PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN EAH’LEO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9( vòng 2) NĂM HỌC 2015 – 2016 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1.( điểm ) Ba người xe đạp xuất phát từ A đến B đường thẳng AB, người thứ với vận tốc 10km/h, người thứ hai sau người thứ 15 phút với vận tốc 12 km/h, người thứ ba sau người thứ hai 15 phút, sau gặp người thứ tiếp phút cách người thứ người thứ hai Tính vận tốc người thứ ba, coi chuyển động ba người chuyển động thẳng Bài 2: ( điểm) Một AB có chiều dài ℓ= 40cm, tiết diện s = cm 2, khối lượng m = 240g có trọng tâm G cách A đoạn GA = ℓ/3 cm Tại hai đầu AB treo hai sợi dây mảnh, nhẹ song song gắn vào hai điểm cố định a Tính lực căng dây AB nằm ngang b Đặt01một chậu đựng0chất lỏng có trọng lượng riêng d= 7500N/m cho AB chìm hẳn vào chất lỏng thấy nằm ngang (hình vẽ) Tìm lực căng dây B A ● lỏng chất c Thay chất lỏng khác Gcó khối lượng riêng D2 = 900kg/m3 không nằm ngang Hãy giải thích sao? Để nằm ngang khối lượng riêng lớn chất lỏng bao nhiêu? Bài 3: (3 điểm) Một cốc hình trụ có khối lượng m, bên chứa lượng nước có khối lượng nước m nhiệt độ t1= 100C Người ta thả vào cốc cục nước đá có khối lượng M nhiệt độ 00C cục nước đá tan khối lượng Rót thêm lượng nước có nhiệt độ t2 = 400C vào cốc, cân nhiệt nhiệt độ cốc nước 10 0C mực nước cốc có chiều cao gấp đôi chiều cao mực nước sau thả cục nước đá Hãy xác định nhiệt dung riêng c1 chất làm cốc (bỏ qua trao đổi nhiệt với môt trường) biết nhiệt dung riêng nước c = 4200J/kg.k, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 336.103J/kg.k Bài 4: (4 điểm ) R2 Cho mạch điện hình vẽ, D R3 R1 = 10 Ω ; R2 = Ω ; R3 = R4 = 12 Ω R4 Ampe kế có điện trở Ra = Ω , Rx biến trở, U không đổi A ( bỏ qua điện trở dây nối khóa K) + a, K đóng, thay đổi Rx đến công A R1 Rx B K C + U + + suất tiêu thụ Rx đạt cực đại ampe kế 3A Xác định hiệu điện U b, K mở, giữ nguyên giá trị Rx câu a Xác định số ampe kế Bài (4 điểm ) Cho hình vẽ Biết: PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S/ ảnh S tạo thấu kính a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đường truyền tia sáng S/ h/ P S / H h H Q b Biết S, S/ cách trục PQ khoảng tương ứng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm HH/ = l = 32cm Tính tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa cứng vuông góc với trục phía trước che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ mà không nhìn thấy ảnh S’? Biết bán kính thấu kính D = 3cm Bài (2 điểm): Cho dụng cụ gồm: + Một ống thủy tinh hình chữ U; thước có độ chia nhỏ đến mm + Một lọ nước, lọ dầu; cho biết khối lượng riêng nước Hãy trình bày giải thích phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng dầu? Hết ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ Bài 1.