Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS môn Vật lí - Năm học 2018-2019 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TỈNH NINH BÌNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 9 THCS CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2018-2019
Môn: Vật lí
Ngày thi: 13/3/2019
Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề thi gồm 05 câu trong 02 trang.
Câu 1. (5.0 điểm)
Hai bến A và B dọc theo một con sông cách nhau 9 km, có hai ca nô xuất phát cùng lúc, chuyển động ngược chiều nhau với cùng vận tốc so với nước đứng yên là V. Tới khi gặp nhau trao cho nhau một thông tin nhỏ với thời gian không đáng kể rồi lập tức quay trở lại bến xuất phát ban đầu thì tổng thời gian cả đi và về của ca nô này nhiều hơn ca nô kia là 1,5 giờ. Còn nếu vận tốc so với nước của hai ca nô là 2V thì tổng thời gian đi và về của hai ca nô hơn kém nhau 18 phút. Hãy xác định V và vận tốc u của nước.
AA
R
R
R
R
R
R
BB
R
A
R
R
Hình 1
C
D
E
F
Câu 2. (5.0 điểm) 
1. Cho mạch điện (hình 1), các điện trở có cùng giá trị R. Hiệu điện thế hai đầu mạch A, B có giá trị không đổi, Ampe kế coi là lí tưởng.
a. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch điện theo R.
b. Tìm biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB theo R, biết Ampe kế chỉ giá trị IA = 3,2A.
c. Khi điện trở R màu đen trong mạch bị hỏng nên không thể dẫn điện, xác định số chỉ của Ampe kế khi đó?
2. Một khung làm bằng dây dẫn đồng chất, tiết diện đều gồm một vành tròn bán kính R và một tam giác đều (hình 2). Người ta mắc hai điểm C và D với một hiệu điện thế không đổi. Tính theo R khoảng cách x từ C đến D để điện trở của khung là cực đại. 
Hình 2
C
D
Câu 3. (4.0 điểm)
Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt hình cầu bán kính R = 6 cm đã được nung nóng tới nhiệt độ t = 3250C lên mặt một khối nước đá rất lớn ở 00C. Hỏi viên bi chui vào khối nước đá đến độ sâu bao nhiêu? Bỏ qua độ nóng lên của đá đã tan. Cho khối lượng riêng của sắt là D = 7800 kg/m3, khối lượng riêng của nước đá là D0 = 915 kg/m3, nhiệt dung riêng của sắt là C = 460J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là= 3,4.105 J/kg. Thể tích hình cầu được tính theo công thức với R là bán kính.
Câu 4. (4.0 điểm)
1. Đặt vật sáng AB dạng mũi tên trước một thấu kính cho ảnh A’B’ = AB, khi dịch chuyển vật sáng AB theo phương trục chính một khoảng 9cm thì cho ảnh A”B” = AB. Biết vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính của thấu kính và tiêu cự f > 15cm.
a. Thấu kính trên là thấu kính gì? Vì sao? 
b. Hãy tìm tiêu cự của thấu kính. 
2. Đặt một điểm sáng S trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm, cách thấu kính 25cm. Sau đó cưa thấu kính làm hai nửa bằng nhau và tách rời 2 nửa theo phương vuông góc với trục chính cho đến khi cách nhau 1cm nhưng vẫn cách đều trục chính. Tính khoảng cách giữa 2 ảnh thu được.
Câu 5. (2.0 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. Nêu phương án thí nghiệm xác định tỉ số khối lượng riêng của hai chất lỏng trên.
------HẾT------
Giám thị không giải thích gì thêm.
Họ và tên thí sinh :..................................................... Số báo danh:.....................................
Họ và tên, chữ ký:
Giám thị 1:.........................................................................................
Giám thị 2:.........................................................................................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TỈNH NINH BÌNH
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN HSG LỚP 9 THCS CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2018-2019
Môn: Vật lí - Ngày thi 13/3/2019
 (Hướng dẫn chấm này gồm 05 trang)
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 1
(5,0 điểm)
Giả sử nước sông chảy đều theo hướng từ A đến B với vận tốc u.
* Trường hợp vận tốc ca nô so với nước là V, ta có:
	Vận tốc của ca nô khi xuôi dòng là: V1= V+ u.
	Vận tốc của ca nô khi ngược dòng là: V2= V- u.
0.25
0.25
-Thời gian tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau tại C là t, gọi quãng đường AC = S1, BC= S2, ta có:t = 	(1)
0,5
- Thời gian ca nô từ C trở về A là:	t1=	(2)
- Thời gian ca nô từ C trở về B là:	t2=.	(3)
0,25
0,25
- Từ (1) và (2) ta có thời gian đi và về của ca nô đi từ A là: 
	TA= t+ t1=	( với S= S1+S2)	(4)
0,5
- Từ (1) và (3) ta có thời gian đi và về của ca nô đi từ B là: 
	TB= t+ t2=	(5)
0,5
- Theo bài ra ta có: TA- TB= = 1,5	 ( 6 )
0.5
* Trường hợp vận tốc ca nô là 2V, tương tự như trên ta có:
	T'A- T'B= = 0,3	 (7)
0,5
Từ (6) và (7) ta có : 0,3(4V2- u2) = 1,5(V2- u2) 
=> V = 2u	(8)
Thay (8) vào (6) ta được u = 4km/h, V = 8km/h.
0,5
0.5
0.5
Câu 2
(5,0 điểm)
1. a. (1.0 điểm)
+ Chập hai đầu Ampe kế mạch điện được vẽ lại như hình sau :
B
R
R
R
R
R
R
R
R
A
R
E
C
F
D
Sơ đồ mạch điện: R nt {{R nt [R // (R nt R)]} // {R nt [R // (R nt R)]}} 
0.5
0.25
0.25
I
IA
I1
I2
I3
I5
I4
I6
A
1.b. (1.25 điểm)+ Giả sử chiều dòng điện trong mạch được biểu diễn như hình vẽ.
