Đề thi học sinh giỏi trường môn Vật lý lớp 9

TRƯỜNG THCS DIỄN TRƯỜNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG MÔN VẬT LÝ LỚP 9 NĂM HỌC 2012 – 2013 Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1: (4,0 điểm) Lúc 7 giờ hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h. Tìm khoảng cách giữa hai xe lúc 8 giờ. Xác định vị trí và thời điểm lúc hai xe gặp nhau. Bài 2: (3,0 điểm) Một ống chữ U có tiết diện trong 1,2cm2 chứa thủy ngân, nhánh bên trái có một cột chất lỏng khối lượng riêng D1 cao 9cm, nhánh bên phải có một cột chất lỏng khối lượng riêng D2 cao 8cm. Khi đó, mức thuỷ ngân ở hai nhánh chữ U ngang bằng nhau. Đổ thêm vào nhánh bên phải 10,2ml chất lỏng D2 nữa thì độ chênh lệch mức chất lỏng ở hai nhánh chữ U là 7cm. Xác định các khối lượng riêng D1 và D2. Biết khối lượng riêng của thủy ngân là 13,6kg/cm3 Bài 3: (4,0 điểm) Một nhiệt lượng kế có khối lượng m1= 120g, chứa một lượng nước có khối lượng m2= 600g ở cùng nhiệt độ t1= 20oC. Người ta thả vào đó hỗn hợp bột nhôm và thiếc có khối lượng tổng cộng m = 180g đã được nung nóng tới nhiệt độ t2 =100 oC. Nhiệt độ khi hệ cân bằng là t = 24 oC. Tính khối lượng m3 của nhôm, m4 của thiếc có trong hỗn hợp? Nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế, của nước, của nhôm, của thiếc lần lượt là: C1= 460J/kg.K; C2= 4200J/kg.K; C3= 900J/kg.K; C4 = 230J/kg.K. Bài 4: (4,0 điểm) Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2kg nước ở 25oC. Muốn đun sôi lượng nước đó trong 20 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là C = 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là C1 = 880J/kg.K và 30% nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh. Bài 5:(5,0 điểm). Cho đoạn mạch như hình vẽ. R1 B K1 K2 Biết R1 = 1Ω, R2 = R3 = 3Ω, R4 = R5 = 4Ω. Tính điện trở A R2 R3 R4 tương đương của đoạn mạch AB nếu: a. K1, K2 mở. R5 b. K1 mở, K2 đóng. c. K1 đóng, K2 mở. d. K1, K2 đóng. -Hết- THCS Diễn Trường HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ 9 ( HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2012 – 2013) ------------------------------- Bài 1: (4,0 điểm) a) Lúc 8h cả 2 xe đều đi được 8h - 7h=1h Khoảng cách 2 xe là: 96 - (v1+v2).t = 96 – (36+28).1 = 32 (km)........ (1đ) b) Thời điểm 2 xe gặp nhau: Khi đó: S1 + S2 = S.............................................................................. (0,5đ) v1.t + v2.t = 96................................................................................ (0,5đ) .................................................................................. (0,5đ) t = 1,5h............................................................................................ (0,5đ) Khi đó 2 xe cách A một khoảng: 36.1,5 = 54 (km) hoặc 96 - 28.1,5 = 54(km) ...................................... (1đ) Bài 2: (3,0 điểm) Khi mức thủy ngân ở hai nhánh ống ngang bằng nhau, thì trọng lượng hai cột chất lỏng bằng nhau, do đó: D2 = D1........................................................................(0,5đ) Đổ thêm chất lỏng, cột chất lỏng D2 cao thêm được: h = = = 8,5 (cm)..............................................(0,5đ) Như vậy mực thuỷ ngân trong ống chứa chất lỏng D1 đã dâng lên so với mức thủy ngân trong ống chứa chất lỏng D2 là: (8+8,5) – (9+7) = 0,5cm ...........................(0,5đ) Trọng lượng của cột thủy ngân 0,5cm này chính bằng trọng lượng của cột chất lỏng D2 đổ thêm vào. Vậy khối lượng riêng của chất lỏng D2 là: D2 = 13,6. = 0,8 (g/cm3) hay D2 = 800kg/m3 ...........(o,5đ) Khối lượng riêng của chất lỏng D1 là: D1 = D2 = kg/m3......................................(1,0đ) * Học sinh có thể làm theo công thức tính áp suất chất lỏng, đúng cho điểm tối đa Bài 3: (4,0 điểm) Nhiệt lượng do bột nhôm và thiếc toả ra: + Nhôm : Q3 = m3. C3 .(t2- t1) ....................................................(0,5đ) + Thiếc: Q4 = m4. C4 .(t2- t1)...................................................... (0,5đ) Nhiệt lượng do nhiệt lượng kế và nước hấp thụ: + Nhiệt lượng kế: Q1 = m1. C1 .(t - t1)..........................................(0,5đ) + Nước: Q2 = m2. C2 .(t - t1)........................................................ (0,5đ) Khi có cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 ( m1. C1 + m2. C2) .(t - t1) = (m3. C3 + m4. C4) .(t2- t1).............(0,5đ) m3. C3 + m4. C4 = m3. C3 + m4. C4 = m3. 900 + m4. 230 = 135.......................................................(0,5đ) Theo đề bài : m3 + m4 = 0,18 m3 = 0,18 – m4 (0,18 – m4). 900 + m4. 230 = 135 m4 = 0,4...................................... (0,5đ) m3 = 0,14 Khối lượng của nhôm m3 = 140 gam và thiếc m4 = 40 gam................(0,5đ) Bài 4: (4,0 điểm) Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ 25oC tới 100oC là: Q1 = m1c1 ( t2 – t1 ) = 0,5.880.(100 – 25 ) = 33000 ( J )..............(0,5đ) Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ 25oC tới 100oC là: Q2 = mc ( t2 – t1 ) = 2.4200.( 100 – 25 ) = 630000 ( J )...............(0,5đ) Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: Q = Q1 + Q2 = 663000 ( J ) ( 1 )..........................(0,5đ) Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 20 phút là: ......................................................(0,5đ) mà Qtp = A = P.t ...........................................................(0,5đ) ( 2 )..........................(0,5đ) Tính hiệu suất: H = 100% - 30% = 70%..............................................(0,5đ) Từ ( 1 ) và ( 2 ) : P = ........................ (0,5đ) Câu 5:(5,0 điểm). A R2 R1 B a. Khi K1, K2 mở. Mạch điện được vẽ lại như trên: (0,5đ) Ta thấy (R1nt R2) nên: RAB = R1 + R2 = 1 + 3 = 4 (Ω) (0,5đ) b. Khi K1 mở, K2 đóng. Mạch điện được vẽ lại như sau: A R2 R1 B R5 (0,5đ) Ta thấy (R1nt R2)// R5 nên: R12 = R1 + R2 = 1 + 3 = 4 (Ω) (0,5đ) RAB = = 2(Ω) (0,5đ) c. K1 đóng, K2 mở. Mạch điện được vẽ lại như sau: R1 A R2 R3 R4 B (0,5đ) Ta thấy (R3nt R4)// R1 nt R2 nên ta có: R34 = R3 + R4 = 3 + 4 = 7(Ω) (0,25đ) R134 = (Ω) (0,25đ) RAB = R1234 = R134 + R2 = + 3 = (Ω) (0,5đ) d. Khi K1, K2 đóng. Mạch điện được vẽ lại như sau: R1 A R2 R3 R4 B (0,25đ) R5 Ta thấy (R3nt R4) // R1 nt R2 // R5 . RAB = 2(Ω) (0,75đ)