Đề thi chọn học sinh giỏi vòng I môn Vật lý Lớp 9 - Đề 14- Năm 2014-2015 - Phòng GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT TPHD
L14
ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH LỚP 9
MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài:150 phút
( Đề này gồm 05câu, 01trang)
Câu 1 (2,0 điểm): Một cốc hình trụ đựng nước. Trong nước có 1 miếng gỗ hình trụ, chiều cao l, tiết diện đáy S, nổi 1 phần trên mặt nước đặt như hình 1.
 - Tính công phải thực hiện để nhấn chìm miếng gỗ xuống đáy cốc. Cho biết: 
 - Chiều cao ban đầu của nước trong cốc là l
l
l
Hình 1
- Tiết diện đáy cốc là Sc = 2 S; Trọng lượng riêng của gỗ là dg; Trọng lượng riêng của nước là dn (với dn= 2dg) 
A B 
V2
V1
N
C
K
M
D
Hình 2
Câu 2 (2,0 điểm): Có 2 bình cách nhiệt đựng 1chất lỏng nào đó. Một HS lần lượt múc từng ca chất lỏng ở bình 1 trút vào bình 2 và ghi nhiệt độ lại khi cân bằng nhiệt ở bình 2 sau mỗi lần trút 100c, 17,50c, rồi bỏ sót 1 lần không ghi, rồi 250c. Hãy tính nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt ở lần bị bỏ sót không ghi và nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1. Coi nhiệt độ và khối lượng của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 1 đều như nhau. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. 
Câu 3 (2,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 2. Biến trở có điện trở lớn nhất là Ro = 6000 W. Các vôn kê có điện trở lần lượt là R1= 2000 W, R2= 4000 W. Điện trở dây nối và khóa K đều không đáng kể, UMN không đổi và bằng 60 V.
a.Khóa K mở các vôn kế chỉ bao nhiêu?
b. Đóng khóa K. Tìm vị trí con chạy C để không có dòng điện qua khóa K. Khi 
đó các vôn kế chỉ bao nhiêu?
c.Đóng khóa K. Tìm vị trí con chạy C để hai vôn kế chỉ cùng 1 giá trị. Khi 
đó dòng điện qua khóa K là bao nhiêu và chạy theo chiều nào?
Câu 4 (1,5 điểm): Từ 1 trạm thủy điện nhỏ cách nhà trường 5 km người ta dùng dây tải điện có đường kính 2 mm, điện trở suất 1,57.10-8 Wm. Nhà trường cần lưới điện 220V, tiêu thụ công suất 10 kW.
a.Tính điện trở của đường dây tải điện.
b.Tính hiệu điện thế đầu đường dây do máy cung cấp.
c.Tính độ sụt thế trên đường dây, công suất hao phí trên đường dây và hiệu suất của đường dây.
d.Nếu muốn có hiệu suất 80 % thì đường dây phải có tiết diện bằng bao nhiêu?
B
A O1 O2
M
Hình 3
(Giả thiết là các dụng cụ điện dều có tính chất điện trở)
Câu 5 (2 điểm): Một vật sáng đặt song song với màn ảnh và cách màn ảnh 90cm (hình 3). Người ta dùng thấu kính để thu ảnh thật của vật trên màn ảnh, trục chính của thấu kính vuông góc với màn ảnh như hình 2. Người ta tìm thấy 2 vị trí của thấu kính cho ảnh thật rõ nét trên màn cách nhau 1 khoảng O1O2 = 30 cm.
a. Xác định vị trí đặt thấu kính và tiêu cự của thấu kính.
	b. So sánh độ lớn của ảnh thu được ứng với 2 vị trí trên của thấu kính.
--------Hết---------
PHÒNG GD&ĐT GIA LỘC
TRƯỜNG THCS ĐỒNG QUANG
L-05-HSG9-ĐQ-GL
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG TỈNH LỚP 9
MÔN:VẬT LÍ
 (Hướng dẫn chấm  gồm 03 trang)
Câu
Nội dung 
Điểm
Câu 1
(2,0điểm)
- Miếng gỗ nổi 1 phần trên mặt nước: Pg = FA ; dglS = dnlc S 
 lc= dglS/dnS = dgl/2dg = l/2
 Vậy chiều cao phần chìm của miếng gỗ là : x = l/2 
 Chiều cao phần nổi của miếng gỗ là: l/2
0,25 đ 
Vì dg = 1/2 dn Vn = 2Vg 
0,25 đ 
- Gỗ chìm trong nước thì thể tích nước dâng lên bằng thể tích gỗ. Thể tích gỗ nổi là: Vn =Vc = S l/2. 
0,25 đ
- Lực nhấn chìm miếng gỗ xuống đáy cốc là : 
 Fn = FA-P = dnSl – Sldn/2 = dnSl/2
0,25 đ
- Lực nhấn chìm miếng gỗ tăng từ 0 đến Fn 
- Lực nhấn trung bình là : Ftb = (0 + Fn)/2 = dnSl/4
0,25 đ 
- Công để nhấn chìm miếng gỗ vào nước là:
 A1 = Ftb h1( h1= l - x) A1= dnSl/4 .l/2 = dnSl2/8
0,25 đ 
- Gỗ chìm nốt phần thể tích là Sl/2 thể tích nước dâng lên là Sl/2
- Chiều cao cột nước dâng lên là: h2 = Sl:2:2S = l/4
0,25 đ 
- Công để nhấn chìm miếng gỗ xuống đáy cốc là: : 
 A2 = Ftb h2 = dnSl/4.l/4 = dnSl2/16
- Công phải thực hiện là: 
A = A1 + A2 = dnSl2/8 + dnSl2/16 = 3dnSl2/16
0,25 đ 
Câu 2
(2,0điểm)
- Gọi khối lượng một ca chất lỏng đã trút là m, khối lượng chất lỏng trong bình 1 là m1.
