Đề thi HSG Vật lí 9 huyện Tam Dương năm 2017-2018

PHÒNG GD&ĐT TAM DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017-2018 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi này gồm 01 trang Câu 1. (5,0 điểm) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40cm 2 cao h = 10cm, khối lượng m = 160g, không ngấm nước. Khối lượng riêng của nước là D0=1000kg/m3. a) Thả thẳng đứng khối gỗ vào nước. Tìm chiều cao của phần gỗ nổi trên mặt nước. b) Một bạn học sinh muốn khoét một lỗ hình trụ có tiết diện S ở giữa dọc theo khối gỗ, rồi đổ đầy chì có khối lượng riêng D2 = 11300kg/m3 để khi thả vào nước thì khối gỗ và chì vừa chìm hoàn toàn trong nước. Tìm tiết diện tối thiểu của lỗ hình trụ (bề mặt khối chì không cao hơn bề mặt khối gỗ). Câu 2. (4,0 điểm) Trong một bình nhiệt lượng kế có chứa nước đá ở nhiệt độ t1=-5oC. Người ta đổ vào bình một lượng nước m=1 kg ở nhiệt độ t 2= 40oC. Sau khi cân bằng nhiệt, thể tích của hỗn hợp trong bình là V=1,7 lít, tìm khối lượng của hỗn hợp. Biết rằng khối lượng riêng của nước, nước đá lần lượt là D1=1000kg/m3, D2=900kg/m3; nhiệt dung riêng của nước, nước đá lần lượt là C1=4200J/kgK, C2=2100J/kgK, để 1kg nước đá tan hoàn toàn thành nước cần cung cấp nhiệt lượng là =340000J. Cho rằng quá trình trên không có hao phí về nhiệt. Câu 3. (5,0 điểm) Hai gương phẳng G1 , G2 quay mặt phản xạ vào nhau và tạo với nhau một góc 600. Một điểm S nằm trong khoảng hai gương. a) Hãy nêu cách vẽ đường đi của tia sáng phát ra từ S phản xạ qua G1, G2 rồi lại truyền qua S. b) Tính góc tạo bởi tia tới xuất phát từ S và tia phản xạ đi qua S. Câu 4. (4,0 điểm) Cho mạch điện như hình 1. Biết: U = 180V; R1 = 2000; R2 = 3000. a) Khi mắc vôn kế có điện trở R v song song với R1, vôn kế chỉ U1 = 60V. Hãy xác định cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2. b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R 2, vôn kế chỉ bao nhiêu? RV Hình 1 V A RV1 R2 B C + U  Câu 5. (2,0 điểm) Hai bạn Nam A và Tuấn tập chạy trên hai đường chạy A, B (Hình 2), xuất phát cùng 14m chạy gồm các đoạn đường lúc. Biết rằng hai đường B thẳng song song và hai hình bán nguyệt. Hai đường chạy luôn cách đều nhau một đoạn là 14m. Vận tốc của hai bạn bằng nhau và bằng 5m/s. Hỏi khi Tuấn hoàn thành 1vòng chạy thì sau bao lâu Nam cũng Hình 2 chạy xong 1 vòng (cho ). -------------HẾT-----------Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ tên thí sinh......................................................................SBD:.................phòng thi............. HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017-2018 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ Phần Đáp án Khi thả khối gỗ vào nước, khối gỗ FA dụng của 2 lực là trọng lực P chịu tác và lực đẩy Acsimet FA. h Khi khối gỗ năm cân bằng trên mặt a) nước thì P = FA 2 điểm Gọi Px là phần khối gỗ nổi trên mặt nước taPcó: 10.m = 10D0.S. (h - x) m => x = h = 6 cm. D0 .S Gọi chiều cao của lỗ bị khoét thủng là h. Khối lượng của khối gỗ sau khi bị khoét thủng là : m1 = m - m = m - D1. S .h Khối lượng của chì lấp đầy vào là: m2 = D2. S .h Khối lượng tổng cộng của khối gỗ và chì là: M = m1 + m2 = m - D1 S .h + D2. S .h = m + (D2 - D1). S .h Vì khối gỗ và chì vừa chìm hoàn toàn trong nước nên ta có: 10.M = 10.D0.S.h <=> m + (D2 - D1). S .h = D0.S.h b) => 3 điểm Do bề mặt khối chì không cao hơn bề mặt khối gỗ nên h≤h <=> ≤h Điểm 0,5 0,25 0,5 0,75 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 <=>S ≥2,2 cm 2 Câu 2 Phần Đáp án Điểm Giả sử nước đá tan hết thì khối lượng nước đá là md=VD1-m =0,7kg 0,5 Nhiệt lượng cân cung cấp cho nước đá để tan hết là Q1=md.C2.