Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Vật lí Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng GD và ĐT Lập Thạch (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Vật lí Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng GD và ĐT Lập Thạch (Có đáp án)

1. PHÒNG GD&ĐT LẬP THẠCH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2018-2019 MÔN : VẬT LÍ 9 Thời gian : 150 phút ( Không kể thời gian giao đề ) Câu 1: a) Một người đi xe đạp trên quãng đường S. Đi nửa quãng đường đầu với vận tốc 10km/h, trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc 5km/h và cuối cùng đi với vận tốc 20km/h. Tính vận tốc trung bình trên quãng đường S. b) Trình bày một phương án xác định khối lượng riêng của một vật kim loại có hình dạng bất kì. Cho dụng cụ: Lực kế, bình nước, khối lượng riêng của nước là Dn. Câu 2: Để đưa một vật nặng 204kg lên cao 10m, người ta dùng hai cách sau: a) Cách 1 dùng palăng gồm một ròng rọc cố định và một ròng rọc động thì lực kéo dây để nâng vật lên là 1200N. Tính hiệu suất của palăng và khối lượng của ròng rọc động, Biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng 1/6 hao phí tổng cộng. b) Cách 2 dùng mặt phẳng nghiêng dài 12m thì lực kéo vật là 1900N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng? Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng? Câu 3: 1. Một thanh thẳng được tạo nên từ 3 mẩu hình trụ tròn có kích thước giống nhau, 3 3 3 khối lượng riêng lần lượt là D1 = 7,3g/cm ; D2 = 1,8g/cm và D3 = 8,9g/cm . Nhiệt dung riêng của 3 mẩu lần lượt là c1 = 230J/kg.độ; c2 = 1300J/kg.độ và c3 = 460J/kg.độ. Tính nhiệt dung riêng của cả thanh. 2. Một chiếc phà chở khách trên sông nặng 1 tấn, chở tối đa số người trên phà là 50 người và trung bình mỗi người nặng 45kg, biết trọng lượng riêng của nước trên sông là 10000N/m3 . a.Tính thể tích tối đa mà phà chìm trong nước . b.Để chở tối đa 55 người trên phà và mỗi người nặng 45kg thì người lái phà phải buộc vào thành phà 1 số phao có thể tích 7500cm3 tối thiểu bằng bao nhiêu chiếc ? Bỏ qua khối lượng của phao. Câu 4: Một gương phẳng hình tròn tâm I bán kính 10cm. Đặt mắt tại O trên trục Ix vuông góc với mặt phẳng gương và cách mặt gương một đoạn IO = 40cm. Một điểm sáng S đặt cách mặt phẳng gương 120cm, cách trục Ix một khoảng 50cm. a) Mắt có nhìn thấy ảnh của S qua gương không? Tại sao? b) Mắt phải dịch chuyển như thế nào trên trục Ix để có thể nhìn thấy ảnh của S. Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu của mắt đến vị trí mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh của S qua gương? Câu 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Biết: R1=8; R2 = R3 = 4; R4 = 6; UAB = 6V không đổi. Điện trở của ampe kế, khóa K và các dây nối không đáng kể. 1. Hãy tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ R4 của ampe kế trong hai trường hợp: R1 R2 a) Khóa K mở. C D b) Khóa K đóng. K A 2. Thay khóa K bằng một điện trở R5: a) Tính giá trị R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở A B R3 R2 bằng không? b) Nếu R5= 2 thì số chỉ của Ampe kế là bao nhiêu? HẾT (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
