Đề thi chọn học sinh giỏi Vật lí 9 (Có đáp án) - Năm học 2016-2017 - Phòng GD & ĐT Thiệu Hóa

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
THIỆU HÓA
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
Năm học 2016 -2017
Môn: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 03/12/2016
Câu 1. (4,0 điểm): Trên một đường thẳng có 3 người chuyển động, một người đi xe máy, một người đi xe đạp và một người đi bộ ở giữa hai người kia. Ở thời điểm ban đầu, khoảng cách giữa người đi bộ và người đi xe đạp nhỏ hơn khoảng cách giữa người đi bộ và người đi xe máy hai lần. Người đi xe máy và người đi xe đạp đi lại gặp nhau với vận tốc lần lượt là 45km/h và 15km/h. Biết rằng cả ba người gặp nhau tại cùng một thời điểm. Xác định hướng chuyển động và vận tốc của người đi bộ ?
Câu 2. ( 4,0 điểm): Rót một lượng nước m1 = 0,5kg ở nhiệt độ t1= 200C vào một nhiệt lượng kế. Thả vào nhiệt lượng kế một cục nước đá có khối lượng m2 = m1 và nhiệt độ t2 = -150C. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của nhiệt lượng kế và môi trường. Cho nhiệt dung riêng của nước c1= 4200J/kg.K, của nước đá là c2 = 2100J/kg.K. Nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 3,4.105J/kg.
 a/ Tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. 
 b/ Để nhiệt độ của hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là 50C thì cần m1 là bao nhiêu? 
Câu 3. (5,0 điểm):
P
A
U
C
K
Đ
RX
N
M
R2
R1
 Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có hiệu điện thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở không đổi RĐ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể.
a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2. 
R
	b. Xác định giá trị của đoạn biến trở RX (từ M tới C) để đèn tối nhất khi khóa K mở.
	c. Khi khóa K mở, dịch con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn thay đổi thế nào? Giải thích.
 Câu 4. (4 điểm): Hai gương phẳng đặt song song với nhau sao cho các mặt phản xạ hướng vào nhau. Giữa hai gương đặt một ngọn nến.
a) Vẽ ảnh của ngọn nến được tạo thành bởi hệ gương.
b) Xác định khoảng cách giữa hai gương biết rằng khoảng cách giữa các ảnh của ngọn nến tạo thành bởi lần phản xạ thứ hai trên các gương là 40 cm.
Câu 5. (3 điểm): Hãy trình bày phương án xác định (gần đúng) khối lượng riêng của một vật nhỏ bằng kim loại
Dụng cụ gồm: Vật cần xác định khối lượng riêng, lực kế, ca đựng nước có thể nhúng chìm hoàn toàn vật, một số sợi dây nhỏ mềm có thể bỏ qua khối lượng. coi rằng khối lượng riêng của không khí là D1 và khối lượng riêng của nước là D2 đã biết.
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HUYỆN THIỆU HÓA
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI THI TỈNH
NĂM HỌC 2016 - 2017
Môn: Vật lý 9
Câu 
A
B
C
G
 Nội dung
 Điểm
Câu 1
(4,0 đ)
Gọi vị trí của người đi xe máy, đi bộ và đi xe đạp lần lượt là A, B, C.
Đặt: S = AC ; v1 = 45km/h ; v3 = 15km/h
Kể từ lúc xuất phát, thời gian người đi xe máy gặp người đi xe đạp là:
Chỗ gặp nhau tại G cách A là: 
Vì Người di bộ đi từ hướng chuyển động của người đi bộ là từ .
Vận tốc của người đi bộ là: 
0,5
0,5
0,5
1,0
1,5
Câu 2
(4,0đ)
a/ Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng:
Q1 = m1c1(t - 0) = 0,5. 4200.20 = 42000 (J). 
Để làm "nóng" nước đá tới 00C cần tiêu tốn một nhiệt lượng:
Q2 = m2c2(0 - t2)= 0,5.2100.[0- (-15)] = 15750 (J). 
Bây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá tan cần phải có một nhiệt lượng:
Q3 = L.m2 = 3,4.105.0,5 = 170000(J). 
Nhận xét:
Q1 > Q2 → Nước đá có thể "nóng" đến 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra
Q1 - Q2 = 42000 - 15750 = 26250 < 170000 = Q3 → Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần. Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần. Do đó nhiệt độ chung của hỗn hợp là 00C.
b/ Nước tỏa nhiệt: Q1 = c1.m1.15
nước đá thu nhiệt: Q2 = c2.m2.15
nước đá nóng chảy: Q3 = λ.m2
nước thu nhiệt: Q4 = c1.m2.5
Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 = Q2 + Q3 + Q4; từ đó tính được m1 = 3,1kg.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
1,0
Câu 3
(5,0 đ)
a) Khi K đóng và con chạy ở đầu N thì toàn bộ biến trở MN mắc song song với ampe kế. Khi đó mạch điện trở thành: (R2 // Đ) nt R1
Lúc này ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính
 (1)
Mặt khác: (2)
Từ (1) và (2) giải ra: R2 = 4,5Ω
b) Gọi điện trở của phần biến trở từ M tới con chạy là RX, như vậy điện trở của đoạn từ C đến N là R - RX. 
Khi K mở mạch điện thành: 
R1ntRXnt{R2//[(R-RXntRđ)]}
Điện trở toàn mạch: 
Cường độ dòng điện ở mạch chính: 
UPC = I.RPC = 
Cường độ dòng điện chạy qua đèn: (3)
Đèn tối nhất khi Iđ nhỏ nhất. Mẫu của biểu thức trong vế phải của (3) là một tam thức bậc hai mà hệ số của RX âm. Do đó mẫu đạt giá trị lớn nhất khi:
 hoặc phân tích: để RX = 3
Vậy khi Rx = 3Ω thì Iđ nhỏ nhất, đèn tối nhất.
c) Theo kết quả câu trên, ta thấy: Khi K mở, nếu dịch chuyển con chạy từ M tới vị trí ứng với RX = 3Ω thì đèn tối dần đi, nếu tiếp tục dịch chuyển con chạy từ vị trí đó tới N thì đèn sẽ sáng dần lên.
R2
P
C
U
Đ
RX
N
M
R-RX
R1
0,5
0,5
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
Câu 4
(4,0 đ)
Vẽ hình đúng:	
Gọi d là khoảng cách giữa
 hai gương từ đó xác định được
khoảng cách giữa S1’ và S2’ = 4d
G2
G1
S1
S1’
S
 S2
S2’
d
nên d = 10 cm	
2,0
1,0
1,0
 Câu 5
(3,0 đ)
Bước 1: Treo vật vào lực kế. đọc số chỉ lực kế khi vật ở trong không khí 
(P1).
Nhúng chìm vật trong nước. đọc số chỉ của lực kế khi vật bị nhúng chìm (P2)
Bước 2: Thiết lập các phương trình:
Gọi thể tích của vật là V, lực đẩy Acsimet khi vật ngoài không khí là FA1 và khi vật ở trong nước là FA2.
Khi vật trong không khí: P1 = P - FA1 = P – 10D1V (1)
Khi vật được nhúng chìm trong nước: P2 = P - FA2 = P – 10D2V (2)
Từ (1) và (2) ta có: V = (3)
Mặt khác. Từ (1) và (3) có: P = P1 + 10D1V = 
Vậy khối lượng của vật: m = 
Từ đó tính được khối lượng riêng của vật: D = 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5