( điểm ) - Người thứ ba xuất phát người thứ cách A 5km, người thứ hai cách A 3km - Gọi t thời gian kể từ lúc người thứ ba xuất phát đến gặp người thứ nhất, ta có: 5 v3.t = + v1t ⇒ t = v − v = v − 10 (1) 3 (0,5 điểm ) - Sau gặp người thứ phút, thời điểm người thứ ba cách hai người lại kể từ lúc người thứ ba bắt đầu xuất phát t’ = t + (h) Khi : 12 (0,25 điểm ) - Quãng đường người thứ được: s1 = + v1.t’ = + 10(t+ )=5+10t+ (km) 12 (0,5 điểm ) - Quãng đường người thứ hai được: s2 = + v2.t’= 3+12(t+ ) = 4+12t (km) 12 - Quãng đường người thứ ba được: s3 = v3.t’ = v3(t+ (0,5 điểm ) ) (km) 12 (0,5 điểm ) - Khi người thứ ba cách người thứ người thứ hai, nghĩa s3-s1=s2-s3 ⇒ s1+s2=2s3 ⇔ 5+10t+ +4+12t=2v3(t+ 59 − v3 )⇔ (22-2v3)t+ = (2) 12 Thay (1) vào (2) ta có: (22-2v3) 59 − v3 + =0 v3 − 10 ⇔ 660 - 60v3 - 590 + 69v3 - v32= ⇔ -v32+9v3+70 = Giải phương trình bậc trên, ta được: (0,5 điểm ) (0,25 điểm ) (0,5 điểm ) (0,5 điểm ) v3 = 14km/h (nhận) v3 = -5km/h (loại) Bài 2: ( điểm) a Trọng lượng gỗ là: P =10 m = 10.0,24 = 2,4 N PA + PB = 2,4 N PA GA = PB.GB Vì GA= l l 2l nên GB = l − = = 2GA 3 (0,25 điểm ) =>PA = PB =>PA =1,6 N; PB = 0,8 N (0,25 điểm ) Hai lực bị triệt tiêu sức căng hai dây Vậy sức căng dây OA FA = PA =1,6 N OB FB = PA = 0,8 N (0,25 điểm ) b Khi nhúng chất lỏng có khối lượng riêng D1 gỗ chịu tác dụng lực đẩy Ac si mét đặt trung điểm Thể tích V = l S = 40 = 200 cm3 = 200 10-6 m3 (0,25 điểm ) Trọng lượng chất lỏng bị gỗ chiếm chỗ P’ = V.D1.10 = 200.10-6.750.10 = 1,5 N (0,25 điểm ) P’ phân tích thành hai lực P’A, P’B A B P’ đặt trung điểm nên PA = PB = 1,5 = 0,75 N (0,25 điểm ) Hai lực nhỏ sức căng của hai dây nên hai dây bị căng nằm ngang.Nhưng sức căng dây OA lại F’A = FA –P’A = 1,6 - 0,75 = 0,85N (0,25 điểm ) Và dây IB F’B = FB –P’B = 0,8 – 0,75 = 0,05N (0,25 điểm ) c Trong chất lỏng có KLR D2 lực đẩy Ác si mét P’’= VD2 10 = 200.10-6 900.10 = 1,8 N (0,5 điểm ) Lực đẩy tác dụng vào đầu A hay đầu B P’’A= P’’B = P '' = 0,9N (0,5 điểm ) Lực nhỏ FA nên dây OA bị căng P’’B lớn FB nên đầu B bị đẩy lên dây IB chùng lại gỗ bị xoay lúc thẳng đứng Để gỗ nằm ngang P’’B phải nhỏ FB=0,8 N tức lực đẩy Ac si met chất lỏng nhỏ 2FB =1.6N KLR chất lỏng nhỏ hơn: D= P 1, = = 800 kg −6 m V 10 200.10 10 Vậy để nằm ngang KLR lớn chất lỏng 800 kg m3 (0,5 điểm ) Bài (3 điểm ) Do nước đá chưa tan hết nên cân nhiệt hệ có nhiệt độ 00C (0,5 điểm ) Nhiệt lượng thu vào để nước đá tan Qthu = λM Nhiệt lượng tỏa Qtỏa = m(c + c1) (10 – 0) Phương trình cân nhiệt (0,25 điểm ) (0,25 điểm ) λ M = m(c + c1) (10 – 0) (1) (0,5 điểm ) Khi thả nước đá vào nước đá tan hết mực nước cốc m +M , đổ nước nóng vào để mực nước cuối tăng lên gấp đôi phải đổ thêm m+ M Ta có phương trình cân nhiệt M λ + Mc (10- 0) + m(c+ c1)(10 – 0) = (M+m)c (40 – 10) ⇔ (0,5 điểm ) M + 10 Mc + 10m(c+ c1) = 30c(M+m) λ ⇔( λ - 20c) M = 10m( 2c – c1) (2) Từ (1) (2) ⇒ (0,5 điểm ) λ c + c1 = 2λ − 60c 2c − c1 (0,5 điểm ) ⇒ 60c2 =(3 λ - 60c) c1 ⇒ c1 = 20c = 1400J/kg.k λ − 20c Bài 4: (4 điểm ) a, K đóng : mạch điện vẽ lại sau; { ( R3 / / R4 ) ntR2 } / / Rx  nt R1 (0,5 điểm ) ta tính R34 = 6( Ω ) ; R234 =10( Ω ) điện trở tương đương mạch Rm = 10 ( x + 1) 20 x + 120 +10 = (1) 11 + x 11 + x hiệu điện hai đầu AB: U AB = I RAB = (1) vào (2) ta U AB = U ( x + 1) x + 12 cường độ dòng điện qua Rx : I x = công suất tiêu thụ Rx : U RAB (2) Rm (0,5 điểm ) (0,5 điểm ) (3) U AB U = x + x + 12 Px = I x2 Rx = U x ( x + 12 ) = U2 12   2 x + ÷ x  (0,5 điểm ) để Px lớn biểu thức x + 12 phải nhỏ x x = 6( Ω ) hiệu điện hai đầu biến trở là: Ux = IxRx = 6.3 = 18(V) (0,5 điểm ) hiệu điện hai đầu ampe kế là: Ua = IaRa = 3.1 = 3(V) (0,5 điểm ) hiệu điện hai đầu AB là: UAB = Ux + Ua = 21(V) từ (3) ta tính U = 72V b, Khi K mở : mạch điện mắc sau: { ( R ntR ) / / R } x nt R3 nt R1 giữ nguyên Rx tính Rm = 25,3( Ω ) Cường độ dòng điện mạch IC = Ta có U 72 = = 2,84 (A) Rm 25,3 (0,5 điểm ) I Rx + Ra + R4 19 = = =4,75 Ia R2 I2 + Ia = 2,84 Giải hệ phương trình ta Ia = 0,49(A) (0,5 điểm ) Bài (4 điểm ) (1 điểm ) S/ L h/ P H I S h / O H F Q L/ a Lập luận được: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ảo - Do ảnh ảo S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ Vẽ hình, xác định vị trí thấu kính Vẽ, xác định vị trí tiêu điểm b Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: ∆ S/H/F đồng dạng với ∆ IOF: (0,25 điểm ) / / / → h = H F → h = l+d+f OI OF h f (0,25 điểm ) ∆ S/H/O đồng dạng với ∆ SHO: / l → h = l + d = +1 d h d (2) (1) (0,25 điểm ) (0,25 điểm ) / / h.l → h −1 = l → h − h = l → d = / (3) h −h h d h d (0,25 điểm ) h.l 1.2.32 l.h.h / l+ / +f → / → h Thay (3) vào (1) f= / = = 24 (cm) h − h = (3 − 1)2 (h − h)2 h f S/ d= E c h P / S h H/ L h.l 1.32 = = 16 (cm) h − h −1 / (0,25 điểm ) (0,25 điểm ) (1 điểm ) O F H K Q L/ / Nối S với mép L thấu kính, cắt cắt trục thấu kính K K vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta không quan sát ảnh S / KO OL/ / → Do: ∆ KOL đồng dạng với ∆ KHS , (KO = dmin) = HK SH D d 1,5 = 1,5 → dmin = 24 - 1,5dmin → dmin = 9,6 (cm) → = = 16 − d h Bài (2 điểm): - Để ống chữ U thẳng đứng - Đổ nước vào ống chữ U - Đổ thêm dầu vào vào nhánh chữ U Mặt nhánh chênh lệch, bên dầu có mặt thoáng - Lập biểu thức tính áp suất thủy tĩnh: hd hn thoáng hai cao A B - Gọi P0 áp suất khí + Tại điểm A (mặt phân cách dầu nước): PA = P0 + Ddghd + Tại điểm B ( độ cao nhánh bên kia): PB = P0 + Dnghn (Dn, Dd khối lượng riêng nước, khối lượng riêng dầu) Vì P A = PB suy Dd = D n hn hd - Đo hn, hd, biết Dn tính khối lượng riêng dầu Dd * GHI CHÚ: 1) Trên biểu điểm tổng quát phần, câu Trong trình chấm ban giám khảo cần trao đổi thống để phân điểm chi tiết đến 0,25 điểm cho phần 2) Học sinh làm không thiết phải theo trình tự đáp án Mọi cách giải khác, kể cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý đó, lập luận đúng, có cứ, có kết cho điểm tối đa tương ứng với bài, câu, phần đáp án biểu điểm này.Hết