Đề thi HSG Vật Lý 9 có đáp án Phòng GD&ĐT Thái Nguyên 2017

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO                               ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

                  THÁI NGUYÊN                                           MÔN: VẬT LÝ- NĂM HỌC 2016-2017

                                       

Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian giao đề)

 

Bài 1:(3.0điểm)           

            Trong bình hình trụ,tiết diện S chứa nước có chiều cao H = 15cm .Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi trong nước thì mực nước dâng lên một đoạn h = 8cm.

            a)Nếu nhấn chìm thanh hoàn toàn thì mực nước sẽ cao bao nhiêu ?(Biết khối lượng riêng của nước và thanh lần lượt là D₁ = 1g/cm³ ; D₂ = 0,8g/cm³

            b)Tính công thực hiện khi nhấn chìm hoàn toàn thanh, biết thanh có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm².   

Bài 2:(2,0diểm)

            Một bếp dầu đun sôi 1 lít nước đựng trong ấm bằng nhôm khối lượng  m₂ = 300g thì sau thời gian t₁ = 10 phút nước sôi .Nếu dùng bếp trên để đun 2 lít nước trong cùng điều kiện thì sau bao lâu nước sôi ?(Biết nhiệt dung riêng của nước và nhôm lần lượt là c₁ = 4200J/kg.K ; c₂ = 880J/kg.K .Biết nhiệt do bếp dầu cung cấp một cách đều đặn

Bài 3:(2,5điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ   

     

U₁=180V ; R₁=2000\(\Omega \) ; R₂=3000\(\Omega \) .

a) Khi mắc vôn kế có điện trở R_v song song với R₁, vôn kế chỉ U₁ = 60V.Hãy xác định cường độ

dòng điện qua các điện trở R₁ và R₂ .

b) Nếu mắc vôn kế song song với điện trở R₂, vôn kế chỉ bao nhiêu ?

Bài 4: (2,5điểm)

Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U_{0 =} 32V để thắp sáng một bộ bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối trong bộ đèn có điện trở không đáng kể. Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở là R=1\(\Omega \)

a) Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ.

b) Tìm cách ghép bóng để chúng sáng bình thường

 

 

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO                               ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

            THÁI NGUYÊN                                                 MÔN: VẬT LÝ- NĂM HỌC 2016-2017

                                       

Thời gian: 90 phút (Không kể thời gian giao đề)

Bài 1:

1. Gọi tiết diện và chiều dài thanh là S’ và l. Ta có trọng lượng của thanh:

                                                            P = 10.D₂.S’.l                                      

Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước  :

     V = ( S – S’).h

Lực đẩy Acsimet tác dụng vào thanh : F₁ = 10.D₁(S – S’).h               

Do thanh cân bằng nên: P = F₁

          ⇒10.D₂.S’.l = 10.D₁.(S – S’).h

           ⇒  \(l = \frac{{{D_1}}}{{{D_2}}}.\frac{{S - S'}}{{S'}}.h\)     (*)                                  (0,5đ)              

Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng lên một lượng bằng thể tích thanh.

Gọi V_o là thể tích thanh. Ta có : V_o = S’.l

Thay (*) vào ta được:

  \({V_0} = \frac{{{D_1}}}{{{D_2}}}.(S - S').h\)         

Lúc đó mực nước dâng lên 1 đoạn \(\Delta \)h ( so với khi chưa thả thanh vào)

     \(\Delta h = \frac{{{V_0}}}{{S - S'}} = \frac{{{D_1}}}{{{D_2}}}.h\)             (0,5đ)

Từ đó chiều cao cột nước trong bình là: H’ = H +\(\Delta \)h =H +\(\frac{{{D_1}}}{{{D_2}}}.h\)

                                                           H’ = 25 cm                                (0,5đ)

b. Lực tác dụng vào thanh lúc này gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F₂ và lực tác dụng F. Do thanh cân bằng nên :

F = F₂ - P = 10.D₁.V_o – 10.D₂.S’.l

F = 10( D₁ – D₂).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N                                                  (0,5đ)

Từ pt(*) suy ra :

         \(S = \left( {\frac{{{D_2}}}{{{D_1}}}.\frac{l}{h} + 1} \right).S' = 3.S' = 30c{m^2}\)                                      

Do đó khi thanh đi vào nước thêm 1 đoạn x có thể tích DV = x.S’ thì nước dâng thêm một đoạn:

      \(y = \frac{{\Delta V}}{{S - S'}} = \frac{{\Delta V}}{{2S'}} = \frac{x}{2}\)                                         

Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu:

  \(\Delta h - h = \left( {\frac{{{D_1}}}{{{D_2}}} - 1} \right).h = 2cm\)  nghĩa là :  \(\frac{x}{2} = 2 \Rightarrow x = 4\)

Vậy thanh đợc di chuyển thêm một đoạn: x +\(\frac{x}{2} = \frac{{3x}}{2} = 4 \Rightarrow x = \frac{8}{3}cm\) .            (0,5đ)              

Và lực tác dụng tăng đều từ 0 đến F = 0,4 N nên công thực hiện được:

           \(A = \frac{1}{2}F.x = \frac{1}{2}.0,4.\frac{8}{3}{.10^{ - 2}} = 5,{33.10^{ - 3}}J\)         (0,5đ)

Bài 2:

Gọi Q₁ và Q₂ là nhiệt lượng cần cung cấp cho nước và ấm nhôm trong hai lần đun, ta có:

                  Q₁ =   \(\left( {{m_{1.}}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\Delta t\)     ;     Q₂=    \(\left( {2{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right).\Delta t\)       (0,5đ)

(m_1, m₂ là khối lượng nước và ấm trong hai lần đun đầu).

Mặt khác, do nhiệt toả ra một cách đều đặn nghĩa là thời gian đun càng lâu thì nhiệt toả ra càng lớn. Do đó:

                     Q₁ = kt₁  ;  Q₂ = kt₂    ;  (k là hệ số tỉ lệ nào đó)                                  

Ta suy ra:

kt₁ =  \(\left( {{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\Delta t\)  ;  

kt₂ =    \(\left( {2{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}} \right)\Delta t\)                              (0,5đ)

Lập tỷ số ta được :

 \(\frac{{{t_2}}}{{{t_1}}} = \frac{{2{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}}}{{{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}}} = 1 + \frac{{{m_1}{c_1}}}{{{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}}}\) hay: t₂ = ( 1+ \(\frac{{{m_1}{c_1}}}{{{m_1}{c_1} + {m_2}{c_2}}}\) ) t₁              (0,5đ)

Vậy  :           t₂ =(1+ \(\frac{{4200}}{{4200 + 0,3.880}}\) ).10 = (1+0,94).10 = 19,4 phút.               (0,5đ)

 

{-- xem đầy đủ nội dung ở phần xem online hoặc tải về --}