Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Vật lí lớp 9 - Năm học 2015-2016 - Phòng GD & ĐT Tam Đảo

PHÒNG GD VÀ ĐT HUYỆN 
TAM ĐẢO
------
ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG CHUẨN BỊ THI TỈNH
MÔN THI: VẬT LÍ 9
Thời gian làm bài: 150 phút
Ngày thi: 29 tháng 2 năm 2016
( Đề gồm 01 trang )
Câu 1(2,0điểm):
 Một thùng hình trụ đứng đáy bằng chứa nước, mực nước trong thùng cao 80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương có cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây (bỏ qua trọng lượng của sợi dây). Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 120N. 
 Biết: Trọng lượng riêng của nước; nhôm lần lượt là d1 = 1000N/m3; d2 = 27000N/m3; diện tích đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật.
Vật nặng rỗng hay đặc? Vì sao? 
Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo . Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không? 
Câu 2(2,0điểm):
 Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì, đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 50C. Sau đó lại đổ thêm một ca nước nóng nữa thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế lại tăng thêm 30C. Hỏi nếu đổ tiếp vào nhiệt lượng kế ba ca nước nóng cùng lúc thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa? (bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, các ca nước nóng được coi là giống nhau).
 R1 R3 R2
R4
A
A B
+ -
D
C
Câu 3(2,0điểm):
 Cho mạch điện (như hình vẽ). Trong đó: 
R1 = ; R2 = ; R3 = ; R4 = ; ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu mạch A,B là U = 30V. 
 a) Tính điện trở tương đương của mạch AB.
 b) Tìm chỉ số của ampe kế.
Câu 4(2,0điểm):
Một cậu bé đi lên núi với vận tốc 1m/s. Khi còn cách đỉnh núi 100m, cậu bé thả một con chó và nó bắt đầu chạy đi chạy lại giữa cậu bé và đỉnh núi. Con chó chạy lên đỉnh núi với vận tốc 3m/s và chạy lại phía cậu bé với vận tốc 5m/s. Tìm quãng đường mà con chó đã chạy được từ lúc được thả đến lúc cậu bé lên tới đỉnh núi.
Câu 5(2,0 điểm): 
	Hai vật nhỏ A1B1 và A2B2 giống nhau đặt song song với nhau và cách nhau 45cm. Đặt một thấu kính hội tụ vào trong khoảng giữa hai vật sao cho trục chính vuông góc với các vật. Khi dịch chuyển thấu kính thì thấy có hai vị trí của thấu kính cách nhau 15cm cùng cho hai ảnh: một ảnh thật và một ảnh ảo, trong đó ảnh ảo cao gấp hai lần ảnh thật. Tìm tiêu cự của thấu kính.
HẾT.
Chữ kí của giám thị thứ nhất: . . . . . . . . . . . . . 
Chữ kí của giám thị thứ hai: . . . . . . . . . . . . . . 
 Họ và tên thí sinh: . . . . . . . . . . . . .
 Số báo danh: . . . . . . . . . . . . . . . . .
PHÒNG GD VÀ ĐT HUYỆN 
TAM ĐẢO
ĐÁP ÁN
ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG CHUẨN BỊ THI TỈNH
MÔN THI: VẬT LÍ 9
 ( Đáp án gồm 04 trang )
I. HƯỚNG DẪN CHUNG:
+ Thí sinh làm bài theo cách riêng nhưng đáp ứng được yêu cầu cơ bản vẫn cho đủ số điểm.
+ Việc chi tiết hóa điểm số (nếu có) so với biểu điểm phải đảm bảo không sai lệch so với hướng dẫn chấm đã được thống nhất trong hội đồng chấm 
+ Sau khi cộng điểm toàn bài, điểm tổng của bài để lẻ đến 0,25đ .
II. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM: 
Câu 1(2,0điểm):
Đáp án
Điểm
10cm
 a. 
 + Thể tích vật V = 0,23 = 8.10-3 m3, giả sử vật đặc thì
 trọng lượng của vật P = V. d2 = 216N
 + Lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật: FA = V.d1 = 80N.
 + Tổng độ lớn lực nâng vật F = 120N + 80N = 200N
do F<P nên vật này bị rỗng. Trọng lượng thực của vật 200N. 
b. Khi nhúng vật ngập trong nước 
nên mực nước dâng thêm trong thùng là: 10cm.
 Mực nước trong thùng là: 80 + 10 = 90(cm).
 * Công của lực kéo vật từ đáy thùng đến khi mặt trên tới mặt nước: 
 - Quãng đường kéo vật: l = 90 – 20 = 70(cm) = 0,7(m).
 - Lực kéo vật: F = 120N
 - Công kéo vật: A1 = F.l = 120.0.7 = 84(J)
 * Công của lực kéo tiếp vật đến khi mặt dưới vật vừa lên khỏi mặt nước:
 - Lực kéo vật tăng dần từ 120N đến 200N 
 Kéo vật lên độ cao bao nhiêu thì mực nước trong thùng hạ xuống bấy nhiêu nên quãng đường kéo vật: l/ = 10 cm = 0,1m.
