Đề thi môn Vật lý - Kỳ thi chọn đội tuyển học sinh giỏi Lớp 9 cấp tỉnh (bài số 2) - Năm học 2020-2021 - Phòng GD & ĐT Thị xã Nghi Sơn (có đáp án)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THỊ XÃ NGHI SƠN
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9 CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2020-2021
MÔN: VẬT LÍ 9 – BÀI SỐ 2
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu)
Câu 1 (3 điểm):
Thả vật A dạng hình trụ, bên trong có một phần rỗng vào một bình đựng nước. Vật A có khối lượng m = 720 g và diện tích đáy S = 120 cm2. Khi cân bằng, hai phần ba thể tích của vật A chìm trong nước. Biết khối lượng riêng của nước và của chất làm vật A, là D0 = 1000 kg/m, DA = 900 kg/m3
1) Tìm thể tích phần rỗng bên trong vật A.
2) Đặt lên trên vật A một vật đặc B dạng hình trụ có cùng diện tích đáy S sao cho trục của chúng trùng nhau. Biết rằng trục hai hình trụ luôn hướng thẳng đứng và các vật không chạm đáy bình. Cho khối lượng riêng của vật B là DB = 3000 kg/m3.Chiều dày của vật B phải thỏa mãn điều kiện nào để:
a. Nó không chạm vào nước?
b. Nó không bị ngập hết trong nước?
Câu 2 (2 điểm):
Minh ngồi làm bài tập vật lí cô giáo cho về nhà. Khi Minh làm xong bài tập thì thấy vừa lúc hai kim đồng hồ đã đổi chỗ cho nhau. Hỏi Minh đã làm bài tập hết bao nhiêu phút?
Câu 3 (4 điểm):
Cho ba bình nhiệt lượng kế, trong mỗi bình chứa m = 1kg nước như nhau. Bình 1 chứa nước ở nhiệt độ t01 = 400C, bình 2 ở t02 = 350C, còn nhiệt độ t03 ở bình 3 chưa biết. Lần lượt múc khối lượng nước Dm từ bình 1 đổ vào bình 2, từ bình 2 đổ vào bình 3, từ bình 3 đổ vào bình 1, khi cân bằng nhiệt thì hai trong ba bình có cùng nhiệt độ là t = 360C. Tìm t03 và Dm. Bỏ qua mọi hao phí nhiệt, việc múc nước được thực hiện khi có cân bằng nhiệt ở các bình.
A
B
·
·
·
·
·
R1
R2
R3
R4
·
C
D
U
Hình 2
Câu 4 (2 điểm):
 Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A, B có giá trị U không đổi. Biết . 
 1. Mắc vào hai điểm B, D một ampe kế lí tưởng. Hãy tính: 
 a) Điện trở tương đương của đoạn mạch AB theo R0.
 b) Số chỉ của ampe kế theo U và R0. 
 2. Tháo ampe kế ra khỏi B, D. Dùng vôn kế có điện trở r0 Hiệu điện thế
UAC
UCB
UAD
UDC
Giá trị
24V
26V
10V
10V
lần lượt đo hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R1, R2 thì số chỉ vôn kế tương ứng là UV1, UV2. Tính tỉ số UV1/UV2.
 3. Dùng vôn kế trên đo hiệu điện thế giữa hai đầu A, B thì số chỉ vôn kế là 100V. Sau đó lần lượt đo hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thì thu được số liệu như bảng bên. Biết rằng trong các số liệu ở bảng bên có một giá trị bị ghi sai. 
 a) Tính tỉ số R0/r0.
 b) Giá trị hiệu điện thế nào ở bảng trên bị sai? Giá trị đúng của nó là bao nhiêu? 
M
N
O
A
H
α
Câu 5 (4 điểm):
Cho gương phẳng OA tựa vào tường dưới góc α = 600 như hình vẽ. Một người có mắt tại M và chân tại N tiến đến gần gương, khoảng cách từ mắt đến chân là h = 1,6m.
a. Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của mắt mình trong gương.
b. Tính ON khi người đó bắt đầu nhìn thấy ảnh của chân mình trong gương.
Câu 6 (2,0 điểm): 
Hãy trình bày một phương án xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng L không có phản ứng hoá học với các chất khi tiếp xúc. Dụng cụ gồm : 01 nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng là CK, nước có nhiệt dung riêng là CN, 01 nhiệt kế, 01 chiếc cân Rô-bec-van không có bộ quả cân, hai chiếc cốc giống hệt nhau (cốc có thể chứa khối lượng nước hoặc khối lượng chất lỏng L lớn hơn khối lượng của nhiệt lượng kế), bình đun và bếp đun.
 Hết 
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
Họ tên học sinh: .........................................................................................; Số báo danh: ...............................
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THỊ XÃ NGHI SƠN
HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN ĐỘI TUYỂN 
HSG LỚP 9 CẤP TỈNH NĂM HỌC 2020-2021
MÔN: VẬT LÍ 9 – BÀI SỐ 2
(Hướng dẫn chấm có 05 trang)
CÂU
NỘI DUNG
ĐIỂM
Câu 1:
3 điểm
1) Khi vật nổi cân bằng ta có: 
Mà: 
0,5
0,5
2) Gọi chiều dày của B là x.
a. Để vật B không chạm vào nước thì:
1,0
b. Để vật B không bị ngập hết trong nước thì:
1,0
Câu 2:
2 điểm
Gọi vận tốc của kim phút là vphút =1(vòng/giờ) thì vận tốc của kim giờ là vgiờ=(vòng/giờ)
- Khi hai kim đổi chỗ cho nhau thì:
+ Kim phút đã đi được quãng đường từ vị trí của kim phút đến vị trí của kim giờ.
