cắt (N) tại H cắt (M) tại K + Nối KO, Tia sáng SHKO là tia sáng cần tìm 0,25 0,25 0,25 0,25 H (1,5điểm) A S B S’ * Chú ý: - Học sinh có thể giải theo cách khác, đúng hợp logic thì cho điểm trọn của câu. - Sai từ 2 lần đơn vị trở lên trừ 0,5 điểm toàn bài. - Tia sáng không mũi tên là hình vẽ sai.