Tài liệu đề thi đáp án tuyển chọn học sinh giỏi vật lý 9 (11)

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ MÃ KÍ HIỆU ****** Lớp 9- Năm học 2015 - 2016 MÔN VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Lưu ý: Đề gồm 02 trang, thí sinh làm bài ra tờ giấy thi. Bài 1: (1 điểm). Một chiếc hộp kim loại hình hộp chữ nhật có khối lượng 76g, diện tích đáy hộp là S = 38cm2, hộp cao 6cm được thả nổi trong nước (Hình vẽ). Cho khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. a/ Biểu diễn các lực tác dụng lên chiếc hộp. b/ Tìm chiều cao phần nổi trên mặt nước của hộp. S Bài 2: (1 điểm) Một bình nhôm khối lượng m0 = 260g, nhiệt độ ban đầu là t 0 = 200C được bọc kín bằng lớp xốp cách nhiệt. Cần cho bao nhiêu nước ở nhiệt độ t 1 = 500C và bao nhiêu nước ở nhiệt độ t2 = 00C để khi cân bằng nhiệt có 1,5kg nước ở t 3 = 100C ? Cho nhiệt dung riêng của nhôm là c0 = 880 J/kg. độ, của nước là c1 = 4200 J/kg. độ. Bài 3: (1 điểm Cho mạch điện như hình 1: Các điện trở R 1, R2, R3, R4 và am pe kế là hữu hạn, hiệu điện thế giữa hai điểm A, B là không đổi. R1 R1 a. Chứng minh rằng: Nếu dòng điện qua am pe kế I A = 0 thì R2 R3 R3 = . R4 R2 A U C B R4 D A H×nh 1 b. Cho U = 6V, R1 = 3  , R2 = R3 = R4 = 6  . Điện trở am pe kế nhỏ không đáng kể . Xác định chiều dòng điện qua ampe kế và số chỉ của nó? Bài 4: (1 điểm) Có ba điện trở mắc hỗn hợp (hai điện trở mắc song song, sau đó nối tiếp với điện trở thứ ba). Hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch không đổi U = 10V. Biết rằng R 1 = 2R2 = 3R3 = 6. Hãy xác định cách mắc đoạn để có công suất tiêu thụ lớn nhất và tính công suất lớn nhất đó. Bài 5: (1 điểm) Một ampe kế có điện trở 0,1, có 100 vạch chia và có giới hạn đo 10A. Cần mắc thêm một điện trở như thế nào để giới hạn đo là 25A ? Sau khi mắc điện trở này thì sai số do ampe kế mắc phải của mỗi lần đo cường độ dòng điện là bao nhiêu ? Bài 6: (1 điểm) Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng bằng 5 lần tiêu cự. a) Dựng ảnh của AB qua thấu kính. 1 b) Xác định từ hình vẽ ảnh nhỏ hơn vật bao nhiêu lần? Bài 7: (1 điểm) Cho 1 thấu kính hội tụ với trục chính  , O là quang tâm, F’ là tiêu điểm chính ( hình bên ). OF’ = 12 cm, OI = 0,5 cm, OJ = 1,5 cm, α = 600.  IF’, JD là các tia sáng ló ra khỏi thấu kính. Bằng cách vẽ hình (có nêu cách vẽ) và tính toán, hãy xác định vị trí của nguồn sáng S. I O F ’ J 600 D Bài 8: (1 điểm) Một ca nô xuất phát từ bến sông A có vận tốc so với nước là 12km/h đuổi theo một xà lan đang chạy với vận tốc 10km/h (so với bờ) xuất phát trước đó 2 giờ từ bến sông B trên cùng một dòng sông. Ca nô và xà lan đều chạy xuôi dòng theo hướng AB. Khi chạy ngang qua B, ca nô thay đổi vận tốc đối với bờ tăng lên gấp đôi và sau đó 3 giờ đã đuổi kịp xà lan. Biết AB = 60 km. Hãy tính vận tốc dòng nước Bài 9: (1 điểm) Cho các dụng cụ sau: Một quả cầu làm bằng sắt, thả vào nước thì chìm; một lực kế, và một bình nước đã biết khối lượng riêng là