Đề thi chọn học sinh gỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh gỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019

1. UBND HUYỆN QUỲ HỢP KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VÒNG 1 - NĂM HỌC 2018 - 2019 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÝ (Đề có 2 trang) Thời gian: 150 phút( không kể thời gian giao đề) Câu 1(4 điểm): Hai ô tô chuyển động trên một đường quốc lộ. Lúc 6h, một ô tô đi từ điểm A theo chiều đến điểm B với vận tốc 60(km/h) . Cùng lúc 6h, một ô tô đi khác đi từ B chuyển động cùng chiều với ô tô đi từ A trong 3 giờ đầu chuyển động với vận tốc 40(km/h) sau đó chuyển động với vận tốc 80(Km/h). Hai điểm A, B cách nhau 40(km). Vào lúc mấy giờ hai xe gặp nhau. Câu 2 (4 điểm): Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ tiết S1 S 2 2 h 2 diện lần lượt là S1 =400cm , S2 = 200cm có chứa nước như hình vẽ 1. Trên mặt nước có đặt các pittông mỏng, khối lượng m1 = 1(kg) và m2 . Mực nước hai nhánh chênh nhau một đoạn h = 15cm. Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m3. Bỏ qua áp suất khí quyển. Hình 1 a. Tính khối của pittông m2 b. Nếu đặt quả cân vào pittông nào và có khối lượng bằng bao nhiêu mực nước hai nhánh ngang nhau. Câu 3(5 điểm): E R1 R3 Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. Cho biết: A M N F R2 R4 R1 = 8; R2 = R3 = 12; R4 là một biến trở. Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một hiệu điện thế UAB = 66V. U 1. Mắc vào hai điểm E và F của mạch một ampe kế có điện trở Hình 2 nhỏ không đáng kể và điều chỉnh biến trở R4 = 28. Tìm số chỉ của ampe kế và chiều của dòng điện qua ampe kế. 2. Thay ampe kế bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. a. Tìm số chỉ của vôn kế. Cho biết cực dương của vôn kế mắc vào điểm nào? b. Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ 0. Tìm hệ thức giữa các điện trở R1, R2, R3 và R4 khi đó và tính R4.
2. Câu 4(4 điểm): Đ1 Cho mạch điện như hình vẽ: Đèn Đ1 ghi 12V - 12W; Đèn Đ2 ghi 3V - l,5W; UAB = 19,2V được giữ không đổi; Rx Đ2 Rx là biến trở; bỏ qua điện trở dây nối. M N 1. Chỉnh Rx đến giá trị thích hợp để các đèn sáng bình thường. R a. Tìm giá trị thích hợp đó của Rx b. Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong 10 phút 2. Chỉnh Rx = Ro để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN bằng công suất tiêu thụ trên R. a. Tìm R0. b. Bình luận về độ sáng của đèn 1 và đèn 2. Câu 5(3 điểm): Hai gương phẳng G1 và G2 giống hệt đặt song song theo phương thẳng đứng, cách nhau 10 cm, chiều dài của mỗi gương 60 (cm). Một điểm sáng S đặt ở chính giữa hai gương và nằm ngang trên mép trên của gương. Một tia sáng truyền từ S nằm trong mặt phẳng thẳng đến gương G1 trước và cách mép trên gương G1 một khoảng h. a. Giá trị h bao nhiêu để tia sáng chỉ có phản xạ trên một gương G1 không tới gương G2 b. Giá trị h = 5cm , Tìm tổng số lần tia sáng phản xạ trên G1 Lưu ý : Học sinh bảng B không làm Câu 3. ý 2.b; Câu 4. ý 2 Hết Họ và tên thí sinh SBD
