Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi tỉnh môn: Vật lí 9 năm học 2012 -2013 (thời gian làm bài 120 phút không kể thời gian giao đề)

ĐỀ CHÍNH THỨC ( Đề gồm 1 trang) PHÒNG GD&ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI TỈNH MÔN: VẬT LÍ 9 Năm học 2012 -2013 (Thời gian làm bài 120 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1: Trên một đường thẳng, có 3 xe xuất phát từ A đến B. Xe thứ nhất chuyển động với vận tốc V1 = 12 km/h, xe thứ hai xuất phát muộn hơn xe thứ nhất 20 phút với vận tốc V2 = 15 km/h. Xe thứ ba xuất phát muộn hơn xe thứ hai 20 phút lần lượt gặp hai xe kia tại các vị trí cách nhau một khoảng ∆S = km. Tính vận tốc của xe thứ 3. Câu 2: Một bình thông nhau có hai nhánh chứa dầu có trọng lượng riêng d = 8000 N/m3. Nhánh thứ nhất được đậy bằng Píttông có khối lượng m1 = 3 kg, nhánh thứ hai được đậy bằng Píttông có khối lượng m2 = 4 kg. Khi đặt một vật nặng có khối lượng m3 = 6 kg lên Píttông thứ nhất thì Píttông thứ nhất thấp hơn Píttông thứ hai một đoạn h1 = 40cm. Khi đặt một vật nặng có khối lượng m3 lên Píttông thứ hai thì Píttông thứ nhất cao hơn Píttông thứ hai một đoạn h2 = 30cm. Nếu không đặt vật nặng lên các Píttông thì Píttông nào thấp hơn, thấp hơn một đoạn bao nhiêu? Câu 3: Có hai bình cách nhiệt giống nhau. Bình 1 đựng nước đá ở nhiệt độ t1 = -300C, bình 2 chứa nước ở nhiệt độ t0 có cùng chiều cao với cột nước đá là 20cm và bằng một nửa chiều cao của mỗi bình. Người ta đổ hết nước từ bình hai sang bình một thì thấy khi có cân bằng nhiệt mực nước hạ xuống 0,5cm. Tính t0. Biết nhiệt dung riêng của nước là 4,2J/g.K, của nước đá là 2,1J/g.k, nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 340J/g. Khối lượng riêng của nước là 1g/cm3 của nước đá là 0,9g/cm3. Câu 4: Có n bóng đèn loại 6V-12W được mắc nối tiếp thành một mạch kín trên các cạnh của một đa giác n cạnh. Gọi các đỉnh của đa giác lần lượt là A1,A2, , Am. Đặt một hiệu điện thế không đổi mắc nối tiếp với điện trở R0 = 4Ω vào hai đỉnh Am và A1 hoặc Am và A3 của vòng đèn thì thấy trong cả hai trường hợp công suất tiêu thụ của vòng đèn là như nhau nhưng độ sáng các đèn trong hai trường hợp khác nhau. Tính số bóng đèn đã sử dụng. Câu 5: Dây tóc của bóng đèn thứ nhất có công suất P1 = 60W, hoạt động ở hiệu điện thế U1 = 110V, có chiều dài L1 = 800mm và đường kính d1 = 0,08 mm. Tìm chiều dài và đường kính của dây tóc bóng đèn thứ hai có công suất P2 = 15W, hoạt động ở hiệu điện thế U2 = 220V. Coi nhiệt lượng tỏa ra môi trường tỷ lệ với diện tích tiếp xúc của dây tóc với môi trường, nhiệt độ của hai dây tóc khi hoạt động là như nhau và không đổi, bỏ qua sự truyền nhiệt do tiếp xúc ở hai đầu dây tóc. ---------------------------------- Hết ------------------------------- Họ và tên thí sinh:. Số báo danh: . PHÒNG GD & ĐT THANH CHƯƠNG HD CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN VÒNG 2 Môn thi: VẬT LÍ 9 - NĂM HỌC: 2012 – 2013 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM Câu Nội dung Điểm 1 2đ Gọi vận tốc người thứ 3 là V3 ( V3 > V2) Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ nhất cách A là: Khi người thứ 3 bắt đầu xuất phát thì người thứ hai cách A là: Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ nhất là: Quãng đường người thứ 3 đi được đến khi gặp người thứ hai là: Ta xét các trường hợp sau: *TH1: Người 3 gặp người 1 trước. Ta có: S4 – S3 = ∆S ó 15V3(V3 -12) – 24V3( V3-15) = 10(V3 – 12)(v3 – 15) ó 19V32 – 450 V3 + 1800 = 0 Giải trường hợp này ra ta có V3 ≈ 5,1 ( loại ) hoặc V3 ≈ 18,6 km/h *TH 2: Người 3 gặp người 2 trước. Ta có S3 – S4 = ∆S ó V32 – 90V3 + 1800 = 0 Giải trường hợp này ra ta có V3 = 30 km/h hoặc V3 = 60 km/h Vậy vận tốc của người thứ 3 có thể đạt các giá trị: 0,5 0,5 0,5 0,5 2 1đ Gọi tiết diện của nhánh thứ nhất và nhánh thứ hai lần lượt là S1 và S2 Khi đặt m3 lên pittong thứ nhất: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ nhất ở sát dưới pittong, ta có: (1) Khi đặt m3 lên pittong thứ hai: Xét áp suất tại hai điểm ở hai nhánh trên cùng mặt phẳng nằm ngang, bên nhánh thứ hai ở sát dưới pittong, ta có: (2) Từ (1) và (2) thay các giá trị vào, giải ra ta được: Áp suất do Pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ nhất là: Áp suất do Pitong tác dụng lên chất lỏng ở nhánh thứ nhất là: Do áp suất của các Pitong tác dụng lên chất lỏng như nhau, nên các Pitong ở cùng một độ cao. 0,5 0,5 0,5 0,5 3 2đ Khi cân bằng nhiệt độ cao của nước bị giảm xuống, chứng tỏ đã có nước đá chuyển thành nước. Gọi khối lượng nước đá đã tan là mt với thể tích khi ở trạng thái đá là V1 khi ở trạng thái nước là V2 , h1 là độ cao của cột nước đá đã bị nóng chảy. V1Dđ = V2Dn => h1SDđ = (h1 – 0,5) SDn => h1 = 5cm. Vậy đã có khối lượng nước đá bị nóng chảy, nhiệt độ cân bằng là 00 C. Ta có phương trình cân bằng nhiệt: mđ.Cđ.( 0 – 30 ) + mđ. λ = mnCn ( t0 – 0 ) ( 1 ) Mặt khác ta có thể tích của nước và đá ban đầu như nhau bằng một nửa thể tích mỗi bình, ta có : ( 2 ) Thay ( 2 ) vào ( 1 ) ta được : 2,1 . 30. 0,9 mn + 0,25. 340. 0,9 mn = 4,2 mn t0 => t0 = 31,7 0C. 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 4 2đ Điện trở của mỗi bóng đèn là : + Khi nguồn điện được mắc vào các đỉnh An và A1 thì vòng đèn gồm hai nhánh song song: Nhánh 1 có 1 bóng đèn, nhánh 2 gồm n - 1 bóng đèn mắc nối tiếp. Điện trở của toàn bộ vòng đèn là: Công suất của vòng đèn là: + Khi nguồn điện được mắc vào các đỉnh Am và A3 thì vòng đèn gồm hai nhánh song song: Nhánh 1 có 3 bóng mắc nối tiếp, nhánh 2 gồm m - 3 bóng mắc nối tiếp. Điện trở của toàn bộ vòng đèn là: Công suất của vòng đèn là: Ta có P1 = P2 => R1( R0 + R2)2 = R2(R0 + R1)2 => ( R1 – R2 ) (R02 – R1R2 ) = 0 Do các đèn có độ sáng khác nhau nên R1 ≠ R2 và R1R2 = R02. Vậy số bóng cần phải dùng trong mạch điện kể trên là n = 9 bóng. 0,5 0,5 0,5 0,5 5 2đ Điện trở của bóng đèn 1 là: Điện trở của bóng đèn 2 là: (1) Nhiệt lượng mà dòng điện cung cấp cho dây tóc khi đang hoạt động nhằm mục đích bù lại phần mất mát ra môi trường. Gọi nhiệt lượng của dây tóc tỏa ra môi trường trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích là K. Ta có Với bóng đèn thứ nhất: P1t = Sxq1K.t Với bóng đèn thứ nhất: P2t = Sxq2K.t (2) Từ (1) và (2) Và l2 = l1 = 800mm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,75 Nếu học sinh giải theo các cách khác đúng vấn cho điểm tối đa