2. HDC HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2018 -2019. Môn : Vật lí Câu NỘI DUNG KIẾN THỨC CẦN ĐẠT. ĐIỂM S S S Câu 1 a)Thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là t1= 0,5 2v1 2.10 20 (4 điểm) Gọi thời gian đi hết quãng đường còn lại là t2 0,5 t2 Quãng đường đi được với vận tốc V2 = 5km/h là: S1 = V2. 2,5t 2 2 t2 0,5 Quãng đường đi được với vận tốc V3 = 20km/h là: S2 = V3. 10t 2 2 S S S 0,5 Theo đầu bài ta có: S1+ S2 = 2,5t2 10t2 t2 2 2 25 S S 100 Vận tốc TB trên quãng đường S là: V 11,1(km/ h) tb t t S S 9 1 2 20 25 Vậy vận tốc TB trên quãng đường S là 11,1km/ h b) Khối lượng riêng của một vật kim loại có hình dạng bất kì được xác định bằng m 0,5 công thức: D V (*) Trong đó: m là khối lượng của vật; V là thể tích của vật Bước 1: Dùng lực kế đo trọng lượng của vật trong không khí là P1 0,5 Bước 2: Nhúng vật chìm hoàn toàn trong nước, đo trọng lượng của vật trong nước là P2 P 0,5 Bước 3: Tính toán – Khối lượng của vật là: m = 1 10 - Lực đẩy Ácsimét của nước tác dụng lên vật là: P1 P2 FA = 10.Dn.V = P1-P2 V = 10.Dn P1 0,5 m P .D - Thay vào (*) ta có: D = = 10 1 n V P1 P2 P1 P2 10.Dn P .D - Vậy khối lượng riêng của vật là D = 1 n P1 P2 Trọng lượng của vật: P = 10.m = 10.204 = 2040(N) Công có ích đưa vật lên độ cao h = 10m là: 0,5 Câu 2 A1 = P.h = 2040.10 = 20400(J) (4 điểm) a) Dùng palăng gồm 1RR động và 1RR cố định để đưa vật lên độ cao h thì phải 0,5 kéo dây đi một đoạn S = 2h = 20m Công của lực kéo(công toàn phần) là: A = F1.S = 1200.20 = 24000(J) A1 20400 0,5 Hiệu suất của palăng là: H1 = 0,85 85% A 24000 Hao phí để nâng RR động là: 0,5 A A1 24000 20400 Ahp = 600(J) 6 6 Khi vật lên độ cao h thì RR động cũng lên độ cao h 0,5
3. Ta có: Ahp= 10.mr.h 600 10.mr .10 mr 6(kg) Vậy hiệu suất của palăng là 85% và khối lượng của RR động là 6kg. b) Công toàn phần khi kéo vật lên theo mpn là: 0,5 Atp= F2.l = 1900.12 = 22800(J) A1 20400 0,5 Hiệu suất của mpn là: H2= 0,895 89,5% Atp 22800 Atp A1 22800 20400 0,5 Lực ma sát giữa vật và mpn là: Fms = 200(N) l 12 Vậy hiệu suất của mpn là 89,5% và lực ma sát giữa vật và mpn là 200N Câu 3 1. Gọi S và h lần lượt là tiết diện và chiều cao của mỗi mẩu. (4 điểm) 1 - Nhiệt lượng cần cung cấp cho thanh để nhiệt độ tăng thêm ∆t0C là: Q = c1(D1Sh)∆t + c2(D2Sh)∆t + c3(D3Sh)∆t = Sh∆t(c1D1 + c2D2 + c3D3) - Khối lượng của thanh là: 0,5 m = D1Sh + D2Sh + D3Sh = Sh(D1 + D2 + D3) - Nhiệt dung riêng của thanh: 0,5 Q c D c D c D c = = 1 1 2 2 3 3 ≈ 450,7J/kg.độ m t D1 D2 D3 2. 0,5 a. Trọng lượng tối đa của phà và người là : P = 10.( m1 + m2 ) = 10 .