Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS TỈNH NINH BÌNH NĂM HỌC 2020-2021 Môn: VẬT LÍ ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi: 09/3/2021 Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 05 câu trong 02 trang Họ và tên thí sinh:................................................................... Số báo danh: ..................................... Họ và tên, chữ ký: Giám thị thứ nhất : .............................................................................................. Giám thị thứ hai : ................................................................................................ Câu 1 (3,0 điểm) 0 Một bình hình trụ có bán kính đáy R1 = 0,1m đặt thẳng đứng, chứa nước ở nhiệt độ t1 = 20 C. 0 Người ta thả một quả cầu đặc, bằng nhôm, bán kính R2 = 0,05m ở nhiệt độ t2 = 40 C vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngang với tâm quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước và của nhôm 3 3 lần lượt là D1 = 1000kg/m và D2 = 2700kg/m , nhiệt dung riêng của nước là C1 = 4200J/kg.K, nhiệt dung riêng của nhôm là C2 = 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường. a) Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. 0 b) Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t 3 = 15 C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng 3 và nhiệt dung riêng của dầu D3 = 800 kg/m và C3 = 2800J/kg.K. Hãy xác định nhiệt độ của dầu khi cân bằng nhiệt và áp lực của quả cầu lên đáy bình. Công thức tính thể tích các hình: 4 + Hình cầu: V R3 (Với R là bán kính hình cầu); 3 + Hình trụ: V r 2h (Với r là bán kính hình tròn đáy, h là chiều cao) Câu 2 (5,0 điểm) U R2 R1 Cho mạch điện như hình vẽ 1. Nguồn điện có hiệu điện M thế không đổi U = 10,5V. Biết R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở coi như không đổi R = 4,5Ω, biến trở NP có điện trở toàn phần Đ C RX Đ N P R = 4,5Ω. Bỏ qua điện trở Ampe kế và dây nối. R a) Khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí điểm N thì K Ampe kế chỉ 2A. Tính giá trị của điện trở R2. A b) Khóa K mở, dịch con chạy C từ P đến N. Hình 1 +/ Lập biểu thức cường độ dòng điện qua bóng đèn theo RX (đoạn PC). +/ Xác định RX để đèn sáng yếu nhất và tính cường độ dòng điện qua bóng đèn khi đó. Nhận xét độ sáng của bóng đèn trong quá trình dịch chuyển con chạy từ P đến N. Câu 3 (4,0 điểm) Hai điểm sáng S1 và S2 cùng nằm trên trục chính, ở về hai bên của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6cm và 12cm. Khi đó ảnh của S1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau. a) Hãy vẽ hình biểu diễn sự tạo ảnh, nhận xét về tính chất các ảnh (thật, ảo). b) Từ hình vẽ, hãy tính tiêu cự của thấu kính.
2. Câu 4 (5,0 điểm) 1. Một người đi bộ lên núi dắt theo một con chó với tốc độ không đổi v = 1,5m/s. Khi còn cách đỉnh núi 80m, người đó thả con chó và nó bắt đầu chạy đi chạy lại giữa người và đỉnh núi, còn người đó tiếp tục đi bộ lên đỉnh núi với tốc độ như trước. Tốc độ của con chó khi chạy theo hướng lên đỉnh núi là v1 = 4m/s và mỗi khi chạy lại phía người đó là v2 = 6m/s. Hãy tính quãng đường mà con chó đã chạy từ lúc được thả đến lúc người đó lên tới đỉnh núi. Giả thiết chuyển động của con chó và của người đều nằm trên một đường thẳng. 2. Một thanh thẳng AB đồng chất, tiết diện đều, có rãnh l dọc theo chiều dài thanh. Đặt thanh AB trên một mặt bàn nằm m m2 1 O ngang sao cho phần OA nằm trên mặt bàn, phần OB ở ngoài mặt bàn, O là điểm ở mép bàn (hình 2). Đặt vào hai đầu A, B A B l1 hai viên bi có khối lượng lần lượt là m 1 = 200g và m2 = 50g. A Hình 2 Biết thanh AB có chiều dài l = 90cm, khối lượng m = 200g. Gọi chiều dài phần OA là l1. a) Tìm chiều dài tối thiểu của l1 để hệ vật gồm thanh AB và hai viên bi cân bằng. b) Cho l1 = 40cm, đẩy nhẹ cùng lúc cho hai viên bi m1 và m2 chuyển động đều trên rãnh với cùng tốc độ v = 20cm/s và cùng hướng về phía O. Hỏi sau thời gian bao lâu thanh AB bắt đầu bị mất cân bằng? Câu 5 (3,0 điểm) 1. Một lọ vỏ nhựa đựng đầy một chất lỏng được nút chặt bằng nút nhựa. Khối lượng riêng của chất trong lọ đã biết là D1, của nhựa làm lọ là D2. Hãy đưa ra một phương án thực nghiệm xác định khối lượng chất trong lọ mà không được mở nút. Cho các dụng cụ: 1 cốc chia độ đủ lớn, nước (có khối lượng riêng D đã biết, D lớn hơn D1 và D2). 2. Trong hiện tượng cảm ứng điện từ, khi số đường sức từ xuyên qua một ống dây biến thiên thì trong ống dây xuất hiện dòng điện cảm ứng. Dòng điện cảm ứng trên ống dây lại sinh ra một từ trường mới gọi là từ trường cảm ứng mà chiều các đường sức của từ trường cảm ứng và chiều các đường sức từ của từ trường ban đầu sẽ: - Ngược chiều với nhau nếu số đường sức của từ trường ban đầu xuyên qua tiết diện ống dây tăng. - Cùng chiều với nhau nếu số đường sức của từ trường ban đầu xuyên qua tiết diện ống dây giảm. Vận dụng kiến thức trên, một học sinh làm thí nghiệm như sau: Dùng một ống dây dẫn PQ nối với một đèn LED, một thanh nam châm chưa biết tên cực. Khi đưa đầu (1) của thanh nam châm lại gần đầu Q của ống dây thì đèn LED phát sáng (hình 3). Hãy xác định tên cực của thanh nam châm, giải thích ? P Q 1 2 LED Hình 3 --------------------- HẾT ---------------------