Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 9 thcs năm học 2015 – 2016 môn : Vật lý ( phần tự luận) thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian giao đề)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
PHÚ THỌ
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2015 – 2016
MÔN : VẬT LÝ ( PHẦN TỰ LUẬN)
Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian giao đề) 
 Đề thi có 01 trang
Câu 1 (2,5 điểm)
 Một ống thép hình trụ rỗng dài l = 20 cm, một đầu được bịt kín bằng lá thép mỏng khối lượng không đáng kể (được gọi là đáy). Tiết diện thẳng vành ngoài, vành trong của ống lần lượt là S1 = 10 cm2 và S2 = 9 cm2. Cho khối lượng riêng của thép là D1 = 7,8.103 kg/m3 và của nước là D2 = 103 kg/m3. 
 a) Thả ống vào một bể nước sâu sao cho ống thẳng đứng, đáy ở dưới. Tính chiều dài phần nổi trên mặt chất lỏng của ống. 
 b) Khi làm thí nghiệm, do sơ ý đã để rớt một lượng nước vào trong ống nên khi cân bằng, ống chỉ nổi trên mặt nước một đoạn h1 = 2 cm. Hãy xác định khối lượng nước đã bị rớt vào trong ống.
Câu 2 (1,5 điểm)
 Để có 1,2 kg nước ở 36oC, người ta trộn một khối lượng m1 nước ở 15oC với khối lượng m2 nước ở 90oC. Bỏ qua nhiệt lượng toả ra môi trường và bình chứa nước. Biết nhiệt dung riêng của nước là cn = 4200 J/kg.độ. 
 a) Tìm m1, m2.
 b) Tính nhiệt lượng mà lượng nước có khối lượng m2 đã truyền cho lượng nước có khối lượng m1.
Câu 3 (2,0 điểm) 
H
 a d
Trần nhà
 Tường
G
Hình vẽ 1
a
 Một gương phẳng hình vuông cạnh a = 30 cm đặt trên mặt đất nằm ngang gần cửa một căn phòng. Chùm ánh sáng mặt trời (coi là chùm sáng song song) chiếu tới gương với góc tới a cho chùm tia phản xạ (Hình vẽ 1). Khoảng cách từ mép trong của gương (gần tường) đến tường là d = 2 m, trần nhà cao H = 3 m. Biết rằng mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới vuông góc với tường. Xác định chiều cao vệt sáng trên tường của chùm tia phản xạ trong 2 trường hợp sau: 
 R
M
2
N
1
Hình vẽ 2
 a) a = 45o. b) a = 36o.
Câu 4 (4,0 điểm)
 Cho mạch điện như Hình vẽ 2: Điện trở R = 5 W, hiệu điện thế UMN có thể thay đổi được. Chốt 1 và 2 để hở. Bỏ qua điện trở các dây nối. 
 a) Khi UMN = U1 = 34 V: Nối một dây dẫn có điện trở không đáng kể vào giữa chốt 1và 2. Tìm công suất toả nhiệt trên điện trở R. 
 b) Khi UMN = U2: Thay dây dẫn nối giữa chốt 1và 2 ở phần a) bằng một hộp X chứa n bóng đèn giống hệt nhau mắc song song. Biết mỗi bóng đèn có ghi 220 V – 60 W. Các đèn sáng bình thường. Công suất tiêu thụ của toàn mạch là 8160 W. Tìm giá trị của U2 và n. 
 c) Vẫn giữ UMN = U2: Thay hộp X bởi hộp Y chứa 112 bóng đèn gồm các loại 40W, 60W, 150W có cùng hiệu điện thế định mức là 220 V. Khi đó các đèn sáng bình thường và công suất toàn mạch không đổi so với phần b). Tìm số bóng đèn của mỗi loại trong hộp Y.
HẾT..