( 1000 + 50.45 ) =32500 (N) Khi phà ở trên mặt nước nó chịu tác dụng của lực đẩy Ác si mét : Fa= d.V = 10000.V Khi phà đứng cân bằng ta có : 0,5 3 P = Fa => 10000.V = 32500 => V= 3,25 m b. Để phà còn an toàn thì thể tích các phao phải chìm trong nước là V’,ta có : 0,5 P’ = d. ( V +V’ ) = FA => 10 .( m1 + m2’ ) = 10000.(V + V’ ) => 3475 = 1000.(V’ + 3,25 ) => V’ = 225.10-3 m3 = 225000cm3 0,5 Số phao phải buộc là : 225000 : 7500 = 30 chiếc => dùng 30 chiếc . Câu 4 Gọi O1 là ảnh của mắt O qua gương 1 (4 điểm) trên mặt phẳng đi qua điểm sáng S, giới hạn thị trường quan sát của gương là hai điểm A và B (hình vẽ). HA HO1 HO1 1 Ta có : AB // PQ => HA IP. (Do: IO1 = IO) IP IO1 IO1 120 40 HA 10. 40(cm) 40 * Nhận xét: Vì HS = 50cm > HA = 40cm; tức là điểm sáng S nằm ngoài thị trường 0,5
4. quan sát của gương đối với điểm O, do đó mắt không thể nhìn thấy ảnh của S trong gương. Muốn mắt nhìn thấy ảnh của S trong gương thì đường nối giữa ảnh của mắt và S 1 phải đi qua mép gương.Thật vậy khi bắt đầu nhìn thấy, thì đường nối đó đi qua điểm P. HS HM IM IH Ta dễ nhận thấy: 1 1 IP IM 1 IM 1 HS IH IH 120 1 IM IM 30(cm) IP IM 1 HS 1 50 1 1 1 IP 10 Do ảnh và vật đối xứng nhau qua gương phẳng nên IM = IM1 = 30(cm) 0,5 Vậy: Để mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S’ của S qua gương ta phải đặt mắt tại M. Nghĩa là phải dịch chuyển mắt lại gần gương một đoạn: OM = OI – IM = 40 – 30 = 10(cm) Câu 5 a) Khi K mở mạch điện như hình vẽ sau : 0,5 R (4 điểm) 4 R3 A R1 R2 1. A D B Điện trở tương đương của đoạn mạch C 0,5 (R1 R2 )R4 (8 4)6 RAB = R3 4 8 (  ) R1 R2 R4 8 4 6 U AB 6 Số chỉ của ampe kế : IA = 0,75(A) RAB 8 b) Khi K đóng mạch điện như hình vẽ sau : 0,25 R2 R 4 D C R A 3 B A R1 Do: R2 = R3 = 4 , nên RDC = 2 (  ) 0,25 RADC =R4 + RDC = 6 + 2 = 8 (  ) = R1 R1 8 Vậy điện trở tương đương của đoạn mạch: RAB = = 4 (  ) 2 2 2 RDC 2 0,5 UDC = U AB .6 1,5(V ) R4 RDC 6 2 U DC 1,5 Số chỉ của ampe kế: IA = 0,375(A) R3 4 Khi thay khóa K bằng điện trở R5 sơ đồ mạch điện như hình vẽ sau: a) Dễ dàng thấy khi dòng điện qua R2 bằng không R 4 R 1 R 2 thì mạch điện là mạch cầu cân bằng nên ta có : C D R R 6 8 16 0,25 4 1 R 5,33() A 5 R5 R3 R5 4 R5 3 A B b, Khi R5 = 2 thì mạch cầu không cân bằng. R 3 0,5 Giả sử chiều dòng điện chạy qua R2 đi từ D đến C: Tại nút D ta có: I4 = I2 + I3 U 4 U1 U 4 U U 4 U 4 U1 U 4 6 U 4 => => 8U4 – 3U1 = 18 (1) R4 R2 R3 6 4 4 Tại nút C: I2 + I1 =I5 0,5
5. U U U U U U U U 6 U => 1 4 1 1 1 4 1 1 R2 R1 R5 4 8 2 => 7U1 – 2U4 = 24 (2) Từ (1) và (2) ta có: U1 = 4,56(V), U4 = 3,96(V) => U2 = 0,6 (V) 0,5 Dòng điện chạy theo chiều giả sử. U3 = U – U4 = 6 – 3,96 = 2,04(V) U3 2,04 0,25  I3 = 0,51(A) R3 4 Vậy số chỉ ampe kế là: IA = I3 = 0,51(A) Lưu ý : - Học sinh sai hoặc thiếu từ 3 đơn vị trở xuống trừ 0,25 điểm ,trên 3 lỗi trừ 0,5 điểm cho toàn bài . - Học sinh giải theo cách khác đúng bản chất vẫn cho điểm tối đa.