Đề thi học sinh giỏi tỉnh Vật lí lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Sở 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: 120 phút
Ngày thi: . tháng 01 năm 2017
( Đề gồm 02 trang )
Câu 1(2,5điểm) 
 Một khách bộ hành lúc đầu đi trong một phần ba thời gian đi bộ trên đường đất với vận tốc v1= 2km/h; tiếp theo người đó đi trong một phần ba quãng đường đi bộ trên đường nhựa với vận tốc v2. Cuối cùng người khách liền quay trở lại địa điểm khởi hành theo đường cũ với vận tốc v3. 
	Tính vận tốc trung bình của người khách bộ hành trên cả đoạn đường đã đi. Hãy xác định giá trị nhỏ nhất có thể có của vận tốc v2. 
Câu 2(2,5điểm) 
Có một khối lập phương với khối lượng m= 2,048kg nổi trong một bình nước. Có một lò xo với một đầu gắn với đáy bình, còn một đầu thì gắn với tâm mặt dưới của khối lập phương. Lúc đầu lò xo ở trạng thái không biến dạng và một nửa khối lập phương nổi trên mặt nước, đồng thời bốn cạnh của nó hướng thẳng đứng. Sau một cơn mưa nước trong bình tăng h= 20,48cm và mặt nước ngang mặt trên của khối lập phương. 
	Xác định độ biến dạng l của lò xo và lực đàn hồi Fđh mà lò xo tác dụng lên khối lập phương. Biết khối lượng riêng của nước là Dn = 1g/ cm3.
Câu 3(2,5điểm)
Có hai bình cách nhiệt. Bình A chứa 6 lít nước ở nhiệt độ t1= 600C còn bình B chứa 2 lít nước ở t2= 200C . Đầu tiên người ta rót một lượng nước từ bình A sang bình B. Khi nước ở bình B đã cân bằng nhiệt, người ta lại rót nước từ bình B sang bình A để thể tích nước trong bình A là 5 lít. Khi đó nhiệt độ nước trong bình A là 570C. 
 Hỏi trong lần rót thứ nhất, phần nước ở bình A được đổ vào bình B có thể tích là bao nhiêu? Bỏ qua nhiệt dung riêng của các bình. Coi khối lượng riêng của nước không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Câu 4(2,5điểm) 
Dưới đây là các tham số chủ yếu của một loại xe đạp điện:
 Tốc độ cao nhất: 30km/h
 Một lần nạp điện xe đi được: 50km
 Ắc quy chì: 36V- 10Ah
Điện năng tiêu hao cho1lần nạp: 0,6kWh
Hiệu suất động cơ điện: 80%
Khối lượng xe: 40kg
Tiếng ồn tối đa: 60dB
1. Hãy nêu ý nghĩa của tham số 36V- 10Ah. 
2. Biết học sinh đi xe có khối lượng 50kg và xe chạy đều với vận tốc 6m/s; lực cản chuyển động bằng 0,02 tổng trọng lượng của người và xe. Hãy tìm công mà động cơ điện thực hiện trong vòng 30 phút và cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây động cơ?
3. Đi mô tô 100km tiêu thụ hết 2 lít xăng. Giá mỗi lít xăng là 17500 đồng; giá mỗi kWh điện là 1600 đồng. Tính xem dùng loại xe nào kinh tế hơn?
4. Ở góc độ bảo vệ môi trường hãy so sánh mức độ ô nhiễm do hai loại xe gây ra. 
HẾT
Chữ kí của giám thị 1:  
Chữ kí của giám thị 2: .. 
