UBND HUYỆN BÌNH XUYÊN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2016 – 2017 MÔN VẬT LÝ (Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1 Hai bạn[.]
Trang 1UBND HUYỆN BÌNH XUYÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC: 2016 – 2017
MÔN:VẬT LÝ
(Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề)
Câu 1: Hai bạn Bình và Xuyên chạy thể dục quanh đài
phun nước hình tròn có chu vi là 300m, mỗi bạn đều chạy
với tốc độ không đổi Lúc đầu hai bạn cùng xuất phát từ
hai điểm A và B (AB là đường kính của đường tròn) chạy
ngược chiều nhau Bình xuất phát từ A chạy trên cung AM,
Xuyên xuất phát từ B chạy trên cung BM Sau 1 phút hai
bạn gặp nhau ở M sao cho góc AOM 600, hình 1 Khi đến
M cả hai bạn ngay lập tức đổi chiều chạy theo hướng
ngược lại và chạy liên tục với tốc độ như cũ
a Sau 30 giây tính từ lúc hai người xuất phát, tính khoảng cách giữa hai bạn? (Lấy 3,14)
b Hãy xác định khoảng thời gian nhỏ nhất để hai bạn lại gặp nhau ở M ?
Câu 2: Một vật rắn không thấm chất lỏng khi được thả vào chất lỏng X thì có k1 = 65% thể
tích của nó bị ngập Khi thả vào chất lỏng Y thì có k2 = 40% thể tích bị ngập Người ta trộn đều
hai chất lỏng này theo tỉ lệ thể tích V X : V Y = 3 : 2 và thả vật trên vào thì bao nhiêu % thể tích
của nó bị ngập?
Câu 3: Người ta đun sôi 1 lít nước có nhiệt độ ban đầu
300C bằng một ấm siêu tốc có công suất P = 900W Biết
công suất hao phí của ấm phụ thuộc theo thời gian có dạng
đồ thị như hình 2 Biết nhiệt dung riêng của nước C =
4200 J/kg.K
a Viết biểu thức công suất hao phí theo thời gian?
b Viết biểu thức công suất có ích của ấm theo thời gian, vẽ
đồ thị của công suất có ích theo thời gian và biểu diễn nhiệt
lượng truyền cho nước trong thời gian từ thời điểm ban đầu
đến thời điểm t?
c Xác định thời gian để đun sôi nước?
H
ình 2
Câu 4: Cho mạch điện như hình 3 Các điện trở trong
mạch có cùng giá trị Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A và B
có giá trị không đổi là U Mắc giữa M và N một vôn kế lý
tưởng thì vôn kế chỉ 12V
a Tìm giá trị U?
b Thay vôn kế bởi ampe kế lý tưởng thì ampe kế chỉ 1,0A
Tính giá trị của mỗi điện trở?
Câu 5: Một bình nước hình trụ có tiết diện lớn đặt trên mặt đất, mở vòi C cho nước chảy ra.
Bằng các dụng cụ sau: Bình chia độ, thước kẹp, đồng hồ bấm giây Trình bày phương án thí nghiệm xác định vận tốc của nước phun ra khỏi vòi C?
… ………….HẾT………
Họ và tên thí sinh:……… ; Số báo danh:………
M
60 0
O
ĐỀ CHÍNH THỨC
Hình 1
Trang 2UBND HUYỆN BÌNH XUYÊN
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẦM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÍ
NĂM HỌC 2016-2017
1
(2,5
điểm)
a Sau 30 giây Bình và Xuyên đi được quãng đường lần lượt là: s1v1.30(m);
2 2.30(m)
Khi đó Bình ở C và Xuyên ở D
30 2
AOC COM AOM
;
60 2
BOD DOM BOM
;
Khoảng cách giữa Bình và Xuyên bằng độ dài dây cung COD CD
Ta có,
47,8(m)
2 2 2.3,14
Vậy, CD OC2OD2 OC 2 47,8.1, 4 66,9(m) [67,5(m)]
0,25
b Chiều dài của nửa đường tròn là:
300 150( )
c
Quãng đường mà mỗi bạn đi được trong t = 1 phút = 60 s là:
Độ dài cung
