Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2014-2015 - Môn vật lí 9 thời gian làm bài 150 phút

SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH	KÌ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2014-2015
	Khóa ngày 17-3-2015 - Môn Vật lí 9
	Thời gian làm bài 150 phút
_____________________________________________________________________
Câu 1: (2,5 điểm) 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 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 = 10000N/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: (2,0 điểm) 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 lên 50C. Sau đó lại đổ thêm một ca nước nóng nữa thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 30C. Hỏi nếu đổ thêm vào nhiệt lượng kế cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa?
Câu 3: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ, nguồn có hiệu điện thế U = 3V, các điện trở r = 0,4, R1 = 1, R3 = 2, R4 = 4. Ampe kế A có điện trở không đáng kể. Biết rằng khi K ngắt, ampe kế chỉ 0,2A; khi K đóng, ampe kế chỉ 0. Hãy tính:
a) giá trị các điện trở R2 và R5? 
b) công suất của nguồn trong hai trường hợp đó?
Câu 4: (2,0 điểm) Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính 12cm. Thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1m/s theo phương vuông góc trục chính thấu kính. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng được giữ cố định.
Câu 5: (1,0 điểm)Cho các dụng cụ và vật liệu sau đây:
02 bình chứa hai chất lỏng khác nhau, chưa biết khối lượng riêng;
01 thanh thẳng, cứng, khối lượng không đáng kể;
02 quả nặng có khối lượng bằng nhau;
Giá đỡ có khớp nối để làm điểm tựa cho thanh thẳng; 
01 thước đo chiều dài;
Dây nối.
a) Trình bày phương án thí nghiệm xác định tỉ số khối lượng riêng của hai chất lỏng trên.
b) Từ đó suy ra cách xác định khối lượng riêng của một chất lỏng bất kỳ.
...................HẾT.................
Bài làm của HS huyện Lệ Thủy
C©u 1:
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.
Câu 2: 
Gọi nhiệt dung của nhiệt lượng kế là C1 có nhiệt độ ban đầu là t1
Gọi nhiệt dung của một ca nước là C2 có nhiệt độ ban đầu là t2
+ Lần 1: đổ một ca nước nóng vào NLK, NLK thu nhiệt: Q1 = 5C1
nước nóng toả nhiệt Q2 = C2[t2 - (t1+5)]
Ta có pt cân bằng nhiệt 5C1 = C2[t2 - (t1+5)] (1)
+ Lần 2: tiếp tục đổ một ca nước nóng vào NLK, NLK thu nhiệt: Q3 = 3C1 và một ca nước trong NLK thu nhiệt Q4 = 3C2
nước nóng toả nhiệt Q5 = C2[t2 - (t1+5+3)]
Ta có pt cân bằng nhiệt 3C1 + 3C2 = C2[t2 - (t1+5+3)] (2)
Từ (1) và (2) (t2 - t1) = 20
+ Lần 3: đổ một lúc 5 ca nước nóng vào NLK, Gọi t là độ tăng nhiệt độ của bình NLK. NLK thu nhiệt: Q6 = C1. t và hai ca nước trong NLK thu nhiệt Q7 = 2C2t
5 ca nước nóng toả nhiệt Q8 = 5C2[t2 - (t1+5+3+t)]
Ta có pt cân bằng nhiệt (C1 + 2C2)t = 5C2[t2 - (t1+5+3+t)]
 (3)
Từ (1) và (3) t = 6
Vậy, khi đổ thêm vào nhiệt lượng kế cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm t = 60C
Câu 3: a) Khi khóa K đóng, mạch điện trở thành mạch cầu với R5 là điện trở cầu, khi đó ampe kế chỉ 0 nên mạch cầu cân bằng suy ra R2 = 2. 
Khi khóa K ngắt mạch điện trở thành: R1 nt [R3 // (R4 nt R5)] nt r 
Tính Rtm theo R5 ; tính I mạch chính theo R5; tính UCB theo R5 ; tính Ia theo R5
Theo giả thiết Ia = 0,2 suy ra R5 = 4
b) Thay các giá trị R2 và R5 vào để tính Rtm trong 2 trường hợp khóa K đóng và khóa K mở, từ đó tính công suất của nguồn. Đáp số là 3W và 3,75W.
Câu 4 (2,0 điểm):
Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm truc phụ song song với tia tới SK.. Vị trí ban đầu của thấu kính là O.
Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển một quãng đường , nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường 
K
S
O
O1
I
S2
S1
F’
H
Vì	 (1)
Vì (2)
Xét tứ giác có và nên là hình bình hành, suy ra (3)
Từ (1), (2), (3) (4)
Mặt khác: (*)
 (**)
 Từ (*) và (**) 
 (5)
Từ (4) và (5) 
Ký hiệu vận tốc của thấu kính là , vận tốc của ảnh là thì 
Vậy vận tốc ảnh của nguồn sáng là 3 m/s
Câu 5: a) - Dùng thanh thẳng gắn lên giá đỡ tạo thành 1 đòn bẩy
- Dùng dây buộc 2 quả nặng treo về 2 phía của đòn bẩy cách điểm tựa một khoảng l
- Nhúng ngập hoàn toàn 1 quả nặng vào bình chứa chất lỏng 1, điều chỉnh khoảng cách từ điểm tựa đến điểm treo quả nặng sao cho đòn bẩy thăng bằng nằm ngang, dùng thước đo k/c từ điểm tựa đến điểm treo quả nặng 1 được l1. 
- Nhúng ngập hoàn toàn 1 quả nặng vào bình chứa chất lỏng 2, điều chỉnh khoảng cách từ điểm tựa đến điểm treo quả nặng sao cho đòn bẩy thăng bằng nằm ngang, dùng thước đo k/c từ điểm tựa đến điểm treo quả nặng 1 được l2 
- áp dụng ĐK cân bằng đòn bẩy cho mỗi trường hợp, rút ra tỉ số cần tìm.
D1/D2 = (l2/l1).(l1 – l)/(l2 – l) 
b)Trong 2 chất lỏng nói trên, nếu chọn 1 chất lỏng đã biết khối lượng riêng (như nước chẳng hạn) thì dễ dàng tính được KLR của chất lỏng còn lại.