Đề khảo sát học sinh giỏi Vật lí lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Sở GD & ĐT Nam Trực

ĐỀ CHÍNH THỨC
PHÒNG GD & ĐT NAM TRỰC
ĐỀ KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2015 -2016
Môn : Vật lí 
Thời gian làm bài 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
 (Đề thi gồm 2 trang)
Bài 1: ( 4 điểm)
Một thanh AB có chiều dài ℓ= 40cm, tiết diện đều s = 5 cm2, khối lượng m = 240g và có trọng tâm G cách A một đoạn GA = ℓ/3 cm. Tại hai đầu AB được treo bằng hai sợi dây mảnh, nhẹ song song và bằng nhau gắn vào hai điểm cố định.
Tính lực căng của mỗi dây khi thanh AB nằm ngang.
Đặt một chậu đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d= 7500N/m3 rồi cho thanh AB chìm hẳn vào chất lỏng thấy thanh vẫn nằm ngang (hình vẽ). Tìm lực căng của mỗi dây khi đó.
Thay chất lỏng trên bằng một chất lỏng khác có khối lượng riêng D2 = 900kg/m3 thì thanh không nằm ngang nữa. Hãy giải thích tại sao? Để thanh vẫn nằm ngang thì khối lượng riêng lớn nhất của chất lỏng bằng bao nhiêu?
02
01
G
●
B
A
Bài 2. (5 điểm)
2.1. Bỏ vào cốc một viên đá ở -100C, rồi rót nước ở nhiệt độ 350C vào cốc sao cho mực nước ngang miệng cốc. Hỏi khi đá tan hết thì nước trong cốc sẽ thay đổi thế nào?
2.2. Một bạn đã làm thí nghiệm như sau: Từ hai bình chứa cùng một loại chất lỏng ở nhiệt độ khác nhau; múc 1 cốc chất lỏng từ bình 1 đổ vào bình 2 rồi đo nhiệt độ của bình 2 khi đã cân bằng nhiệt. Lặp lại việc đó 4 lần, bạn đó đã ghi được các nhiệt độ: 200C, x0C, 440C, 500C. Biết khối lượng và nhiệt độ chất lỏng trong cốc trong 4 lần đổ là như nhau, bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa. Hãy tính nhiệt độ x và nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1.
Bài 3. (6 điểm)
3.1 .Cho mạch điện như hình vẽ bên. 
Biết U = 12V , R3 = 6 , R2 = 4 , R4 = 6. RAB là một biến trở có điện trở toàn phần là 15Ω . Ampe kế có điện trở RA = 0 và các vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Bỏ qua điện trở của dây nối.
Khi C ở vị trí sao cho AC = 1/5 AB.Tìm số chỉ của các vôn kế, ampe kế và chiều dòng điện đi qua ampe kế trong hai trường hợp:
K đóng
K mở
Khi K đóng. Tìm vị trí con chạy C để số chỉ của 2 vôn kế như nhau.
Khi K mở. Tìm vị trí con chạy C để số chỉ của ampe kế là lớn nhất, nhỏ nhất.
B
A
V2
V1
R4
R3
K
D
C
A
_
+
U
R2
v
3.2. Cho mạch điện như hình 2: Khi mở cả hai khoá K1 và K2, công suất toả nhiệt của mạch là P0. Khi chỉ đóng K1, công suất toả nhiệt là P1, còn khi chỉ đóng K2, công suất toả nhiệt là P2.
Hỏi công suất toả nhiệt của cả đoạn mạch là bao nhiêu nếu đóng cả hai khoá K1 và K2? Bỏ qua điện trở của dây nối và các khoá.
R1
K2
R3
K1
R2
U
Hình 2
Bài 4: ( 3 điểm)
Hai em A, B đứng trước gương như hình vẽ
Xác định vùng nhìn thấy của gương bằng cách vẽ. Từ đó xét xem hai em có nhìn thấy nhau không?
Một trong hai em tiến lại gần gương theo phương vuông góc với gương thì khi nào hai em nhìn thấy nhau.
1m
1m
G
1m
0,5m
B
A
●
●
BÀI 5: (2 điểm)
– Tên sản phẩm :  Nồi siêu tốc Mini Happy call MS-D02 đa năng.  
– Hãng sản xuất : Happycall.
– Model : MS-D02
– Điện áp : 220V/50Hz.
– Công suất : 600W.
– Dung tích : 1.5ℓ.
_ Thời gian đun sôi 1,2 lít nước là 4 phút 45 giây
_Ngoài ra, sản phẩm còn có rơ le cảm biến nhiệt nên khi nước sôi hoặc thức ăn chín, rơ le sẽ tự động ngắt, an toàn khi sử dụng
– Bảo hành  trong vòng 6 tháng
Với nồi siêu tốc này cần tối thiểu mấy phút để đun sôi nồi đựng đầy nước ở 20oC. Quảng cáo có đúng không? Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K
Vẽ sơ đồ mạch điện trong đó có đèn báo, rơ le và dây đốt nóng của nồi.