(0-t1)+.md =245350 (J) 0,5 Nhiệt lượng do nước tỏa ra khi hạ từ nhiệt độ t2 đến 0oC là Q2=mC1(t2-0) =168000 (J) 4,0 điểm 0,5 Vì Q2md.C2.(0-t1) nên đá đã tan một phần thành nước nhiệt độ hỗn hợp ở 0oC 0,5 Gọi khối lượng nước đá tan thành nước là x, khối lượng nước đá còn lại sau khi cân bằng nhiệt là y ta có: (x+y).C2(-t1)+x.=168000 (1) (2) 0,5 0,5 Giải hệ phương trình gồm (1) và (2) ta được x=0,473 kg; y=0,204kg 0,5 Khối lượng hỗn hợp trong bình là 1+0,473+0,204=1,677kg 0,5 Câu 3 Phần a Đáp án 3,0 Cách vẽ hình: điểm - Bước 1: Lấy S1 đối xứng với S qua G1 - Bước 2: Lấy S2 đối xứng với S1 qua G2 Điểm 0,25 0,25 + Trường hợp 1: * Tia sáng sau khi phản xạ trên G1 chiếu vuông góc lên G2 thì tia phản xạ sẽ 0,25 quay trở lại đường cũ. * Cách vẽ bước 3 như sau: Kẻ đường thẳng S1S2 vuông góc với G2 tại J, cắt G1 tại I. Tia sáng phát ra từ S sau khi phản xạ trên gương G1 tại I sẽ chiếu vuông góc với G2 tại K và truyền quay lại theo đường cũ. 0,25 + Trường hợp 2: * Tia sáng sau khi phản xạ lần lượt trên G1, G2 thì truyền qua S. 0,25 * Cách vẽ như sau: Nối SS2 cắt G2 tại J, nối JS1 cắt G1 tại I. Tia sáng truyền từ S lần lượt phản xạ trên G1, G2 tại I, J và truyền qua S. 0,25 Mỗi hình vẽ đúng được 0,75 điểm . G1 S1 . . . ? I O R 2 1 60 0 K 12 J . HDC Phần S - Trường hợp 1: Góc giữa tia tới và tia phản xạ cuối cùng bằng 0o. G2 S2 Điểm 0,5 - Trường hợp 2:Ta phải tính góc ISR. Kẻ pháp tuyến tại I và J cắt nhau tại K Trong tứ giác IKJO có 2 góc vuông I và J và có góc O = 600 Do đó góc còn lại IKJ = 1200 b) 2 điểm Suy ra: Trong JKI có : I1 + J1 = 600 0,5 Mà các cặp góc tới và góc phản xạ I1 = I2 ; J1 = J2 Từ đó: => I1 + I2 + J1 + J2 = 1200 Xét SJI có tổng 2 góc : I + Do vậy : góc ISR = 1200 J 0,5 = 1200 => IS J = 600 ( Do kề bù với ISJ ) 0,5 Câu 4 (4,0 điểm) HDC Phần Điểm Cường độ dòng điện qua R1 là: a) 1,5 điểm I1 = 0,75 Cường độ dòng điện qua R2 là: I2 = b Trước hết ta tính RV: 2,5 Từ hình vẽ câu a ta có: 0,75 I2 = I V + I 1 0,5 Hay: IV = I2 – I1 = 0,04 - 0,03 = 0,01(A). Vậy: RV = điểm 0.5 Ta có: UBC = I.RBC = 0,5 = 0,5 Thay số vào ta được: UBC = 90V 0,5 Vậy vôn kế chỉ 90V. Câu 5 (2,0 điểm) HDC Phần Điểm A 14m B Hình 2 2 điểm Do vận tốc chạy bằng nhau nên thời gian chênh lệch là do độ dài quãng đường A lớn hơn độ dài quãng đường B. 0,5 Do đường chạy là các đoạn thẳng song song và các hình bán nguyệt luôn cách nhau một khoảng không đổi nên sự chênh lệch ở 2 hình bán nguyệt đồng tâm. 0,5 Gọi bán kính hình bán nguyệt lớn là R, hình bán nguyệt nhỏ là r. Độ dài quãng đường A lớn hơn độ dai quãng đường B một khoảng là: 0,5 S=2π(R-r)=2π.14= =88m Vậy Nam về sau Tuấn một khoảng thời gian là t= giây. 0,5 - Nếu thí sinh làm cách khác đúng bản chất vẫn cho điểm tối đa theo từng phần, từng câu. - Nếu đáp số nào thiếu hoặc sai đơn vị thì trừ nửa số điếm ứng với đáp số đó, nhưng toàn bài không trừ quá 1,0 điểm. - Điểm các phần, các câu không làm tròn. Điểm toàn bài là tổng điểm của các câu thành phần.