Đề thi HSG Vật lý 9 tỉnh Đồng Tháp năm 2008-2009

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG THÁP KỲ THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS CẤP TỈNH NĂM 2009 ____________________________________ ________________________________________________________ Đề chính thức ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ Ngày thi: 15/02/2009 Thời gian làm bài:150 phút (Không kể thời gian phát đề) (Đề thi gồm có: 02 trang) Câu 1: (2,5 điểm) Một thuyền chuyển động, với vận tốc không đổi, từ A đến B, rồi trở về. Lượt đi ngược dòng nước nên đến trễ 36 phút so với khi nước không chảy. Lượt về xuôi dòng vận tốc tăng 10 km/h nhờ đó thời gian về giảm được 12 phút. Tính : a. Vận tốc của thuyền khi nước đứng yên. b. Khoảng cách AB. Câu 2: (3,0 điểm) a. Một viên bi sắt được treo trên sợi dây, đứng yên ở vị trí cân bằng như hình vẽ: m’ m - Hiện tượng gì xảy ra khi ném một cục đất sét có khối lượng m’ theo phương nằm ngang vào viên bi và cục đất sét dính luôn vào viên bi? - Nêu quá trình chuyển hóa năng lượng trong trường hợp này? b. Nêu quá trình chuyển hóa năng lượng của một vật có khối lượng 750g rơi từ độ cao 4m xuống mặt đất, coi như sức cản của không khí không đáng kể. - Khi vật rơi xuống mặt đất thực hiện một công là bao nhiêu? Câu 3: (2,5 điểm) Một khối nước đá khối luợng m1= 2kg ở nhiệt độ - 5oC a. Tính nhiệt lượng cần cung cấp để khối nước đá trên biến thành hơi hoàn toàn ở 100oC. Cho nhiệt dung riêng của nước đá và nước là C1= 1800J/kg.k, C2= 4200J/kg.k, nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0 oC là 3,4.105J/kg, nhiệt hóa hơi của nước ở 100oC là 2,3.106J/kg. o b. Bỏ khối nước đá trên vào sô nhôm chứa nước ở 50 C. Sau khi có cân bằng nhiệt người ta thấy còn sót lại 100g nước đá chưa tan hết. Tính lượng nước đã có trong sô. Biết sô nhôm có khối lượng 500g và nhiệt dung riêng của nhôm là 880J/kg.k. Câu 4: (4,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U= 33V, bốn bóng đèn giống nhau và có ghi 6V- 12W, một biến trở có ghi 15 - 6A, điện trở R= 4 . a. Đặt con chạy ở vị trí N các bóng đèn có sáng bình thường không? Tại sao? b. Muốn cho các bóng đèn sáng bình thường phải dịch chuyển con chạy về phía nào? Tìm điện trở của biến trở khi đó? HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh 1/2 Môn: Vật lý c. Đặt con chạy ở vị trí M có được không? Tại sao? Câu 5: (2,5 điểm) Một khung dây có bốn điểm cố định A, B, C, D được đặt vuông góc với các đường sức từ của một nam châm (Hình vẽ) a. Dòng điện trong khung dây có chiều như hình vẽ. Cho biết chiều tác dụng của các lực điện từ lên các cạnh của khung dây. Kết quả của tác dụng đó là gì? b. Xét hiện tượng khi đổi chiều dòng điện trong khung dây. Câu 6: (3,5 điểm) B A N C S D Một gương phẳng hình tròn đường kính 10cm đặt trên bàn cách trần nhà 2m, mặt phản xạ hướng lên trên. Ánh sáng từ một bóng đèn pin (xem là nguồn sáng điểm) ở vị trí cách đều trần nhà và tâm của mặt gương. a. Hãy tính đường kính vệt sáng trên trần nhà. b. Cần phải dịch bóng đèn về phía nào (theo phương