3. UBND HUYỆN QUỲ HỢP KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VÒNG 1 - NĂM HỌC 2018 - 2019 ĐÁP ÁN MÔN THI: VẬT LÝ Câu Ý Đáp án Điểm Bảng A Bảng B Câu 1 Gọi t là thời gian từ lúc ô tô đi A đi từ A ở A đến lúc gặp 0,25 0,25 (4 điểm) nhau là t Quảng đường đi được của ô đi từ A 0,5 0,5 S1 = v1t =60t Quảng đường đi được của ô tô đi từ B 0,5 0,5 + Giai đoạn 1(t 3h) Tổng Quảng đường đi được của ô tô đi từ B ' S2 = 120 + v2 (t - 3) = 80t - 120 0,5 0,5 Hai vật gặp nhau 1 1 S1 = S2 + 40 Gặp nhau giai đoạn 1(t 3h) 60t = 80t - 120 + 40 t = 4(h)(thỏa mãn) 0,5 0,5 Lúc đó 6h + 4h = 10h Câu Ý Đáp án Điểm Bảng Bảng A B Câu 2 Áp suất ở tại điểm dưới pít tông S2 0,5 0,5 (4 điểm) 10 2 P2 = . 푆2 Áp suất tại điểm dưới của pit tông S1 0,5 0,5 10 1 P1 = a 푆1 Áp suất tại điểm bên nhánh S1 có độ cao băng điểm dưới của 0,5 0,5 pit tông S2(P3) P3 = P1 + D.10.h Áp dụng nguyên lý bình thông nhau 0,5 0,5 P3 = P2
4. 10 10 2 = 1 + D.10.h 0,5 0,5 푆2 푆1 Tính toán m2 = 3,5(kg) Để mức nước ở hai nhánh bằng nhau thi cần bỏ thêm quả 0,25 0,25 b cần vào pit tông S1 Áp suất tại điểm dưới của pit tông S1 0,5 0,5 10( 1+ ) P1 = 푆1 Áp suất ở tại điểm dưới pít tông S2 0,5 0,5 10 2 P1 = 푆2 Áp dụng nguyên lý bình thông nhau P1 = P1 0,25 0,25 Tính toán đúng m = 6(kg) Câu 3 Ý Đáp án Điểm Bảng A Bảng B Khi điểm E, F mắc vào ampe kế lí tưởng nên có thể chụm 0,25 0,5 hai điểm E,F Mạch tương đương R1 R3 R2 E,F R4 M N Mạch điện (R1//R2)nt(R3 //R4) 0,25 0,25 + Điện trở tương đương R1//R2 1/R12 = 1/R1 + 1/R2 R12 = 24/5(Ω) 0,5 0,25 1 R3//R4 1/R12 = 1/R1 + 1/R2 R12 = 42/5(Ω) 0,25 R12 nt R12 R = R12 + R12 =66/5(Ω). 0,25 푈 +I I = I = = 5(A) 0,25 0,25 12 = 34 푅 0,25 0,25 U1 = U2 = U12 = I12.R12 = 24(V). 0,25 0,25 I = U /R = 3(A). 1 1 1 0,25 I2 = U2/R2 = 2(A). 0,25 0,25 U3 = U4 = U34 = I34 R34 = 42(V). I = U /R = 3,5(A). 3 3 3 0,25 0,25 I = U /R = 1,5(A). 4 4 4 0,25 +Xét tại nút E
5. Do I3 > I1 nên dòng điện qua Ampe kế có chiều từ F đến E. 0,25 0,25 Số chỉ ampe kế bằng cường độ dòng điên qua ampe kế(IA) IA + I1 = I3 => IA = 0,5(A) 0,25 0,25 hoặc xét tại điểm F Khi điểm E, F nối với một vôn kế lý tưởng thì coi hở mạch ở 0,25 0,25 vôn kế. Nên mạch điện tương đương R1 E R3 2.a R2 F R4 M N Mạch điện: (R1 nt R3)//(R4 nt R4) 0,25 0,25 R1 nt R3 => R12 = R1 + R3 = 20(Ω). 0,25 0,25 R2 nt R4 => R12 = R1 + R3 = 40(Ω). 0,25 Do R13//R24 U13 = U24 = UMN = 66(V). 0,25 0,25 I1 = I3 = I13 = U13/R13 = 3,3(A). 0,25 0,25 I2 = I4 = I24 = U24/R24 =1,65(A). 