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Họ tên thí sinh:.; Số báo danh:
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
PHÚ THỌ
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2015 – 2016
MÔN : VẬT LÝ ( PHẦN TỰ LUẬN)
 Hướng dẫn chấm có 02 trang
Nội dung
Điểm
Bài 1
(2,5 điểm)
Ống thép chịu tác dụng của hai lực :
+ Trọng lực : P = 10.l(S1- S2).D1
0,25 đ
+ Lực đẩy Ác si mét : FA= 10VCD2 = 10hcS1D2
0,25 đ
Nếu ống thép nổi thì các lực cân bằng : 
P = FA Þ l(S1- S2)D1= hcS1D2 
⇒ hc=l(S1-S1 )D1S1D2=15,6 cm 
0,75 đ
Chiều cao phần nổi trên mặt nước : h1 = l - hc = 4,4 cm
0,25 đ
Khi ống chứa m kg nước :
P + Pn = F’A Þ P + 10m = 10(l – h1)S1D2 
Þ m = (l – h1)S1D2 – P/10 = 24 g
0,5 đ
 0,5 đ
Bài 2
(1,5 điểm)
Theo bài ra, ta có : 
 m1+ m2 = 1,2 kg (1)
0,5 đ
+ Nhiệt lượng thu vào ra :
Qthu = m1Cn(t – t1) 
0,25 đ
+ Nhiệt lượng toả ra :
Qtoả = m2Cn(t2 – t) 
 + Áp dụng PT cân bằng nhiệt, ta có :
Qthu = Qtoả Þ m1Cn(t – t1) = m2Cn(t2 – t) Û m1 (36 – 15) = m2 (90 – 36) 
 Û 21m1 = 54 m2 (2) 
0,25đ
Giải hệ (1) và (2), ta được : m1 = 0,864 kg ; m2 = 0,336 kg ;
0,25đ
Qtoả = m2Cn(t2 – t) = 76204,8 J
0,25đ
Bài 3
(2 điểm)
H
 a d
 A I B 
Trần nhà
 E
O l
K
C
D
a
b
Hình vẽ 1
* Gọi l là chiều cao vệt sáng in trên tường. Vẽ tia phản xạ AE, BK tại hai mép của gương (Hình vẽ 1)
Khi đó : l = KE.
0,5 đ
a) Khi a = 45o:
Ta có :
+ DK = BDtanb = dtan(90o - a) = 2 m 
0,25 đ
+ DE = ADtanb = (d+a)tan (90o - a) = 2,3 m < H = 3 m
0,25 đ
+ Chiều cao vết sáng : l = DE - DK = 0,3 m
0,25 đ
b) Khi a = 36o:
Ta có :
+ DK = BDtanb = dtan (90o- a) = 2,753 m
0,25 đ
+ DE = ADtanb = (d+a)tan (90o - a) = 3,166 m > H = 3 m
0,25 đ
+ Chiều cao vết sáng : l = H - DK = 0,247 m
0,25 đ
Câu 4
( 4 điểm)
 R
M
2
N
1
Hình vẽ 2
Khi nối chốt 1, 2 bằng dây dẫn có điện trở không đáng kể, ta có mạch điện như Hình vẽ 2
Khi đó, công suất toả nhiệt trên điện trở R là:
 PR=U12R = 231,2 W
0,5 đ
 R
M
2
N
1
Hình vẽ 3
XX
b) Khi thay dây nối chốt 1, 2 bằng hộp X, ta có sơ đồ mạch điện như Hình vẽ 3.
+ Ta có :
 U2=5I+220 (1)
0,25 đ
U2I=8160 (2)
0,25 đ
+ Giải hệ phương trình, ta có : U2=340 V; I=24 A
0,25 đ
+ Công suất hộp X : PX = 8160 – I2R = 5280 W.
0,25 đ
Do đó, số bóng đèn trong hộp X là : n =PxP0 = 88 bóng đèn.
0,25 đ
 R
M
2
N
1
Hình vẽ 4
Y
Khi thay hộp X bằng hộp Y, ta có sơ đồ mạch điện như Hình vẽ 4.
+ Các đèn trong hộp Y có cùng hiệu điện thế định mức Uđ = 220 V. Mà UMN = U2= 340 V nên các đèn phải mắc song song vào hai điểm 1, 2 Þ UY= 220 V.
+ Vì công suất toàn mạch không đổi so với câu b) nên công suất hộp Y bằng công suất hộp X. 
Gọi số bóng đèn mỗi loại 40 W, 60 W, 150 W trong hộp Y lần lượt x, y, z
+ Ta có :
 x + y + z = 112 (3)
0, 5 đ
40x+60y+150z= 5280 (4)
0,25 đ
Từ (3): 40x + 40y + 40z = 4480 (5) 
Từ (4), (5) : 20y+110z=800 (6)
0,5 đ
Từ (6) :y=40-11z2≥0 Þ z £ 7
Vì y nguyên dương nên z chia hết cho 2. Do đó : z = 2, 4, 6. (7)
0,5 đ
Với z = 2 Þ y = 29, x = 81
Với z = 4 Þ y = 18, x = 90
Với z = 6 Þ y = 7, x = 99
0,5 đ
 Chú ý : 
 + Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.
 + Thiếu 1 đơn vị trừ 0,25 đ nhưng không trừ quá 0,5đ mỗi bài.