vuông góc với gương) một đọan bao nhiêu để đường kính vệt sáng tăng gấp đôi? Câu 7: (2,0 điểm) Có hai thanh kim loại giống hệt nhau, một thanh đã nhiễm từ còn thanh kia thì không. Nếu không dùng một vật nào khác có thể xác định được thanh nào đã bị nhiễm từ không? Hãy trình bày cách làm đó. HẾT HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh lý 2/2 Môn: Vật SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG THÁP KỲ THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS CẤP TỈNH NĂM 2009 ________________________________________________ _____________________________________________________________________________ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN: VẬT LÝ (Hướng dẫn chấm gồm có: 04 trang) NỘI DUNG Câu 1 2,5 điểm a. Vận tốc của thuyền Gọi vn là vận tốc dòng nước v là vận tốc thuyền khi nước đứng yên Vận tốc của thuyền khi xuôi dòng nước : vx= v + vn Vận tốc của thuyền khi ngược dòng nước : vng= v - vn Thời gian thuyền đi từ A đến B khi nước đứng yên : t = AB 0,25 0,25 v Thời gian thuyền xuôi dòng nước : tx = AB Thời gian thuyền ngược dòng nước : tng 0,25 v vn = AB 0,25 v vn Theo đề bài : tng - t = 36 = 0,6 AB - 60 AB - AB = 0,6 v 10 v Theo đề bài : t – tx = 12 = 0,2 60 AB v vn = 0,6 0,25 v 10AB = 0,6(v2 - 10v) (1) AB - AB = 0,2 v v 10 10AB = 0,2(v2 + 10v) (2) 0,25 Từ (1) và (2) 0,6 (v2 - 10v) = 0,2 (v2+10v) v = 20km/h b. Khoảng cách AB 0,50 Thay v vào (1) 0,50 10AB = 0,6(202 – 10.20) AB = 12km Câu 2 a. Ban đầu viên bi đứng yên động năng bằng không, cục đất sét có một động năng đến chạm vào viên bi. - Cục đất sét truyền cho viên bi một năng lượng, làm cho viên bi và cục đất sét có khối lượng m + m’ dao động. - Sau đó viên bi và cục đất sét dao động với sự chuyển hoá lần lượt từ động năng sang thế năng và ngược lại.Trong quá trình viên bi và cục đất sét dao động, thì va chạm vào không khí chuyển thành nhiệt năng của không khí, viên bi và cục đất sét. Cơ năng này giảm dần đến khi nào viên bi và cục đất sét đứng yên. b. Ở độ cao 4m thì vật có một thế năng, khi rơi thì thế năng giảm dần, động năng tăng dần và lớn nhất khi chạm đất và bằng thế năng của vật khi ở vị trí cao nhất: - Công của vật thực hiện được: A = P.h = 10.m.h = 10.0,75.4 = 30J Câu 3 o o a. Nhiệt lượng của nước đá thu vào tăng từ - 5 C đến 0 C Q1 = m1C1 t = 2.1800.5 = 18 kJ HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh 1/4 3 điểm 0,5 1,50 0,50 0,50 2,5 điểm 0,25 HDC môn: Vật lý Nhiệt lượng nước đá thu vào để chảy hòan toàn Q2 = m1 = 2.3,4.105 = 6,8.105 J = 680 kJ o o Nhiệt lượng nước thu vào để tăng từ 0 C đến 100 C Q3 = m1C2 t = 2. 4200.100 = 840 kJ 0,25 Nhiệt lượng nước thu vào để hoá hơi hoàn toàn ở 100 C là 0,25 0,25 o 6 Q4 = L.m1 = 2,3.10 .2 = 4600 kJ o Nhiệt lượng cần cung cấp tổng cộng để nước đá ở - 5 C biến thành hơi hoàn toàn ở 100oC là Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 6138 kJ 0,25 b. Gọi mx là lượng nước đá đã tan thành nước ở 0oC 0,25 mx = 2 – 0,1 = 1,9 kg Nhiệt lượng mx kg nước đá nhận vào để hoà tan hoàn toàn ở 0 oC 0,25 5 Qx = mx = 1,9.3,4.10 = 646000 J Toàn bộ nhiệt lượng này là do nước (khối lượng M) và sô nhôm (khối lượng m3) cung cấp do giảm nhiệt độ từ 50oC xuống 0oC Q = (MC2 + m3C3)(50 – 0) = (M.4200+0,5.880).50 Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có Q = Q1 + Qx (M.4200+ 0,5.880). 