0,25 đ 
Kối lượng chất lỏng trong bình 2 là m2 , nhiệt độ của lần bị bỏ sót không ghi là t.
0,25 đ 
Niệt độ của chất lỏng trong bình 1 là t1 , nhiệt độ của chất lỏng trong bình 2 là t2. 
0,25 đ 
- Sau lần trút thứ nhất ta có: cm (t1- 10) = cm2( 10 – t2) (1)
0,25 đ 
- Sau lần trút thứ hai ta có: 
 cm (t1- 17,5) = c (m2+ m )( 17,5 - 10) (2)
0,25 đ 
 Sau lần trút thứ ba ta có: 
 cm (t1 - t) = c (m2 + 2m )( t – 17,5) (3)
0,25 đ 
- Sau lần trút thứ tư ta có: 
cm (t1- 25) = c (m2 + 3m )( 25- t) (4)
0,25 đ
- Đơn giản c ở 2 vế và giải hệ phương trình (1) , ( 2), (3) và (4) ta được: t = 220c; t1 = 40 
0,25 đ
3
(2,5điểm)
a. (0,25 điểm)
K mở. Hai vôn kế mắc nối tiếp nhau.
 Um= 60 V ;U1= 20 V; U2 = 40V
0,25 đ
b. (0,75 điểm)
K đóng, không có dòng qua khóa K;Cầu cân bằng
0,25 đ
Ta có: R1/RAC= R2/RCD; RAC= 2000W
0,25 đ
Vôn kế V1chỉ 20V, vôn kế V2 chỉ 40V.
0,25 đ
c. (1,5 điểm)
N
M . 
C
D
V2
V1
RAC=x
RCB=R0-x
Mạch điện có dạng
0,25 đ
- Để hai vôn kế chỉ cùng 1 giá trị thì: RMC=RCN 
0,25 đ
- Ta có PT: 2000x/(x+ 2000) = 4000(6000-x)/(10000-x)
- Thay 1000 W = 1kW ta có: 2x/(x+2) = 4(6 – x)/(10- x)
0,25 đ
- Giải ra ta có: x = 4. Vậy RAC= 4000 W
0,25 đ
- Dòng qua khóa K là : IK=IV1-IV2= 0,0075 A = 7,5 mA
0,25 đ
- Dòng qua khóa K chạy từ D đến C
0,25 đ
Câu 4
(1,5điểm)
a. (0,25 điểm)
R = pl/s = 1,57.10-8.104/3,14.(2.10-3)2 = 12,5 W
0,25 đ 
b. (0,5 điểm)
Dòng điện chạy trên dây tải cũng là dòng điện toàn phần nơi tiêu thụ: I = P/U = 10000/200 = 50 A
0,25 đ
- Hiệu điện thế đầu đường dây:
 U0 = U + Ud = 200 + IRd = 200 + 50.12,5 = 825 V
0,25 đ 
c. (0,5 điểm)
Độ sụt thế trên đường dây: Ud = IRd = 625 V
0,25 đ 
Công suất hao phí: Php= IUd= 625.50 = 31250 W
Hiệu suất: H = P/P0 = U/U0 = 200/825 = 24,24 %
0,25 đ
d. (0,25 điểm)
Muốn có hiệu suất 80 % thì:
H’ = U/U0’= 200/ (200 +50Rd)= 0,8. Giải ra ta được Rd= 1W
Gọi d’ là đường kính của dây cần tìm ta có:
1 = 1,57.10-8.104/3,14.d’2 ; d’= 7 mm
0,25 đ
Câu 5
(2,0điểm)
- Vẽ đúng 2 hình như hình vẽ
A
B
O1 O2
B1
A1
A
B
O1 O2
B1
A1
d2 d2’
d1 d1’
0,5đ
a. (0,75điểm)
- Ở vị trí thứ nhất của thấu kính ta có: 1/f = 1/d1+ 1/d1’ (1)
( d1, d1’ là khoảng cách từ vật và khoảng cách từ ảnh đến TK)
Và d1+d1’= L = 90 (2)
0,25 đ
- Ở vị trí thứ hai của thấu kính vật cách thấu kính d2.Nếu ta chọn d2= d1’ thì ảnh sẽ cách thấu kính một khoảng d2’ tính theo công thức (1): 1/f = 1/d1+ 1/d2’ (3)
- So sánh (1) với (3) ta tính được: 
d2’= d1 và d1+ d1’=d2+ d2 = L = 90 
Tức là 2 ảnh đều rõ nét trên màn 
- Ta có: d2- d1 = 30, suy ra : d1- d1’ = 30 (4) 
0,25 đ
- Giải hệ PT (3) và (4) ta được: 2d1’ = 90 + 30 = 120 ;
 d1’ = 60cm . Suy ra d1= 30 cm.
Thay vào (1) ta có:
1/f= 1/30 +1/60 ; f = 20 cm
0,25 đ
b. (0,75 điểm)
So sánh 2 ảnh A1B1 và A2B2 
- Ở vị trí thứ nhất ta có: A1B1/AB = d1’/d1 (5)
0,25 đ
- Ở vị trí thứ hai ta có: A2B2/AB = d2’/d2 (6)
0,25 đ
- Chia (5) cho (6) ta được:
 A1B1/A2B2 = (d1’/d1)( d2’/d2 ) = (60/30) (60/30) = 4 
Vậy : A1B1 = 4A2B2 
0,25 đ
-----Hết------