 - Công của lực kéo : A2 = 
 - Tổng công của lực kéo: A = A1 + A2 = 100J 
Ta thấy như vậy vật được kéo lên khỏi mặt nước .
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
 0,25
Câu 2(2,0 điểm):
Đáp án
Điểm
 Gọi m,c là khối lượng và nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế, m0, c0 là khối lượng và nhiệt dung riêng của 1 ca nước
t0, t lần lượt là nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế và của nước nóng.
 Nhiệt độ mà nhiệt lượng kế tăng thêm khi đổ 3 ca nước là 0C.
+ Nếu đổ 1 ca nước nóng:
 Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế thu vào khi tăng nhiệt độ thêm 50C:
 Q(thu1) = mc = 5 mc (J)
 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t0C (t0 + 5)0C
 Q(toả1) = m0c0= (J)
 Theo phương trình cân bằng nhiệt: 
 Q(thu1) = Q(toả1) 5mc = (1)
+ Nếu đổ thêm 1 ca nước nóng nữa: 
 Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và 1 ca nước ban đầu thu vào khi tăng nhiệt độ thêm 30C:
 Q(thu2) = (mc + m0c0) = 3 (m0c0 + mc) (J)
 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t0C (t0+3+5)0C
 Q(toả2) = m0c0 = (J)
 Theo phương trình cân bằng nhiệt: 
 Q(thu2) = Q(toả2) 3(m0c0 + mc) = (2)
+ Nếu đổ thêm 3 ca nước nóng nữa:
 Nhiệt lượng mà nhiệt lượng kế và 2 ca nước thu vào tăng nhiệt độ thêm 0C
 Q(thu3) = (2m0c0 + mc) = (2m0c0 + mc) (J)
 Nhiệt lượng mà nước toả ra để giảm nhiệt độ từ t0C (t0++8)0C
 Q(toả3) = 3m0c0 = (J)
 Theo phương trình cân bằng nhiệt: 
 Q(thu3) = Q(toả3) (2m0c0+mc) = (3)
 Chia các vế của (1) cho (2) ta có: 
 Thay 0C vào (1) mc = 3 m0c0 thay vào (3) 
 Nhiệt lượng kế tăng thêm khi đổ tiếp 3 ca nước nóng nữa. 
 0,25
0,25
 0,25
0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 3(2,0 điểm):
Đáp án
Điểm
a. Vì chập điểm A và C mạch điện như sau :
AC B
+ -
R1
R2
R4
R3
I
I2
I1
I4
I3
b. Ta có: IA = I – I1 , 
 Vậy am pe kế chỉ: IA = I – I1 = 2 – 0,8 = 1,2 (A)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4(2,0điểm):
Đáp án 
Điểm
- Gọi vận tốc của cậu bé là v; vận tốc của con chó khi chạy lên đỉnh núi là v1 và khi chạy xuống là v2. Giả sử con chó gặp cậu bé tại một điểm cách đỉnh núi một khoảng L, thời gian từ lần gặp này đến lần gặp tiếp theo là T.
- Thời gian con chó chạy từ chỗ gặp cậu bé tới đỉnh núi là L/v1. Thời gian con chó chạy từ đỉnh núi tới chỗ gặp cậu bé lần tiếp theo là (T - L/v1) và quãng đường con chó đã chạy trong thời gian này là v2(T - L/v1); quãng đường cậu bé đã đi trong thời gian T là vT. Ta có phương trình:
 (1)
- Quãng đường con chó đã chạy cả lên núi và xuống núi trong thời gian T là . Thay T từ pt (1) vào ta có:
 (2) 
- Quãng đường cậu bé đã đi trong thời gian T:
 (3) 
- Lập tỷ số (2) / (3) ta có : (4)
- Tỷ số này luôn không đổi, không phụ thuộc vào T mà chỉ phụ thuộc vào các giá trị vận tốc đã cho. Thay các giá trị đã cho vào ta có: ;
- Từ lúc thả chó tới khi lên tới đỉnh núi, cậu bé đi được 100m; trong thời gian này con chó chạy được quãng đường (m).
 0,25
 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 5(2,0 điểm):
Đáp án
Điểm
B1'
B1
I
B2
A2'
F
A1'
A1
A2
O'
F'
O
B2'
Gọi O và O' là hai vị trí quang tâm trên trục chính OO' = 15cm
Theo tính chất thuận nghịch ánh sáng. Ta có: A1O = O'A2
A1O + OO' + O'A2 = 45(cm) => A1O = O'A2 = 15(cm)
Từ (1) và (2)
Từ (3) và (4) 
Chia vế với vế của (*) và (**)ta có:
Vậy tiêu cự của thấu kính là 20cm.
(Học sinh nào làm theo công thức thấu kính và có chứng minh công thức thì vẫn cho điểm tối ta nếu đáp ứng được các yêu cầu của đề bài).
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
---------------------------------------- Hết---------------------------------------------