Tính số tiền điện phải trả để đun sôi nồi nước trên. Biết giá điện là 2000đồng một số điện. 
Cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng của nồi điện là bao nhiêu? Tính điện trở của dây đốt nóng của nồi điện.
---HẾT---
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NAM TRỰC
HƯỚNG DẪN CHẤM KHẢO SÁT HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2015 -2016
Môn : Vật lí 
Bài 1 : (4 điểm)
a. Trọng lượng của thanh gỗ là:
P =10 m = 10.0,24 = 2,4 N
PA + PB = 2,4 N (0,25 điểm )
PA. GA = PB.GB
Vì GA= nên GB =
=>PA = 2 PB
=>PA =1,6 N; PB = 0,8 N (0,5 điểm )
Hai lực này bị triệt tiêu bởi sức căng của hai dây 
Vậy sức căng của dây OA là FA = PA =1,6 N
 OB là FB = PA = 0,8 N (0,25 điểm )
b. Khi nhúng trong chất lỏng có khối lượng riêng D1 thanh gỗ chịu tác dụng của lực đẩy Ac si mét đặt tại trung điểm của thanh 
Thể tích của thanh là
V = l .S = 40 . 5 = 200 cm3 = 200 .10-6 m3 (0,25 điểm )
Trọng lượng của chất lỏng bị gỗ chiếm chỗ là
P’ = V.D1.10 = 200.10-6.750.10 = 1,5 N (0,5 điểm )
P’ có thể phân tích thành hai lực P’A, P’B tại A và B vì P’ đặt tại trung điểm thanh nên
PA = PB = = 0,75 N (0,25 điểm )
Hai lực này đều nhỏ hơn sức căng của của hai dây nên hai dây vẫn bị căng và thanh vẫn nằm ngang.Nhưng sức căng của dây OA chỉ còn lại
F’A = FA –P’A = 1,6 - 0,75 = 0,85N (0,25 điểm )
Và của dây IB là 
F’B = FB –P’B = 0,8 – 0,75 = 0,05N (0,25 điểm )
 c. Trong chất lỏng có KLR D2 thì lực đẩy Ác si mét là
P’’= VD2 10 = 200.10-6 .900.10 = 1,8 N (0,5 điểm )
Lực đẩy này tác dụng vào đầu A hay đầu B là
P’’A= P’’B == 0,9N (0,5 điểm )
 Lực này vẫn còn nhỏ hơn FA nên dây OA vẫn bị căng nhưng P’’B lớn hơn FB nên đầu B của thanh bị đẩy lên dây IB chùng lại và thanh gỗ bị xoay cho đến lúc thẳng đứng
 Để thanh gỗ nằm ngang thì P’’B phải nhỏ hơn hoặc bằng FB=0,8 N tức là lực đẩy Ac si met của chất lỏng nhỏ hơn hoặc bằng 2FB =1.6N và KLR của chất lỏng nhỏ hơn:
Vậy để thanh nằm ngang KLR lớn nhất của chất lỏng có thể bằng 800 (0,5 điểm )
Bài 2: 
2.1: (1,5 điểm)
Do dđ Pđ = FA = dn. VCC (1) ( 0,25 điểm) 
Khi cục đá nóng chảy hoàn toàn , nước do đá tan ra có thể tích V2 và trọng lượng riêng d2 = dn.
Khối lượng của đá không đổi nên ta có Pđ = V2.d2 = V2.dn (2) (0,5 điểm)
Từ (1) và (2) ta có VCC = V2 (0,5 điểm)
Vậy mực nước trong cốc không đổi (0,25 điểm)
2.2: (3,5 điểm)
Gọi là nhiệt dung tổng cộng của chất lỏng chứa trong bình 2 sau lần trút thứ nhất (ở 200C), q là nhiệt dung của mỗi ca chất lỏng ở bình 1 trút vào (có nhiệt độ ) và x là nhiệt độ bỏ sót không ghi. 
Phương trình cân bằng nhiệt
- Khi múc 2 ca chất lỏng từ bình 2 vào bình 1 là
 (1) (0,5 điểm)
- Khi múc 3 ca chất lỏng từ bình 2 vào bình 1 là
 (2) (0,5 điểm)
-Khi múc ba ca chất lỏng từ bình 2 sang bình 1
 (3) (0,5 điểm)
Từ (2) và (3) ta được t1 = 800C ( 0,5 điểm)
Thay vào (3) => q2 = 3q (0,5 điểm)
Thay vào (1) ta được x= 350C. ( 0,5 điểm)
Vậy nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1 là 800C, nhiệt độ bỏ sót là 350C ( 0,5 điểm)
Bài 3: (6 điểm)
3.1 (4 điểm)
Khi AC = 1/5 AB => RAC = R1 =3Ω, RBC = RX = 12Ω
Khi K đóng.