50 = 18000 + 646000M = 3,05 kg Câu 4 U dm2 a. - Điện trở của đèn : Rd = P 62 3 d 0,50 b 2Rd 2Rd U 33 1,5A 22 AB - Vì các bóng đèn giống nhau, nên cường độ dòng điện qua bóng đèn: I12 = I34 = I 1,5 0,75A 2 2 - Cường độ dòng điện qua mạch: I = AB R - Cường độ dòng điện định mức qua đèn: 12 2A Iđm = P đm AB b R AB I AB' 33 4A 0,25 0,25 8,25 0,75 4 Rb = 8,25 – Rđ – R = 8,25 – 3 – 4 = 1,25 Phải dịch chuyển con chạy về phía M U c. Cường độ dòng điện qua mạch: I AB" Ab R Cường độ dòng điện qua bóng đèn: I ' 12 2/4 AB I34 Ta thấy: I12' Iđm : đèn quá sáng dễ bị hỏng. HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh 0,25 6 - Điện trở tương đương của đoạn mach AB: U đ R R 0,25 0,50 Ta thấy: I12 < Iđm nên đèn sáng yếu. b. Đèn sáng bình thường thì: I12 = I34 = 2A - Cường độ dòng điện qua mạch: I AB' I12 I34 R' 0,50 4 điểm 0,25 12 - Điện trở tương đương của đoạn mạch AB: R153422 R AB = R b + 2Rd .2Rd R R R U 0,25 ' U R đ I AB" 2 33 4,71A R 7 4,71 2,4A AB 0,50 0,50 2 HDC môn: Vật lý Câu 5 a. Cạnh AB chịu tác dụng của lực điện từ hướng từ dưới lên 2,5 điểm 0,25 B A N S C D - Cạnh CD chịu tác dụng của lực điện từ từ trên xuống - Cạnh AD chịu tác dụng của lực điện từ nằm ngang hướng từ trong ra ngoài khung dây - Cạnh CB chịu tác dụng của lực điện từ nằm ngang hướng từ trong ra ngoài khung dây - Chúng có xu hướng làm cho các cạnh của khung dây lồi ra ngoài khung dây b. Khi đổi chiều dòng điện, các lực điện từ cũng đổi chiều tác dụng Chúng có xu hướng làm cho các cạnh lõm vào trong khung dây Câu 6 a. Sau khi vẽ các tia phản xạ từ mép gương lên trần A’ H S A I 0,25 0,25 0,25 0,50 0,50 0,50 3,5 điểm B’ B 0,50 S’ ' Xét S’IAS’HA’ => HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh SI IA ' S H HA' 3/4 BA B' A' 0,50 HDC môn: Vật lý ' => A’B’ = ' SH S'I BA SI IH 0,50 BA S'I Mà SI = S’I => A’B’ = SI IH BA SI 1 2 10 1 0,50 => A’B’ = 30cm. Vậy đường kính vệt sáng trên trần nhà là 30 cm b. Để đường kính vệt sáng tăng lên gấp đôi ta phải di chuyển bóng đèn đến gần gương Ta có: A' B' 60 SI IH AB 10 0,25 5 => SI = 40cm nghĩa là bóng đèn đã dịch lại gần gương một đoạn: X = 100 – 40 = 60 cm 0,25 Câu 7 Được Từ trường của thanh nam châm chữ I mạnh nhất ở hai đầu và yếu ở khoảng giữa hai thanh nên ta đạt hai thanh vuông góc nhau đầu của thanh này ở giữa thanh kia thì xảy ra hai trường hợp: * Hai thanh hút nhau rất mạnh thì thanh đặt nằm ngang là thanh kim loại, thanh có đầu đặt vào chính giữa thanh kia là thanh nam châm. * Hai thanh gần nhau không hút nhau thì thanh đặt nằm ngang là thanh nam châm, thanh có đầu đặt vào chính giữa thanh kia là thanh kim loại. HSG lớp 9 THCS cấp tỉnh 0,25 0,25 SI Hay 6SI = SI + IH => 6SI – SI = IH => 5SI = IH =>SI= IH 2 0,4m 5 0,50 4/4 2 điểm 0,25 0,25 0,75 0,75 HDC môn: Vật lý