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 03 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
Ý
Nội dung
Điểm
1
Gọi T là tổng thời gian đi bộ của người khách bộ hành
 S là tổng quãng đường mà người đó đã đi; 
Thời gian đi bộ trên đường đất với vận tốc v1 =2km/h là: t1= 
Quãng đường người đó đi bộ trên đường đất với vận tốc v1: 
 S1= v1t1= 2. (1)
Quãng đường người đó đi trên đường nhựa với vận tốc v2: S2= 
Quãng đường mà người đó quay lại địa điểm cũ vận tốc v3: S3= 
Mặt khác: S1 = S – S2 – S3 = S - - = (2)
Từ (1,2) suy ra: S1= 2.= => S= 4T 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
- Nên VTTB của người khách bộ hành này trên cả quãng đường là:
 VTB= = = 4 (km/h) 
0,25
- Do người bộ hành đi trên đường đất với vận tốc v1 bằng 2km/h hết thời gian thì thời gian còn lại là : = t2 + t3 => t2 
 v2 = = 2 (km/h)
 ( thay S2= và T= S2= )
Vậy giá trị nhỏ nhất có thể có của vận tốc v2 là 2km/h và khi đó v3 là rất lớn
0,25
0,25
0,25
2
Gọi a là cạnh của hình lập phương
Lúc đầu lò xo không biến dạng thì: P = FA
 10m= => a = = 16 (cm)
0,25
0,25
Sau cơn mưa khối lập phương ngập nên lực đẩy Ac-si-met tăng lên làm lò xo biến dạng l. Vậy ta có:
 + l = h => l = h - = 20,48 - = 12,48 (cm)
Vậy lò xo có độ biến dạng l = 12,48cm
0,25
0,5
 0,25
Lúc này khối lập phương ở trạng thái cân bằng nên có:
 P + Fdh = F’A 10m + Fdh = 10a3.Dn
Suy ra: Fdh = 10( a3.Dn – m) = 10.( 0,163. 1000 – 2,048)= 20,48 (N)
 ( 16cm = 0,16m; 1 g/cm3 =1000kg/m3)
Vậy lực đàn hồi của lò xo Fdh = 20,48N
0,25
0,5
0,25
3
Gọi c là nhiệt dung riêng của nước; D là khối lượng riêng của nước
*Lần 1: Rót nước từ bình A à B một thể tích V1
 PTCB nhiệt ở bình B: cD. V1 (60- tCB) = cD.2.( tCB- 20) 
 V1 (60- tCB) = 2.( tCB- 20) (1)
0,25
0,5
* Lần 2: Rót nước từ bình B à A một thể tích V2
 Theo đề bài ta có: (6- V1) + V2 = 5
V2 = V1 – 1 (2)
PTCB nhiệt ở bình A: cD. ( 6- V1). (60-57) = cD. V2 (57- tCB) (3)
0,25
0,5
Từ (2;3) thì: ( 6- V1). 3 = (V1 – 1). (57- tCB) 
 V1 (60 – tCB) = 75 – tCB (4) 
 0,25
Từ (1;2) ta có: 2.tCB – 40 = 75 – tCB 
 tCB = 
0,25
Suy ra : V1 = = = » 1,7 ( l)
Vậy phần thể tích nước rót từ bình A sang bình B là 1,7 lít
0,25
0,25
4
1) 
Điện áp nạp ác quy là 36V, dòng điện nạp là 10A và thời gian nạp là 1 giờ
0,25
2)
Vì xe đạp điện chạy đều nên lực kéo bằng lực cản:
 Fkéo = Fcản = 0,02.10. (40+50) = 18 (N)
Trong 30 phút xe đạp đi được quãng đường:
 s = v.t = 6. 1800 = 10800 (m) (30ph = 1800s)
Động cơ xe đạp đã thực hiện một công A1 là:
 A1 = Fkéo .s = 18. 10800 = 194400 (J)
Công mà dòng điện đã thực hiện( công toàn phần) là: 
 A == = 243000 (J)
Ta có: A= UIt à I == = 3,75 (A)
Vậy công động cơ xe thực hiện được trong 30 phút là 194400J và cường độ dòng điện qua cuộn dây động cơ là 3,75A
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
3)
Đi xe mô tô 100km tiêu tốn: T1 = 2 . 17500 = 35000 (đồng)
Đi xe đạp điện 100km phải nạp ắc quy 2 lần điện năng tiêu hao là:
 A = 0,6 .2 = 1,2 (kWh)
Số tiền phải trả khi đi xe đạp điện: T2 = 1600 . 1,2 = 1920 ( đồng)
 » 2000 đồng
Vậy đi xe đạp điện kinh tế hơn nhiều so với đi xe mô tô
0,25
0,25
4) 
Ở góc độ bảo vệ môi trường thì đi xe đạp điện ưu việt hơn vì:
+ Xe đạp điện không thải ra khí độc hại như đi xe mô tô
+ Xe đạp điện ít gây tiếng ồn như xe mô tô 
0,25
---------------------------------------- Hết---------------------------------------------