Đề thi chọn học sinh giỏi vòng trường môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi vòng trường môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2015-2016

1. KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TRƯỜNG, NĂM HỌC: 2015-2016 Đề thi môn: Vật lý 9 Thời gian: 120 phút (không kể thời gian phát đề) ___ Câu 1 (4 điểm): Một xe máy và một xe đạp cùng chuyển động trên một đường tròn với vận tốc không đổi. Xe máy đi một vòng hết 10 phút, xe đạp đi một vòng hết 50 phút. Hỏi khi xe đạp đi một vòng thì gặp xe máy mấy lần. Hãy tính trong từng trường hợp: a. Hai xe khởi hành trên cùng 1 điểm trên đường tròn và đi cùng chiều? b. Hai xe khởi hành trên cùng 1 điểm trên đường tròn và đi ngược chiều nhau? Câu 2 (4 điểm): Có hai bình cách nhiệt, bình 1 chứa 10kg nước ở nhiệt độ 60 0C. Bình 2 chứa 2 kg nước ở nhiệt độ 200C. Người ta rót một lượng nước ở bình 1 sang bình 2, khi có cân bằng nhiệt lại rót lượng nước như cũ từ bình 2 sang bình 1. Khi đó nhiệt độ bình 1 là 580C. a. Tính khối lượng nước đã rót và nhiệt độ của bình thứ hai? b. Tiếp tục làm như vậy nhiều lần, tìm nhiệt độ mỗi bình? Câu 3 (4 điểm): Trong một căn phòng khoảng cách giữa hai bức tường là L và chiều cao tường là H có treo một gương phẳng trên một bức tường. Một người đứng cách gương một khoảng bằng d để nhìn gương. Độ cao nhỏ nhất của gương là bao nhiêu để người đó nhìn thấy cả bức tường sau lưng mình. Câu 4 (4 điểm): Cho mạch điện (như hình vẽ) có: A R1= R2= R3= 40 , R4 = 30 , ampe kế chỉ 0,5A. + _ U C a.Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở, qua A B mạch chính. R4 R3 b. Tính U R1 R2 c. Giữ nguyên vị trí các điện trở, hoán vị ampe kế và nguồn điện U, thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Trong bài toán này coi ampe kế là ampekế lí tưởng. Câu 5 (4 điểm):  Cho mạch điện như hình vẽ: Biết R 1 = 4 , D bóng đèn Đ: 6V - 3W, R 2 là một biến trở. Hiệu điện thế UMN = 10 V (không đổi). R M 1 N a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường. b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên R2 là cực đại. Tìm giá trị đó. R2
2. KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TRƯỜNG, NĂM HỌC: 2015-2016 Hướng dẫn chấm môn: Vật lý 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề) Câu Đáp án Điểm Gọi vận tốc của xe đạp là v vận tốc của xe máy là 5v Gọi t là thời gian tính từ lúc khởi hành đến lúc 2 xe gặp nhau. (0 2t2 – 40 = m (60 – t2) (1) 0,25 ở bình 1 nhiệt lượng toả ra để hạ nhiệt độ: Q3 = 4200(10 - m)(60 – 58) = 4200.2(10 - m) 0,5 2 Nhiệt lượng thu vào của m kg nước từ bình 2 rót sang là; Q4 = 4200.m(58 – t2) 0,5 Do Q3 = Q4, ta có phương trình: 4200.2(10 - m) = 4200.m (58 – t2) => 2(10 - m) = m(58 – t2) (2) 0,5 Từ (1) và (2) ta lập hệ phương trình: 2t2 40 m(60 t2 ) 2(10 m) m(58 t2 )