+ Kim giờ đã đi được quãng đường từ vị trí của kim giờ đến vị trí của kim phút.
+ Như vậy tổng quãng đường hai kim đã đi đúng bằng một vòng đồng hồ.
Do đó ta có: Sphút+Sgiờ=1 (vòng). (1)
0,5
Lại có: 
Từ (1) và (2) ta có: (vòng)
0,5
0,5
Suy ra thời gian đổi chỗ là: (h). 
0,5
Câu 3:
4 điểm
Gọi t1, t2, t3 là nhiệt độ của các bình (1), (2), và (3) khi có cân bằng nhiệt.
Khi đổ Dm từ bình (1) vào bình (2) thì : 
Dmc(t01 – t2) = mc(t2 – t02) (1)
Khi đổ Dm từ bình (2) vào bình (3) thì : 
Dmc(t2 – t3) = mc(t3 – t03) (2)
Khi đổ Dm từ bình (3) vào bình (1) thì : 
Dmc(t3 – t1) = mc(t1 – t01) (3)
1,0
+ từ (1) Þ t2 – t02 = với x = 
Þ t2(x + 1) = xt01 + t02 (4)
0,5
+ từ (2) Þ t3(x + 1) = xt2 + t03 (5)
+ từ (3) Þ t3x – t1 = (x – 1)t01 (6)
0,5
+ theo đề bài thì hoặc t3 = t2 hoặc t3 = t1, hoặc t2 = t1
a. t3 = t2 = t thì (5) Þ t(x + 1) = xt + t03 Þ t = t03 (vô lý).
b. t3 = t1 = t thì (6) Þ tx – t = (x- 1)t0 1 Þ t = t01 (vô lý)
0,5
c. t2 = t1 = t thì (4) Þ t(x + 1) = xt01 + t02 
Þ x = 
Þ 
0,5
+ từ (6) Þ t3 = 
0,5
+ từ (5) Þ t03 = t3(x + 1) – xt2 = 24(0,25 + 1) – 0,25.36 = 210C.
Kết luận : khối lượng nước rót Dm = 0,25kg và bình (3) có nhiệt độ ban đầu là 210C.
0,5
Câu 4:
5 điểm
A
B
·
·
C
·
R1
R2
R4
R3
1. a. Do RA=0 nên chập B trùng D. 
0,75
1. b. Xét tại nút B có: 
 ® , ®
0,75
·
A
·
·
C
B
V
R1
R3
R4
R2
2. Mắc vôn kế vào AC ta được mạch:
0,75
Mắc vôn kế vào CB ta được mạch:
0,75
3. a. Do vai trò của điện trở R3, R4 là như nhau nên các HĐT đo trên các điện trở này được đo đúng. Khi Vôn kế mắc song song với R3 ta có mạch sau:
·
A
·
·
C
B
V
R2
R1
R3
R4
D
Thay U=100V và UR3=10V vào ta được: 
1,0
3. b. Theo kết quả phần 2 ta được: 
®HĐT đo trên điện trở R2 bị đo sai. Giá trị đúng là: 
1,0
Câu 5: 
4 điểm
a. Để mắt bắt đầu nhìn được ảnh M1 của mắt trong gương thì M,O,M1 thẳng hàng và MM1 ^ AO
0,5
.
0,5
Ta thấy MM1 vuông góc với OA 
0,5
b. Để mắt người đó nhìn được ảnh chân của mình trong gương thì M1 nằm trên sàn.
0,5
0,5
Gọi đoạn NO = x.
Ta có: 
0,5
0,5
0,5
Câu 6: 
2 điểm
Bước 1: Dùng cân để lấy ra một lượng nước và một lượng chất lỏng L có cùng khối lượng bằng khối lượng của NLK. Thực hiện như sau:
- Lần 1 : Trên đĩa cân 1 đặt NLK và cốc 1, trên đĩa cân 2 đặt cốc 2. Rót nước vào cốc 2 cho đến khi cân thăng bằng, ta có mN = mK.
- Lần 2 : Bỏ NLK ra khỏi đĩa 1, rót chất lỏng L vào cốc 1 cho đến khi thiết lập cân bằng. Ta có: mL = mN = mK
0,75
Bước 2 : Thiết lập cân bằng nhiệt mới cho mL, mN và mK. 
	- Đổ khối lượng chất lỏng mL ở cốc 1 vào NLK, đo nhiệt độ t1 trong NLK. 
- Đổ khối lượng nước mN vào bình, đun đến nhiệt độ t2.
- Rót khối lượng nước mN ở nhiệt độ t2 vào NLK, khuấy đều. Nhiệt độ cân bằng là t3.
0,5
Bước 3 : Lập phương trình cân bằng nhiệt :
	 Từ đó ta tìm được : 
0,75
Chú ý: HS có cách giải khác nhưng vẫn đúng đáp số thì vẫn được điểm tối đa.