Dn, một giá thí nghiệm. Hãy xác định: a/ Quả cầu đặc hay rỗng? b/ Nếu rỗng, hãy tính thể tích phần rỗng trong quả cầu. Bài 10: (1 điểm) Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng của một chất lỏng (không có phản ứng hóa học với các chất tiếp xúc) với các dụng cụ: 1 cốc đựng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng, Một ống nghiệm thành mỏng có vạch chia đến mm, 1 bình đựng nước, một ít hạt chì đủ dùng. --------------------HẾT-----------------Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. 2 MÃ KÍ HIỆU ****** Bài 1 (1,0đ) ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ Năm học 2015-2016 MÔN VẬT LÍ (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang) a. 0,5 điểm Hộp chịu 2 lực: ( biểu diễn đúng hình vẽ ) - Trọng lực của hộp P - Lực đẩy Acsimet FA Do hộp nổi cân bằng nên ta có: FA = P Điểm 0,25 0,25 b. 0,5 điểm FA = P Vch.dn = m.10 S.hchdn = m.10 S.hchDn = m m 76 hch = = = 2(cm) S .Dn 38.1 S Vậy chiều cao phần nổi của hộp là hnổi = h – hch = 6 – 2 = 4 cm 1 điểm + Nhiệt lượng toả ra Qt = c0m0 (200 - 100) + c1m1(500 - 100) = 16800m1 + 4400 (1) + Nhiệt lượng nhận vào là Qn = c1m2(100 - 00) = 42000m2 (2) + Ngoài ra m1 + m2 = 1,5 (3) 0 + Từ (1), (2), (3) ta có khối lượng nước ở 50 C là m1 = 90,5g và khối lượng nước ở 00C là m2 = 1409,5g. Bài 3 a.0,5 điểm (1,0đ) Gọi dòng điện qua các điện trở R1, R2, R3, R4 I1 R1 C I3 R3 và qua am pe kế tương ứng là: I1, I2, I3, I4 và IA. Học sinh cũng có thể vẽ lại sơ đồ tương đương A A B U I4 R4 I2 R 2 Theo bài ra IA = 0 nên I1 = I3 = ; I 2 = I4 = D R1  R3 U (1) R2  R 4 Từ hình vẽ ta có UCD = UA = IARA = 0  UAC = UAD hay I1R1 = I2R2 (2) Từ (1) và (2) ta có: U.R1 U.R 2 R1 R2 R3 R 4 R1 R3        R1  R3 R 2  R 4 R1  R3 R 2  R4 R1 R 2 R2 R4 Bài 2 (1,0đ) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 (vẽ) 0,25 0,25 b.0,5 điểm 3 Khi RA = 0 nên ta chập C với D. R1R 2 3.6   2 R1  R 2 3  6 R3 R 4 6.6   3 R3 // R4 nên R34 = R3  R4 6  6 0,25 U R12 = 2,4V Hiệu điện thế trên R12: U12 = R12  R34 U 2, 4  0,8A  cường độ dòng điện qua R1 là I1 = 12  R1 3 Hiệu điện thế trên R34: U34 = U  U12 = 3,6V U 3,6  0,6A  cường độ dòng điện qua R3 là I3 = 34  R3 6 Vì I3 < I1  dòng điện qua am pe kế có chiều từ C  D. Số chỉ của am pe kế 0,25 là: IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A 1 điểm Khi đó: Bài 4 (1,0đ) R1 // R2 nên R12 = + Công suất của đoạn mạch P = U2 -> max khi R -> min. R Ry Rz + Khi mắc hỗn hợp điện trở đoạn mạch là R = Rx + Ry  Rz 0,5 = Rx Ry  Ry Rz  Rz Rx Ry  Rz + Tử số là hoán vị vòng quanh, không phụ thuộc vào cách mắc. Do đó Pmax khi (Ry + Rz)max . Tức là Ry và Rz là các điện trở có giá trị lớn. (Rx = 2 ; Ry = 3 ; Rz = 6). + Khi đó R = 4 và P = 25W. 0,25 0,25 Bài 5 (1,0đ) 1 điểm + Phải mắc thêm cho Ampekế một điện trở phụ như hình bên. 10A (0,5 đ) R + Ta có 25A A R IX 1  => X =  X IR 15 X 15A 0,5 (0,5 đ) + Sai số phép đo do ampekế bằng giá trị của 01 vạch chia nhỏ nhất. (0,5 đ) + Suy ra I =  Bài 6 (1,0đ) 0,5 I 25   =  0,25A. N 100 1 điểm + Hình bên. (0,5 đ) h A'F '  + Ta có Mà H 0F ' h x f  H 5f 0,5 H H 5f f x h 0,5 A' F ' x  f  => x = f/4. 