 Mạch điện trở thành ( R1 //R3) nt( RX //R4) nt R2 
 Điện trở của mạch là: 
Cường độ dòng điện trong mạch là 
I = = 1,2 A 
Do I1> Ix nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D. (0,25 điểm)
Khi đó ampe kế chỉ IA = I1 – Ix = 0,4 (A) 
Ta có UV = U – U2 = U-I.R2 = 7,2 (V). Vậy vôn kế V chỉ 7,2 V (0,25 điểm)
UV1 = I. R13 = 2,4 (V). Vậy vôn kế V1 chỉ 2,4 V (0,25 điểm)
UV2 = I.R4x = 4,8 (V). Vậy vôn kế V2 chỉ 4,8 V (0,25 điểm)
K mở . Mạch trở thành ( R1 //R3) nt RX nt R2
I = = 2/3 (A) 
Vậy ampe kế chỉ 2/9 (A). (0,25 điểm)
Ta có UV = U – U2 = U-I.R2 = 28/3 (V). Vậy vôn kế V chỉ 28/3 (V) (0,25 điểm)
UV1 = I. R13 = 4/3 (V). Vậy vôn kế V1 chỉ 4/3 V (0,25 điểm)
UV2 = I.Rx = 8 (V). Vậy vôn kế V2 chỉ 8 V (0,25 điểm)
Số chỉ của vôn kế V2 bằng số chỉ của vôn kế V1.
R4x = R13 (0,5 điểm)
Rx = 7,5 (Ω) 
C ở chính giữa biến trở (0,5 điểm)
Khi K mở . đặt RAC = x ( 0≤ x≤15)
 (0,25 điểm)
 (0,25 điểm)
Ta thấy x tăng thì (-x) giảm và 114/x giảm nên IA tăng
=>IA đạt giá trị lớn nhất khi x = 15 hay con chạy C ở B (0,25 điểm) 
=> IA đạt giá trị nhỏ nhất khi x = 0 hay con chạy C ở A (0,25 điểm) 
 (0,25 điểm)
3.2 ( 2 điểm)
Khi cả K1, K2 đều mở:
 (1) (0,25 điểm)
Khi chỉ đóng K1 công suất P1, chỉ đóng K2 công suất P2 thì:
 (2); (0,25 điểm)
 (3) (0,25 điểm)
Khi đóng cả K1, K2 công suất P:
 (4) (0,25 điểm)
Từ (1) Þ (5) (0,5 điểm)
Thay (2), (3) và (5) vào (4) ta được:
 (0,5 điểm)
Bài 4: (3 điểm)
M
N
H
K
A
B
h
h
B'
A'
Gi¶i 
a) VÏ thÞ tr­êng cña hai ng­êi.
- ThÞ tr­êng cña A giíi h¹n bëi gãc MA’N,
 cña B giíi h¹n bëi gãc MB’N. (1 điểm)
- Hai ng­êi kh«ng thÊy nhau v× ng­êi nµy
 ë ngoµi thÞ tr­êng cña ng­êi kia. (0,5 điểm)
M
N
H
K
B
h
A
A'
b) A c¸ch g­¬ng bao nhiªu m.
Cho A tiÕn l¹i gÇn. §Ó B thÊy ®­îc ¶nh A’
 cña A th× thÞ tr­êng cña A ph¶i nh­ h×nh vÏ sau: (0,5 điểm)
 AHN ~ BKN 
-> (1 điểm)
Bài 5: ( 2điểm)
5.1.Nhiệt lượng cần để đun sôi 1,5 lít nước từ 200C là 
Q = cm.Δt = 4200.1,5. 80 = 504000 (J) = 0,14 (kWh)
Thời gian đun sôi 1,5 lít nước là (0,25 điểm)
Tương tự ta có thời gian để đun sôi 1,2 lít nước từ nhiệt độ trên là
R
K
Đ
Vậy quảng cáo là không đúng (0,25 điểm)
5.2.Sơ đồ mạch điện (0,5 điểm)
5.3. Số tiến điện phải trả là 0,14 . 2000 = 280 (đồng) (0,5 điểm)
5.4.Cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng của nồi điện là 
 (0,25 điểm)
 Điện trở của dây đốt nóng của nồi điện. (0,25 điểm)
Ghi chú: Mọi cách làm khác đúng vẫn cho điểm tối đa.