+ Do các điện trở trong mạch đều bằng nhau. Nên:
+ 
+ I2.R = I3.2R ® I2 = 2I3 « I3 = 0,5 I2 (3)
0.25
Từ (1); (3) ta có :
® (4)
0.25
+ Số chỉ của Ampe kế là:
0.25
+ Theo đề: IA = 3,2 (A) 
0.25
+ Ta có: UAB = I.Rtđ = (*)
0.25
1.c.(0.75 điểm)
A
R
R
R
B
R
A
R
+ Khi điện trở R màu đen trong mạch bị hỏng nên không thể dẫn điện. mạch điện được vẽ lại như hình.
+ Sđm: R nt R nt [(R nt R) // R]
0.25
+ 
0.25
+ 
0.25
2.(2.0 điểm)
X
Y-X
Z
Y
Z
Y
Z
Ký hiệu điện trở của một phần ba vành tròn là Z, điện trở một cạnh của tam giác là Y và điện trở của đoạn x là X. Khi đó khung dây sẽ tương đương với mạch điện như sau: 
X
A
Y-X
Mạch tương đương
0.25
Ký hiệu điện trở tương đương của vành tròn và hai cạnh tam giác là A, khi đó ta có điện trở toàn phần Rm của mạch là:
Rm= A+Y-XXA+Y+X-X= A+Y-XXA+Y 
 (A+Y– X)+X = A+Y là không đổi.
0.25
Vậy tích của hai số hạng sẽ lớn nhất khi hai số hạng bằng nhau: 
 A+Y-X= X →X= A+Y2 (*)
0.25
Điện trở Z tỷ lệ với độ dài của một phần ba vành tròn, tức Z= ρ2πR3 trong đó ρ là điện trở của một đơn vị dài của dây dẫn; còn điện trở Y của cạnh tam giác có thể viết dưới dạng: Y=ρ3R. 
 Khi đó: 
0.25
 x =X/ρ. Thay biến mới : y = Y/ρ, và = A/ρ. Khi đó, theo (*), x được viết dưới dạng tương tự
x=12∝+y=12.2yz2+3y2z+yz23yz+z2=12.3y(y+z)(3y+z)
0.5
Thay giá trị của y và z vào, ta được :
x=1233R(3R+2πR3)33R+2πR3=33R233+2π93+2π=R27+63π183+4π≈1,36R
0.5
Câu 3
(4 điểm)
- Có thể xem kích thước khối nước đá rất lớn so 
với viên bi nên sau khi cân bằng nhiệt thì nhiệt 
độ cân bằng là .
- Nhiệt lượng mà viên bi toả ra để hạ nhiệt độ 
xuống là: 
0.5
- Giả sử có m2 (kg) nước đá tan ra do thu nhiệt của viên bi toả ra, thì nhiệt lượng được tính theo công thức: 
0.5
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt, ta có: ;
0.5
- Thể tích của khối lượng đá tan ra tính được là: 
0.5
- Thể tích là tổng thể tích của một hình trụ có chiều cao h và thể tích của một nửa hình cầu bán kính R, ta có: 
 suy ra: 
0.5
0.5
- Vậy viên bi chui vào khối nước đá một độ sâu H là:
0.5
- Thay các giá trị vào ta có:
	 (cm)
0.5
Câu 4
(4 điểm)
1.(2.75 điểm)
a) Khi dịch chuyển AB cho ảnh . 
Thấu kính cho ảnh lớn hơn vật là thấu kính hội tụ (vì vật AB là vật thật).
0.5
b) Vật AB cho ảnh A’B’ nhỏ hơn vật nên ở vị trí này AB nằm ngoài khoảng 2f. Ta vẽ đươc như hình 1.
Hình 1
Do f > 15cm, mà khi ta dịch vật một đoạn 9cm < f , do đó AB phải nằm trong khoảng từ f đến 2f. Ta được hình vẽ thứ 2.
Hình 2
0.25
0.25
Xét hình 1
0.5
Xét hình 2
Vì AB dịch 2cm nên ta có: 
0.5
0.5
0.25
2. Cưa thấu kính thành 2 nửa và tách rời 2 nửa thì mỗi nửa là một thấu kính nên qua 2 nửa thấu kính, S cho 2 ảnh S1 và S2 là ảnh thật.
S
S1
S2
O1
O2
O
O’
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 5
(2.0 điểm)
+ Treo hai vật vào hai đầu thanh thẳng làm đòn bẩy.
+ Một vật nhúng vào chất lỏng; điều chỉnh đòn bẩy cân bằng.
+ Lần lượt làm như vậy với hai chất lỏng (Hình vẽ). 
+ Dùng thước đo các khoảng cách OA = lA và OB = lB. 
+ Với chất lỏng thứ hai khoảng cách O’A’ = và O’B’ = 
A
B
O
lA
lB
0.5
Ta có:	
((1): đối với chất lỏng thứ nhất - (2): đối với chất lỏng thứ hai)
F và F’ là lực đẩy Ac-si-mét tác dụng vào vật khi chìm trong chất lỏng.
0.25
0.5
0.25
0.25
(Với D và D’ là khối lượng riêng của các chất lỏng.
0.25
* Ghi chú: 1. Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó.
2. Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng cho nửa số điểm của ý.
3. Ghi công thưc đúng mà thay số sai thì cho nửa số điểm của ý đó.
-----------Hết-----------
4. Nếu sai hoặc thiếu đơn vị 2 lần trở lên thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài.