Đề thi HSG Vật lý 9 huyện Yên Lạc năm 2017-2018

UBND HUYỆN YÊN LẠC PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1 (2,0 điểm). Hai xe máy đồng thời xuất phát chuyển động đều đi lại gặp nhau trên đường thẳng AB, xe 1 đi từ A đến B với vận tốc v 1, xe 2 đi từ B đến A với vận tốc v 2. Sau khi gặp nhau tại nơi cách B 20km, họ tiếp tục hành trình của mình với vận tốc như cũ. Khi đã tới nơi qui định, cả hai xe đều quay ngay trở về và gặp nhau lần thứ hai ở nơi cách A 12km. a, Tìm khoảng cách AB và tỉ số vận tốc của hai xe. b, Sau bao lâu kể từ khi xuất phát hai xe cách nhau 18km trên lượt đi. Biết v2 = 25km/h. Câu 2 (3,0 điểm). 1) Một bình ban đầu chưa đựng gì. Đổ vào bình 1 ca nước nóng thì nhiệt độ của bình ăng thêm 50oC. Sau đó lại đổ thêm vào bình 1 ca nước nóng nữa thì nhiệt độ của bình tăng thêm 30 oC. Nếu tiếp tục đổ thêm vào bình cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của bình tăng thêm bao nhiêu độ nữa? 2) Hai bạn A và B đứng trước gương phẳng MN như hình vẽ. Trong đó: MH=NH=50cm, M H N K MN=NK=AH=BK=100cm. a, Xác định vùng quan sát được của mỗi bạn qua gương bằng cách vẽ. Từ đó xét xem hai bạn có thấy nhau qua gương không? b, Bạn A đi dần đến gương theo phương vuông góc với gương B thì khi nào hai bạn bắt đầu thấy nhau qua gương? A Câu 3 (2,0 điểm). Một quả cầu đặc A có thể tích 100cm3 được thả vào trong một bể nước đủ rộng. Người ta thấy quả cầu chìm 25% thể tích của nó trong nước và không chạm đáy bể. 1) Tìm khối lượng của quả cầu. Cho trọng lượng riê g của nước là 10000N/m3. 2) Người ta nối quả cầu A với quả cầu đặc B có cùng thể tích bằng một sợi dây mảnh không co dãn rồi thả cả hai quả cầu vào bể nước. Quả cầu B bị chìm hoàn toàn và không chạm đáy bể, quả cầu A bị chìm một nửa trong nước. a, Tìm trọng lượng riêng của chất làm quả cầu B và lực căng dây. b, Người ta đổ dầu có trọng lượng riê g 8000N/m3 vào bể cho đến khi phần thể tích Vx của quả cầu A chìm trong dầu bằng phần thể tích của nó chìm trong nước. Tìm Vx? Câu 4 (2,0 điểm). + UCho mạch điện như hình vẽ. U = 24V, R1 = 12 , R2 = 9 , R3 là biến trở, R4 = 6 , điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. R1 a, Cho R3 = 6 . Tìm cườ g độ dòng điện qua các điện trở A R1, R3 và số chỉ của ampe kế. b, Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 16V. Nếu R3 tăng lên thì số chỉ của vôn R3 kế tăng hay giảm? Câu 5A (1,0 điểm). (Dành cho học sinh trường THCS Yên Lạc) R2 R4 Trong nhà có sử dụng một lò sưởi điện. Khi nhiệt độ của lò sưởi là 50oC và nhiệt độ ngoài trời là 10oC thì nhiệt độ trong nhà là 20oC. Cần phải tăng cường độ dòng điện lên bao nhiêu lần để nhiệt độ trong nhà vẫn duy trì như cũ nếu nhiệt độ ngoài trời là -25oC? Khi đó nhiệt độ của lò sưởi bằng bao nhiêu? Coi rằng điện trở của sợi nung trong lò sưởi không đổi trong cả thời gian sưởi ấm. Câu 5B (1,0 điểm). (Dành cho học sinh các trường THCS khác THCS Yên Lạc) M R3 R2 R1 Cho mạch điện như hình vẽ. R1 = 2R2 = 3R3 R4 =R5=2R6 + A B UMN = 1V. N R6 R5 R4 Tính UAB ? ………………Hết……………… (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) PHÒNG GD & ĐT YÊN LẠC HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC: 2017 - 2018 MÔN: VẬT LÍ Câu 1 (2,0 đ) Nội dung a, Gọi t1 là khoảng thời gian từ lúc xuất phát đến lúc gặp nhau lần 1 t2 là khoảng thời gian từ lúc gặp nhau lần 1 đến lúc gặp nhau lần 2 - Quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t1 là: v1.t1 = AB – 20 v2.t1 = 20 Từ hai phương trên suy ra: v1 AB−20 (1) v = 2 (2) AB −8 2 0.5 20 - Quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t2 là: v1.t2 = 20+(AB – 12) = AB + 8 v2.t2 = (AB – 20) + 12 = AB – 8 Từ hai phương trên suy ra: v1 = AB +8 v Điểm - Từ (1) và (2) suy ra: AB−20 = AB+8 � AB = 48km AB −8 20 48−20 v1 - Thay giá trị của AB vào (1): v = =1,4 20 2 0.5 0.25 0.25 Vậy khoảng cách AB = 48km, tỉ số vận tốc của hai xe là v1/v2 = 1,4 b, v2 = 25km, v1 = 1,4v2 = 35km Gọi t là khoảng thời gian từ lúc xuất phát đến lúc hai xe cách nhau 18km. - Vị trí của xe 1 đối với A là: X1 = v1.t = 35.t - Vị trí của xe 2 đối với A là: X2 = AB – v2.t = 48 - 25.t - Khi hai xe cách nhau 18km ta có: � X − X 1 2 = 18 � 35t − (48 − 25t) = 18 � t= 1,1h �t= 0,5h � Vậy sau 0,5h hoặc 1,1 h kể từ khi xuất phát hai xe cách nhau 18km trên lượt đi. 2 (3,0 đ) 1) 1,5 điểm Gọi q là nhiệt dung của bình, q1 là nhiệt dung của 1 ca nước nóng t là nhiệt độ ban đầu của bình, t1 là nhiệt độ của nước nóng. - Khi đổ 1 ca nước nóng vào bình, ta có phương trình cân bằng nhiệt: q.50 = q1[t1 - (t+50)] (1) - Khi đổ thêm 1 ca nước nóng nữa vào bình, ta có phương trình cân bằng nhiệt: (q+q1). 30 = q1[t1 - (t+50+30)] (2) - Khi đổ thêm 5 ca nước nóng nữa vào bình, nhiệt độ của bình tăng thêm Δ toC. Ta có phương trình cân bằng nhiệt: (q+2q1) Δ t = 5q1[t1 - (t+50+30+ Δ t)] (3) Từ (1) và (2) suy ra q = 3q1 (4) Thay (2) vào (3) ta có: (q+2q1) Δ t =5(q+q1). 30 - 5q1. Δ t (5) Thay (4) vào (5) ta được: (3q1+2q1) Δ t = 5(3q1+q1).30 - 5q1. Δ t � Δ t = 60oC Vậy nếu tiếp tục đổ thêm vào bình cùng một lúc 5 ca nước nóng thì nhiệt độ của bình tăng thêm 60oC 0,5 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 2) 1,5 điểm A1 B1 O1 M H N K O 0,25 C Z D A p B q t Y x a, - Vẽ A1 là ảnh của A qua gương bằng cách lấy A 1 đối xứng A qua gương Vẽ B1 là ảnh của B qua gương bằng cách lấy B 1 đối xứng B qua gương - Nối A1 với hai mép gương. Vùng quan sát được của bạn A qua gương là vùng (xMNy) - Nối B1 với hai mép gương. Vùng quan sát được của bạn B qua gương là vùng (zMNt) Nối A với B cắt Nt tại C, cắt Ny tại D. - Ta AH có: Δ AHN1HN đồng dạng Δ A1AD (g.g) 1 0,5 � 1 � = � AD = 1m = AB = HK = 1,5m Ta thấy AB = 1,5m> AD = 1m �B nằm ngoài vùng nhìn thấy của A nên A không nhìn thấy B qua gương. - Ta có: Δ B1NK đồng dạng Δ B1CB (g.g) B K � 1 = NK � 1 = 0,25 1 0,5 � CB = 2m B1B CB 2 CB Ta thấy AB = 1,5m < CB = 2m �A nằm ngoài vùng nhìn thấy của B nên B không nhìn thấy A qua gương. Vậy hai bạn không thấy nhau qua gương. b, Khi hai bạn bắt đầu thấy nhau qua gương thì thị trường của A là vùng (pMNq) hư hình vẽ. A đi lại gần gương đến vị trí O, O1 là ảnh của O qua gương, O� Nt, B � Nq Ta có: Δ O1HN đồng dạng Δ O1AB (g.g) � O1 H =HN � O1 H =0,5 � O H = 0,5m 1 O1A AB O1H +1 1,5 OH = O1H = 0,5m. Vậy bạn A đi lại gần gương theo phương vuông góc với gương đến vị trí O cách gương 0,5m thì hai bạn bắt đầu thấy nhau qua gương. 