3. 0 2 Giải hệ phương trình tìm ra t2 = 30 C; m = kg 3 0,5 b) Nếu đổ đi lại nhiều lần thì nhiệt độ cuối cùng của mỗi bình gần bằng nhau và bằng nhiệt độ hỗn hợp khi đổ 2 bình vào nhau. gọi nhiệt độ cuối là t ta có: Qtoả = 10. 4200(60 – t) Qthu = 2.4200(t – 20); Qtoả = Qthu => 5(60 – t) = t – 20 0,5 => t 53,30C 0,5 B' A B I H N d M 1 K C' D C L Dựng B’C’ là ảnh của BC qua gương. Để người quan sát nhìn thấy cả bức tường sau gương thì mắt phải đồng thời nhìn thấy ảnh B’ và C’. Muốn vậy 3 mắt M phải đón nhận được các tia phản xạ từ gương của các tia tới xuất phát từ B và C. Gọi I, K lần lượt là giao điểm của B’M và C’M với AD. 1 Do đó chiều cao nhỏ nhất của gương là đoạn IK. NK NM d Ta có NKM ~ DKC’ (g – g) (1) KD DC' L 0,5 NI NM d NMI ~ AB’I (g – g) (2) IA AB' L 0,5 Từ (1) và (2) , áp dụng tính chất dãy tỷ số bằng nhau ta được: NK NI NK NI d IK d IK d d  H IK KD IA KD IA L KD IA L AD L d L d 0,5 d  H Vậy chiều cao nhỏ nhất của gương: IK L d 0,5 a. Tính cường độ dòng điện : Do R1 = R2 và mắc // với nhau nên I = I (1) 1 2 0,5 R1.R 2 R123 = R3 R1 R 2 40 = 40 = 60 ; R4 = 30 0,5 2 4 I4 = 2 I123 = 2 I12 = 2.( I1 + I2 ) (2) Số chỉ của ampe kế : I = I + I = 0,5 A (3) A 2 4 0,5 Từ (1) (2) (3) ta có: I1 = 0,1 A I3= 0,2 A 0,25đ I2 = 0,1 A I4= 0,4 A 0,25đ ITĐ = 0,6 A 1 b. Hiệu điện thế : U = I4 . R4 = 0,4 . 30 = 12 V
4. c. Hoán đổi vị trí ampe kế và nguồn U : 0,5 Ta có : IA = I3 + I4 U 12 I = 0,4 A 4 0,5 R 4 30 I3 = 0,1 A I = 0,5 A A 0,5 D M R 1 A B N R2 Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2). U2 U2 62 P 3 Từ CT: P = Rđ = = = 12( ) I đ = = = 0,5 (A) R d P 3 U 6 0,25 a. Để đèn sáng bình thường U = 6v, I = 0,5(A). đ đ 0,25 12.R 2 Vì Rđ // R2 RAB = ; UAB = Uđ = 6v. 12 R 2 UMA = UMN – UAN = 10 – 6 = 4v R MA UMA 4 2 Vì R1 nt (Rđ // R2) = = = 3RMA = 2RAN. 0,25 R AN UAN 6 3 2.12.R 2 5 = 3.4 2.R2 = 12 + R2 R2 = 12  0,25 12 R 2 Vậy để đèn sáng bình thường R2 = 12  12.R 2 12R 2 48 16R 2 b. Vì Rđ // R2 R2đ = Rtđ = 4 + = 0,5 12 R 2 12 R 2 12 R 2 U 10(12 R ) 0,25 áp dụng định luật Ôm: I = MN = 2 . R td 48 16R 2 10(12 R 2 ) 120R 2 Vì R nt R2đ IR = I2đ = I = U2đ = I.R2đ = 0,25 48 16R 2 48 16R 2 2 2 2 2 U U2 (120.R 2 ) 120 .R 2 áp dụng công thức: P= P 2 = =2 = 2 0,5 R R 2 (48 16R 2 ) .R 2 (48 16R 2 )
5. 1202 Chia cả 2 vế cho R P = 2 2 482 162 R 2.48.16 R 2 2 0,5 2 48 2 Để P2 max 16 R 2 2.48.16 đạt giá trị nhỏ nhất R 2 2 48 2 16 .R 2 đạt giá trị nhỏ nhất R 2 áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: 0,5 2 2 48 2 48 2 + 16 .R2 2 16 R 2 = 2.48.16 R 2 R 2 1202 P2 Max = = 4,6875 (W). 4.48.16 2 2 0,25 48 2 2 48 2 Đạt được khi: = 16 .R2 R2 = 2 = 3 R2 = 3 R 2 16 Vậy khi R2 = 3 thì công suất tiêu thụ trên R2 là đạt giá trị cực đại. 0,25