5f 0F ' h 1  Thay trở lại ta có H 4 + Suy ra 4 Bài 7 (1,0đ) 1 điểm */Kéo dài IF và JE cắt nhau tại S’, đó là ảnh của S. - Kẻ tia tới xI// trục chính - Kẻ tia S’O cắt xI tại S, đó là điểm sáng cần xác định. S’ x S I J 0,25 F O 0,25 0 O1 60 D */ Tính SI ? Kẻ thêm đường SJ, OD CóΔ SIJ đồng dạng với ΔOFD( vì SI//OF, SJ//OD) 0,25 SI IJ 12.2   SI  (1) OF FD FD CóΔ JEO1 có góc J = 600(bài ra) OF 12 Nên JO1= tg 60 0  3  6,93(cm) Vậy nên OO1= 6,93+1,5= 8,43 cm  FD = OO1 = 8,43 cm (2) Thay (2) vào (1) ta có  SI  0,25 12.2 12.2   2,85(cm) FD 8,43 Vậy điểm sáng ở cách thấu kính 2,85 cm và cách trục chính 0,5 cm. Bài 8 (1,0đ) 1điểm B A C D E Gọi vận tốc của dòng nước là vn Gọi vận tốc của ca nô so bờ là vc = vn + 12 Gọi vận tốc của xà lan là vx Do xà lan xuất phát trước 2h từ B, nên khi ca nô bắt đầu đi từ A thì xà lan đã đi tới điểm C cách B một khoảng là BC = 2h. 10km/h = 20 km. Khi ca nô tới B thì xà lan lại đi tới D. Có : tAB = tCD 0,25 0,25 AB CD 60 CD 600     CD  (1) vc vx vc 10 vc Khi ca nô đi tiếp từ B tới điểm E thì gặp xà lan đi từ D tới E sau 3h Ta có DE = 3h. 10km/h = 30km Mặt khác quãng đường ca nô đi ( với vận tốc tăng gấp đôi) là : BE = 3h. 2vc BC + CD + DE = 6 vc 20 + 600 + 30 vc 0,25 = 6 vc 3v c 2 - 25 vc - 300 = 0 Giải pt ta được : vc = 15 => vn = 15 – 12 = 3km/h (TM) vc = 6,6 => vn = 6,7 – 12 = - 5,3km/h (loại ) Vậy vận tốc của dòng nước là 3 km/h. 0,25 5 Bài 9 (1,0đ) 1 điểm Mắc quả cầu vào lực kế, ta đo được trọng lượng P của quả cầu. Tính thể tích phần sắt trong quả cầu bằng công thức Vs  P P  (1) d s Ds .10 Thả chìm quả cầu vào nước, lực kế chỉ hợp lực F = P - FA Ta tính được Fa = P – F Từ đó tính thể tich của toàn bộ quả cầu V  FA FA  (2) d n Dn .10 So sánh, nếu V > Vs thì quả cầu rỗng. Thể tích phần rỗng là Vr = V - Vc Bài 10 1 điểm (1,0đ) Phương án thực hành: Cho hạt chì vào ống nghiệm. Gọi trọng lượng tổng cộng của ống nghiệm chứa cả hạt chì là P. -Thả thẳng đứng ống nghiệm chứa chì vào bình nước đến độ cao h1 nào đó ( đánh dấu chiều cao h1) , khi đó ống h2 nghiệm cân bằng, ta có : h1 P = FA1 P = Vch. dn P = S.h1.dn P = S.h1.Dn. 10 (1) -Thả thẳng đứng ống nghiệm chứa chì trên vào bình đựng chất lỏng có khối lượng riêng D2 sao cho ống cân bằng. Đo độ cao h2, ta có : P = FA2 P = Vch. dn P = S.h2.d2 P = S.h2.D2. 10 (2) Từ (1) và (2) ta có: S.h1.Dn. 10 = S.h2.D2. 10 h1.Dn = h2.D2 D2  0,25 0, 5 0,25 0,25 0,25 0,5 h1.Dn h2 Chú ý: - Trên đây chỉ trình bày 1 cách giải, nếu HS làm theo cách khác đúng thì vẫn cho điểm tối đa ứng với điểm của câu đó trong biểu điểm. - HS làm đúng đến đâu cho điểm đến đó theo đúng biểu điểm. Phần trên làm sai, nếu áp dụng phần sai này để làm phần dưới mà đúng thì không cho điểm kết quả. - Điểm của bài thi là tổng điểm của tất cả các ý đúng trong bài và không làm tròn. 6 7