.150 50(m) 180
Độ dài cung BM AB AM = 150 – 50 = 100 (m) 0,25 Tốc độ của Bình và Xuyên lần lượt là:
1
50 5
60 6
AM v
t
=0,83 (m/s);
2
100 5
60 3
BM v
t
= 0,67(m/s)
0,25
Gọi x, y là số vòng mà Bình và Xuyên đã chạy Vì hai bạn lại gặp nhau ở M nên
thời gian chạy của hai bạn là như nhau t’
Ta có:
'
1 2
c x c y t
1 2
0,25
Vì x,y nguyên dương và hai bạn lại gặp nhau sau thời gian ngắn nhất nên x = 1, y =2
Vậy thời gian nhỏ nhất để hai bạn lại gặp nhau là:
' 1
300
.6 360(s) 6 5
c x t v
phút
0,5
2
(1,0
điểm)
Ký hiệu m và V là khối lượng và thể tích của vật rắn; d X và d Y là trọng lượng
riêng của các chất lỏng; P là trọng lượng của vật Khi vật nổi trong các chất lỏng
thì trọng lực của vật cân bằng với lực đẩy Acsimet
Khi thả vật lần lượt trong các chất lỏng X và Y, ta có:
1 X; 2 Y
P k Vd P k Vd Với k1 = 0,65; k2 = 0,4 (1)
Từ đó suy ra:
2 1
X Y
d k (2)
0,5
Trang 3Hình 3a
R1 R2 R3
R4
R5 M
N
A +
B
-V
Tỷ lệ trộn các chất lỏng là
1,5
X Y
V k
V (3) Nên trọng lượng riêng của hỗn hợp bằng:
1
2
X X Y Y X Y
X Y
k k
0,25
Khi thả vật vào hỗn hợp, gọi k3 là tỷ lệ % thể tích của vật bị ngập thì:
P=k3Vdhh.
Thay d hh từ trên vào, ta nhận được:
3
2 1
( 1) 0, 65.0, 4(1,5 1)
52%
1,5.0, 4 0,65
X
hh hh
k Vd k k k P
k
0,25
3
(2,5
điểm)
a Vì đồ thị công suất hao phí có dạng đường thẳng nên ta cóP hp a t b. 0,25
Khi t= 0 ta có 50=b
Khi t=100 ta có P hp a.100 50 100 suy ra a=0.5
Từ đó ta có phương trình của công suất hao phí P hp 0,5.t50(W)
0,25
b Gọi công suất có ích là Pci
ta có P ci P P hp 900 (0,5 t50) 850 0,5 t(W) 0,5
Đồ thị của công suất có ích theo thời gian
Khi t=0 ta có Pci=850W
Khi Pci=0 thì t=1700s
Vẽ hình:
0,25
c Gọi thời gian để đun sôi nước là t ta có công suất có ích trung bình trong
khoảng thời gian đó là
850 (850 0,5t)
850 0,25 2
tb
( với t ≤ 1700 s)
0,25
Nhiệt lượng truyền cho nước trong thời gian t: Q t P t tb. 850 0,25t t2 0,25
Nhiệt lượng cần thu vào để đun sôi nước là:
2 1
(t t ) 1.4200.(100 30) 294000
th
Theo điều kiện cân bằng nhiệt ta có
Q Q suy ra 850t 0, 25t2 294000
Từ đó ta giải được: t1=390,8s (thỏa mãn); t2=3009,2s (không thỏa mãn vì lớn hơn
1700s)
0,5
a Khi mắc vôn kế vào M và N, mạch có dạng hình 3a
hay [(R1 nt R3) // R2//R4] nt R5
R13 = 2R; 1234
2R R
5
tđ
7
5
0,5
Trang 4M N B A
-R1
Hình 3b
A
4
(2,5
điểm)
1234
1 13
tđ
2R R
7R
5
Khi đó, vôn kế chỉ: MN 3 5 1
6
7
0,5
b Khi mắc ampe kế vào M và N, mạch có dạng hình 3b hay R1 // [(R2//R4) nt (R3//R5)]
0,25
24 35
R
2
; R2345 R tđ
R R 2
Khi đó, ampe kế chỉ: IA = I - I5 ; Với
U 2U I
2
; 5
U U 2 I
Vậy: I A=
2U
R −
U
2 R=
3 U
3U 3.14
2I 2.1
5
(1,5
điểm)
+ Mở vòi C để cho nước chảy vào bình chia độ đồng thời dùng đồng hồ bấm
giây đo thời gian lượng nước chảy vào bình chia độ Trong khoảng thời gian t
lượng nước chảy vào bình chia độ có thể tích là V
0,5
+ Dùng thước kẹp đo đường kính trong của vòi C là d
Tiết diện trong của vòi là:
2 4
d
Ta có: V = S.l = S.v.t (trong đó S là tiết diện trong của vòi, v là vận tốc nước
chảy ra khỏi vòi, t là thời gian nước chảy vào bình chia độ) 0,5
4
4
v
d
S t t d t
0,25