Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Trường THCS Lộc Hưng

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Trường THCS Lộc Hưng

1. TRƯỜNG THCS LỘC HƯNG ĐỀ THI HSG TRƯƠNG(LẦN 2) Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 01 trang) Câu 1 (1,5 điểm): Một người đi xe xung quanh một sân vận động, vòng thứ nhất người đó đi đều với vận tốc v 1. Vòng thứ hai người đó tăng vận tốc lên thêm 2km/h thì thấy thời gian đi hết vòng thứ hai ít hơn thời gian đi hết vòng 1 thứ nhất giờ. Vòng thứ ba người đó tăng vận tốc thêm 2km/h so với vòng thứ hai thì thấy thời gian đi 21 1 hết vòng thứ ba ít hơn vòng thứ nhất là giờ. Hãy tính chu vi của sân vận động đó? 12 Câu 2 (2 điểm): 0 Có hai bình cách nhiệt: bình 1 chứa khối lượng m1= 3kg nước ở nhiệt độ 30 C, bình 2 chứa khối lượng 0 m2= 5kg nước ở 70 C. Người ta rót một lượng nước có khối lượng m từ bình 1 sang bình 2. Sau khi cân bằng nhiệt, người ta lại rót từ bình 2 sang bình 1 một lượng nước có khối lượng cũng bằng m. Nhiệt độ cân bằng ở bình 1 là 31,950C. Tính m và nhiệt độ cân bằng của nước ở bình 2 sau khi rót nước từ bình 1 sang. (Bỏ qua sự trao đổi nhiệt khi rót nước từ bình nọ sang bình kia và giữa nước với bình). Câu 3 (2 điểm): R R2 Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 12V, R 1= 10, R2= 50, 1 C R3= 20, Rb là một biến trở, vôn kế lí tưởng và chốt (+) của vôn kế được nối với C. V a) Điều chỉnh biến trở sao cho Rb = 30. Tính số chỉ của vôn kế khi đó. R3 Rb b) Điều chỉnh biến trở ta thấy: khi R = R thì thấy vôn kế chỉ U , khi D b V1 _ Rb = 4R thì số chỉ của vôn kế làUV . Tính R biết: UV =3UV . + 2 1 2 U A B Câu 4 (2,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. R R2 1 D C 1 Biết U = 15V, R1= R, R2= R3= R4= R, các vôn kế giống nhau + 15 V2 và điện trở của các dây nối không đáng kể, vôn kế V1 chỉ 14V. B a) Vôn kế có lí tưởng không? Vì sao? U V1 b) Tính số chỉ của vôn kế V2? R 3 R4 _ A Câu 5 (2 điểm): 3 Đặt vật sáng AB dạng mũi tên cách thấu kính một khoảng 12 cm cho ảnh A’B’= AB. Biết AB vuông góc 4 với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính của thấu kính. a) Tìm tiêu cự của thấu kính. b) Người ta dịch chuyển vật lên trên và theo phương vuông góc với trục chính một đoạn 4 cm trong thời gian là 2 giây. Tìm vận tốc trung bình của ảnh.
2. Câu Nội dung Điểm 1 Gọi v1 và t1 , v2 và t2 , v3 và t3 lần lượt là vận tốc và thời gian của vòng 1, vòng 2, vòng 3. 1 Theo bài ta có: v2 = v1 + 2, t2 = t1 - 21 0,25 1 v3 = v1 + 4, t3 = t1 - 12 0,25 1 1 2 v1. t1 = v2. t2 v1. t1 = (v1 + 2).( t1 - ) 2t1 - v1 = (1) 21 21 21 0,25 1 1 1 v1. t1 = v3. t3 v1. t1 =( v1 + 4).( t1 - ) 4t1 - v1 = (2) 12 12 3 0,25 1 Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: v1 = 12 km/h, t1 = h 3 0,25 1 Chu vi của sân là: S = v1. t1 = 12. = 4 (km) 3 0,25 2 Rót khối lượng m (kg) nước từ bình 1 sang bình 2 thì: Nhiệt lượng m (kg) nước đó thu vào là: Q1= mc(t -30). 0,25 Nhiệt lượng 5 (kg) nước ở bình 2 toả ra là: Q2= 5c(70 - t). 0,25 Ta có Q1 = Q2 mc(t -30) = 5c(70 - t) m(t -30) = 5(70 - t) (1) 0,25 Sau khi cân bằng nhiệt thì: Bình 1 có khối lượng là 3 - m (kg), nhiệt độ là 300. Bình 2 có: khối lượng là 5 + m (kg), nhiệt độ là t. Rót khối lượng m (kg) nước từ bình 2 sang bình 1 thì: Nhiệt lượng m (kg) nước này toả ra là: Q3= mc(t -31,95). 0,25 Nhiệt lượng 3- m (kg) nước ở bình 1 thu vào là: Q4= (3 - m)c(31,95 -30). 0,25 Ta có Q = Q mc(t -31,95) = (3 - m)c(31,95 -30) m(t - 30) = 5,85 (2) 3 4 0,25 0 Từ (1) và (2) ta tìm được: t = 68,83 C, m 0,15 kg. 0,5 R R 3 a) Vôn kế lí tưởng nên mạch AB gồm: 1 C 2 (R1 nt R2)//(R3 nt Rb). Hiệu điện thế ở hai đầu R2 là: V UAB 12 U .R .50 = 10 (V) R R 2 R R 2 10 50 3 b 1 2 D Hiệu điện thế ở hai đầu Rb là: U 12 + _ AB U Ub .R b .30 = 7,2 (V) A B 0,25 R3 R b 20 30 Số chỉ của vôn kế là: UV = U2 – Ub = 10 – 7,2 = 2,8(V) 0,25 b) Khi điều chỉnh biến trở thì ta có: UAB UAB 12R b U2 .R 2 = 10 (V) và Ub .R b R1 R 2 R3 R b 20 R b 0,25 12R Khi Rb = R thì U b 20 R Vì chốt (+) của vôn kế được nối với C U U U V1 2 b 0,25 200 2R UV U2 Ub 1 20 R 0,25 48R 200 8R Khi Rb = 4R thì Ub UV U2 Ub 20 4R 2 20 4R 0,25 200 2R 200 8R 2 Ta có: UV =3 UV 3. R 40R 500 0 1 2 20 R 20 4R 0,25 Giải phương trình ta được R = 10 và R = -50 (loại). 0,25
3. 4 a. Vôn không li tưởng. 0,25 Nếu vôn kế lí tưởng thì mạch R1 nt R2 nt R3 . Số chỉ của vôn kế V1 là U2 + U3 = 14V U1 = 15 – 14 = 1V, U2 = U3 = 7V 0,25 R1 U1 1 1 1 1 R1= R2 = R mâu thuẫn với đề bài R1= R. R 2 U2 7 7 7 15 Vậy vôn kế không lí tưởng 0,25 b. Vì vôn kế không lí tưởng nên ta có mạch gồm: R4 R R V2 M I 1 D I2 2 C A N R3 I1 V1 R1 nt [R2nt{(Rv nt R4)//R3}//Rv] (với Rv là điện trở của vôn kế) 0,25 UDA= UV1= 14V UMD = UMN – UDA = 1V. 0,25 U UMD UDA V1 15 14 14 Ta có: I = I1 + I2 R R R R R R(R R ) R 1 2 CA V R v v 2R R v 0,25 2 2 21 16 RR 11R.R 42R 0 v= 2R và Rv = - R (loại). v v 16 0,25 U U 14 U U Đoạn mạch DCA có: DC CA CA U CA = 6V. R(R R ) CA R 2 R CA R v 2R R v 0,25 U V2 R V 2R 2 UV2= 2UR4. U R R R4 4 0,25 kết hợp với UV2 + UR4=6 UV2= 4V. Vậy số chỉ của vôn kế V2 là 4V. 0,25 5 a + Nếu ảnh A’B’ là ảnh ảo thì thấu kính trên là thấu kính phân kì và ảnh A’B’ luôn nằm trong tiêu cự. B K B’ A F A’ O F’ 0,25 OA AB 4 3 ABO : A' B 'O(g.g) OA' OA 9cm OA' A' B ' 3 4 0,25 O F O K 4 O K F : A ' B ' F ( g . g ) A ' F A ' B ' 3 f 4 f 3 6 c m f 9 3 0,25 + Nếu ảnh A’B’ là thật thì thấu kính trên là thấu kính hội tụ. ảnh A’B’ thật nhỏ hơn vật nên AB nằm ngoài khoảng 2f.
4. K B A’ A F O F’ B’ 0,25 OA AB 4 3 ABO : A' B 'O(g.g) OA' OA 9cm OA' A' B ' 3 4 OF ' OK 4 OKF ' : A' B ' F '(g.g) A' F ' A' B ' 3 f 4 36 f cm 9 f 3 7 0,25 b) Vật ở A thì thì ảnh ở A’, khi dịch chuyển vật đến vị trí A1 (A A1= 4cm) thì ảnh dịch chuyển đến vị trí A’1 A’ A’1 là ảnh của A A1. 0,25 3 Vì A A1 vuông góc với trục chính nên theo bài ta có A’ A’1 = A A1=3cm. 4 0,25 Khi vật 2 dịch chuyển giây thì ảnh cũng dịch chuyển 2 giây và A’ A’1 là đoạn đường ảnh dịch chuyển. Vận tốc của ảnh là: 3:2 = 1,5 (cm/s) 0,25