0,25 Số chỉ vôn kế là hiệu điện thế hai đâu E,F 0,25 0,25 UEF = U1 – U2 = I1R1 – I2R2 = 6,6(V). Do UEF > 0 nên cực dương vôn kế mắc vào điểm E 0,25 0,25 +Để vôn kế chỉ số không nên UEF = 0 nên 0,5 U1 =U2 => I1 R1 = I2R2 2.b U3 = U4 => I3R3 = I4R4 I1 = I3 I2 = I4. R1/R2 = R3/R4 => R4 =R2R3/R1 =18(Ω) Câu Ý Đáp án Điểm 4 Bảng A Bảng B Đèn Đ1: 푃1 0,25 0,25 Cường độ dòng điện định mức: Iđm1 = = 1(A). 푈đ 1 푈đ 1 Điện trở của đèn Đ1 Rđ1 = = 12(Ω) đ 1 1.a Đèn Đ2: 푃2 0,25 0,25 Cường độ dòng điện định mức: Iđm2 = = 0,5(A). 푈đ 2 푈đ 2 Điện trở của đèn Đ1 Rđ2 = = 6(Ω) đ 2 Mạch điện 0,25 0,25 R nt (Rđ1 //(Rđ2 nt Rx))
6. Để hai đèn sáng bình thường thì Uđ1 = Uđm1 = 12(V), Iđ1 = Iđm1 = 1(A) 0,25 0,25 Uđ2 = Uđm2 = 3(V), Iđ2 = Iđm2 =0,5(A) 0,25 0,25 => Ux = Uđ1 - Uđ2 = 9(V) 0,25 0,25 Ix = Iđ2 = 0,5(A) 0,25 0,25 Rx = Ux/Ix = 18(Ω) 0,25 0,25 UR = U - UMN = 7,2(V) 0,25 0,25 IR = Iđ1 + Iđ2 = 1,5(A). 0,25 1.b R = UR/IR = 4,8(Ω) 0,25 Nhiệt lượng tỏa ra trên R trong 10(phút). 0,25 2 Q = IR Rt = 4320(J) 0,25 +Để công suất tiêu thu trên R và trên đoạn MM bằng nhau 0,5 2 PMN = IMN RMN 2 PR = IR R IR = IMN 2. a => RMN = R = 4,8(Ω).(1) 0,25 + Mặt khác Rđ2 nôi tiếp Rx => Rđ2x =Rx + Rđ2 = Rx + 6 0,25 Rđ2x.푅đ1 12(푅 + 6) Rđ2x //Rđ1 => RMN = = (2) Rđ2x + 푅đ1 푅 + 18 Từ (1) và (2) => Rx = 2(Ω) Khi Rx = 2(Ω) 0,25 RMN nt R => R = 9,6(Ω) IMN = IR = U/R = 2(A). Uđ1 = Uđ2x = UMN = IMN RMN = 9,6(V) Iđm2 Vây đèn 2 dễ cháy Câu 5 Ý Đáp án Điểm Bảng A Bảng B ' Ảnh Của S qua gương G1 là S đối xứng với S qua gương G1. Các 0,25 0,25 ' tia sáng đi từ S thì tới gương G1 thì tia phản xạ kéo dài qua S + Xét tia có tới gương G1 và sau đó phản xạ tới mép dưới G2 S' . M . S N I H a G1 G2
7. ' Tam giác G2SN là tam giác vuông ở N. 0,25 0,25 MS' = MS = MN/2 = 5cm NS' = MN + MS' = 15cm + Gọi I là điểm tới của tia tới có tia phản xạ mép dưới, hạ vuông 0,25 0,25 góc với gương G2 cắt G2 tại H Do S'N//IH nên 0,5 0,5 ' Tam giác G2IH đồng dạng tam giác G2SN ' G2H/G2N =IH/SN => G2H = 40cm => MI = NH = G2N - G2H =20cm + Vậy h =MI > 20 cm thì không có tia sáng tới gương G2 0,25 0,25 Xét tia có tới gương G1 và sau đó phản xạ tới G2 0,25 0,25 M . S N I H J K Q G1 G2 +Gọi K,Q là hai điểm tới của tia sáng trên các gương, KJ vuông 0,25 0,25 góc với các gương b +Tương tự như câu a, ta có KH/KN= IH/NS' => (KN - h)/KN 0,25 0,25 =IH/NS' Giải phương trình ta có KH = 10cm +Xét tam giác IKJ và tam giác QKJ 0,25 0,25 Theo định luật phản xạ nên góc IKJ = góc JKQ Và góc KJQ = gócKJI Cạnh KJ chung Vậy tam giác IKJ = tam giác QKJ => IJ = JQ = KH = 10(cm Sau hai lần phạn xạ trên gương G1 liên tiếp thì điểm tới của tia 0,25 0,25 sáng cách nhau 20cn. + Vậy chiều dài của gương là: L ≥ 5+ 20n => n ≤ 2,75 nên 0,25 0,25 n = 2 Số lần phản xạ trên gương G1 bằng 3 lần