0,5 3 1) V = 100cm3 = 0,0001m3; Vc = 25%.V = 25cm3 = 25.10-6m3. (2,0 đ) Quả cầu A nằm cân bằng, ta có: PA = FA = dn.Vc = 10000.25.10-6 = 0,25N � mA = 0,025kg 2) a. Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực, lực đẩy Ác Si Mét, lực căng dây (hình vẽ) - Gọi dB là TLR của chất làm quả cầu B. - Hệ vật nằm cân bằng ta có: PA + PB = FA1 + FA2 PA + dB.V = dn. 1,5V 0,25 + dB. 0,0001 = 10000.1,5.0,0001 dB = 12500N/m3 Vậy TLR của chất làm quả cầu B là 12500N/m3 Quả cầu trên nằm cân bằng ta có: T+PA=FA1 T + PA = dn.0,5V T + 0,25 = 10000.0,5.0,0001 T = 0,25 N Vậy lực căng dây là 0,25N b, Hệ vật nằm cân bằng ta có: PA + PB = FAn + FAd + FAB PA + dB.V = (dn +d)Vx + dn.V 0,25 + 12500. 0,0001 = (10000 + 8000)Vx + 10000.0,0001 0,5 HV 0,25 F A1 PA T 0,5 T F A2 0,25 PB 0,5 Vx � 2,8.10-5 m3 � 28cm 4 (2 đ) 3 + U - a, + R I 1 C M I 1 A I3 C I R 2 A D I3 N I4 R3 R1 D R2 R3 M,N - R4 0,5 2 I1 R4 Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể nên chập M �N. Vẽ lại mđ SĐMĐ:[(R3//R4) tR2]//R 1 Ta có: R = R3 = 6 34 2 2 I2 = U 24 R = 12 =2A ; =3Ω ;R234=R2+R34=9+3=12 I3 =I 2. Ω R4 = 2. 6 R+R 12 =1A ; 234 3 I1 U R = 4 = 24 = 2A 12 1 Tại nút M của mạch điện đã cho, ta có: IA = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A Vậy cường độ dòng điện qua R1 là 2A, cường độ dòng điện qua R3 là 1A và ampe kế chỉ 3A + U b, Thay ampe kế bằng vôn kế. SĐMĐ:[(R1 nt R3)//R2] nt R4 I M R1 U1 = U – UMN = 24-16=8V 8 U1 2 2 = 1 C A ; U3 = I1.R3 = R R1 12 3 3 2 R3 U +U 8+ 24+ 2R I2 = 3 9 27 R2 2 24+2R 42+2R I4 = I1+I2 = 3 + = 27 27 UMN = I1.R3 + I4R4 � 16 = 2 .R + 42+ 2R3 .6 3 3 27 I1 = = V 0,5 N 3 1 3 = = 3 I1 R3 3 I 2 R I D R 2 4 4 3 �R =6Ω 3 0,5 � * Khi R3 tăng thì Rtm tăng � 5A (1 đ) I = I4. 1 U giảm Cường độ dòng điện mạch chính I4 = R2 � � U1 = I1.R1 giảm UMN = U – U1 tăng. R + R + R giảm 2 1 0,5 3 2 30k 1 5B tm Vậy nếu R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế tăng. Dành cho học sinh trường THCS Yên Lạc - Gọi k1 là hệ số dẫn nhiệt giữa lò sưởi và không khí trong phòng k2 là hệ số dẫn nhiệt giữa phòng và không khí ngoài trời - Khi nhiệt độ trong phòng ổn định thì công suất tỏa nhiệt của dòng điện trong lò bằng công suất tỏa nhiệt từ lò ra phòng và bằng sông suất tỏa nhiệt từ phòng ra môi trường. - Khi nhiệt độ ngoài trời là -10oC. Ta có: (1) P1 = I12.R = k1(50-20) = k2 [20-(-10)] � k1 = k2 - Khi nhiệt độ ngoài trời là -25oC. Ta có: (2) P2 = I22.R = k1(t-20) = k2 [20-(-25)] = k1.45 � t = 65oC. 2 I R = 45.k - Lấy (2) : (1) vế với vế: I2R (1 đ) R 0,25 0,25 0,25 � I2 = I1. 1,5 �1,225.I1 1 1 0,25 Vậy phải tăng cường độ dòng điện lên 1,225 lần cường độ dòng điện lúc đầu. Khi đó nhiệt độ lò sưởi bằng 65oC. Dành cho học sinh các trường THCS khác THCS Yên Lạc Ta có: R1 = 2R2 = 3R3 �R1 + R2 + R3 = 5,5R3 R4=R5=2R6� R4+R5+R6=5R6 = I AMB U AB R+R+R 1 2 3 = UAB 5,5R UMN = IAMB.R1 - IANB.R4 = ANB 3 U U = ; I U AB 5,5R 3 .3R3 − 4 0,25 5 6 6 0,25 .2R6 =1�UAB = 6,875V AB 5R =UAB R+R+R 5R AB 6 Chú ý: Học sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa tương ứng. 0,5