Đề thi thử học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng Giáo dục và đào tạo Ngọc Lặc

Nội dung text: Đề thi thử học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2018-2019 - Phòng Giáo dục và đào tạo Ngọc Lặc

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI THỬ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NGỌC LẶC Năm học 2018 - 2019 Môn thi: VẬT LÝ ĐỀ DỰ BỊ Lớp 9 THCS Ngày thi: 28 tháng 02 năm 2019 Số báo danh Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề này có 06 câu, gồm 02 trang Câu 1 (3 điểm) Hai bạn Anh và Quốc hẹn nhau cùng xuất phát để đi từ thành phố A đến thành phố B. Anh chuyển động đều với vận tốc v1 trên nửa đoạn đầu và với vận tốc v2 trên nửa đoạn đường còn lại. Quốc chuyển động đều với vận tốc v1 trong nửa thời gian đầu và với vận tốc v2 trong nửa thời gian còn lại. a. Hỏi trong hai bạn ai là người đến B trước. b. Cho biết v1 = 30km/h, v2 = 20km/h và thời gian chuyển động từ A đến B của hai bạn chênh nhau 10 phút. Tính chiều dài quãng đường AB và thời gian chuyển động của mỗi bạn. Câu 2 (3,0 điểm) Một bình hình trụ chứa nước có diện tích đáy là S = 300 cm2. Trong bình có nổi thẳng đứng một khúc 2 gỗ hình trụ có chiều cao H = 20 cm và diện tích đáy S1 = 100 cm . a. Tính chiều cao của phần khúc khối gỗ chìm trong nước. b. Cần phải thực hiện một công tối thiểu là bao nhiêu để nhấc khúc gỗ hoàn toàn ra khỏi nước. Biết khối 3 3 lượng riêng của gỗ Dg = 300 kg/m , của nước Dn = 1000 kg/m . Câu 3 (5 điểm) Cho mạch điện như hình 1. Biết U AB = 24,64V không A R1 R2 B đổi, R1 = 18 , R2 = 12 , biến trở có điện trở toàn phần là R b D A1 = 60 , điện trở của dây nối và các ampe kế nhỏ không đáng K kể. A3 1. Khi K mở, tìm số chỉ của các ampe kế. 2. Khi K đóng, xác định vị trí con chạy C sao cho: C AA22 E F a. Ampe kế A3 chỉ số 0. Hình 1 b. Hai ampe kế A1, A2 chỉ cùng giá trị. Hãy tính giá trị đó. c. Hai ampe kế A1, A3 chỉ cùng giá trị ? Hãy tìm giá trị đó? 1
2. Câu 4 (5 điểm) Một nguồn sáng điểm S cách màn ảnh E một khoảng L = E S 60 cm. Giữa màn E và điểm sáng S có đặt một thấu kính hội tụ F O F’ sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với màn và đi qua S. (Hình 2). Thấu kính có tiêu cự f = 20 cm và đường kính rìa D = Hình 2 10 cm 1. Thấu kính ở chính giữa màn và điểm sáng. a. Vẽ hai tia sáng từ S tới hai điểm M, N trên rìa thấu kính rồi khúc xạ tới màn E. Chứng minh rằng ảnh S’ của S qua thấu kính nằm phía sau màn E. b. Tính đường kính d của vệt sáng trên màn. 2. Cố định màn E và điểm sáng S, dịch chuyển tịnh tiến thấu kính dọc theo trục chính của nó giữa S và màn E. Xác định vị trí của thấu kính để đường kính của vệt sáng trên màn là nhỏ nhất. Câu 5 (4điểm) Có một hộp kín không mở ra được gồm nguồn điện U và điện trở R0, có hai chốt ra là A và B (H.4). 1. Có hai vôn kế khác nhau V1 và V2. Hãy dùng hai vôn kế này để đo hiệu điện thế U của nguồn điện. 2. Nếu nối vào A và B điện trở R1 thì công suất tiêu R0 thụ trên R1 là P. Nếu mắc thêm R2 song song với R1 . . U . . thì công suất tiêu thụ trên cả R1, R2 vẫn là P. Tìm R2 A B Hình 3 theo R1, R0. HÕT Giám thị coi thi không giải thích gì thêm 2
3. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI THỬ HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NGỌC LẶC Năm học 2018 - 2019 Môn thi: VẬT LÝ ĐÁP ÁN Lớp 9 THCS ĐỀ DỰ BỊ (Đáp án gồm 5 trang) Môn thi: Vật lý. Lớp 9.THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) Câu Nội dung Điểm Câu 1 a. * Thời gian của Anh đi hết quãng đường AB là : 0,5 3,0 AB AB AB v v t 2 1 điểm A 2.v1 2.v2 2.v1v2 0,5 * Thời gian của Quốc đi hết quãng đường AB là : tQ tQ 2AB Ta có: v1. v2 AB => tQ 2 2 v1 v2 2 AB v2 v1 2AB AB v1 v2 * Xét t A tQ Ta có: t A tQ = > 0 0,5 2v1v2 v1 v2 2v1v2 v1 v2 tA> tQ vậy bạn Quốc đến B trước bạn Anh. b. AB v v 2AB * Từ câu a ta có: t 2 1 ; t vì theo bài ra ta có v = 30km/h; A Q 1 0.5 2.v1v2 v1 v2 1 v2 = 20km/h và thời gian đi từ A đến B của hai bạn chênh nhau 10 phút = (giờ) 6 2 AB v1 v2 1 Nên ta có: t A tQ = = 2v1v2 v1 v2 6 AB 1 * Thay số vào ta được : => AB=100 (km) 0,5 600 6 * Vậy thời gian để đi hết quãng đường AB: 0,5 AB v2 v1 100(30 20) 1 Của bạn Anh là: t A = = 4 (giờ) 2.v1v2 2.30.20 6 2AB 2.100 Của bạn Quốc là tQ = = 4 (giờ) v1 v2 30 20 Câu 2 a. (1,0 điểm). Gọi chiều cao của phần chìm khối gỗ là h. x 3,0 * Khối gỗ nằm cân bằng: Pg = F 0.5 đ dgH 3000.20 điểm dgHS1 = dnhS1 h = = = 6 cm y 0,5đ dn 10000 H h b. (2,0 điểm). * Khi kéo khối gỗ lên một đoạn là x thì mực nước tụt xuống một đoạn là y. Ta có y( S – S1) = x.S1 0,5 đ x.S x.100 x y = 1 = = S - S1 300 - 200 2 x 0.5 đ * Khi khối gỗ hoàn toàn ra khỏi nước, ta có: x + y = h x + = 6 2 x = 4 cm = 0,04 m, tức là phải kéo khối gỗ lên một đoạn s = 0,04 m 1
4. * Giả sử khối gỗ được kéo lên đều, lực kéo tăng dần đều từ 0 đến Pg. Với -4 Pg = dgS1H = 3000.0,2.100.10 = 6 N 0,5 đ 0 + Pg 0 + 6 * Lực kéo trung bình: Ftb = = 3 N 2 2 0,5 đ Công kéo khối gỗ ra khỏi nước: A = Ftb.s = 3.0,04 = 0,12 J Câu 3 1. K mở 5,0 điểm * Ampe kế A1 chỉ : I1 = U/(R1 +R2) = 0,82 A 0,5 đ A R1 D R2 B 0,5 đ * Ampe kế A2 chỉ : I2 = U/Rb = 0,41 A A 1 0,5 đ * Ampe kế A3 chỉ 0 K A3 C 2. K đóng AA22 E F a. Xác định vị trí con chạy C để A3 chỉ số 0. Hình 1 * Ampe kế A3 chỉ 0, ta có mạch cầu cân bằng: 0,5 đ * R / R =R /R = (R + R ) /R 1 EC 2 CF 1 2 b 0,5 đ REC = R1. Rb / ( R1 + R2) = 36 =>REC / Rb = 3/5 Con chạy C nằm ở vị trí cách E là 3/5 EF b. Hai ampe kế A1 và A2 chỉ cùng giá trị, tính giá trị đó. 0,5 đ * UAC = I1 .R1 = I2 .REC vì I1 = I2 nên R1 = REC = 18 , RFC = 42 Vậy con chạy C ở vị trí sao cho EC/EF = 3/10 * RAB = RAC + RCB = R1 . REC/ (R1 + REC) + R2 . RFC/ (R2 + RFC) = 55/3 Số chỉ của ampe kế A1 và A2 là I1 = I2 = I/2 = U/2RAB = 0,672A 0,5 đ c. Hai ampe kế A1 và A3 chỉ cùng giá trị * Trường hợp 1: Dòng qua A3 chạy từ D đến C I1 = I3 => I R2 = I1 – I3 = 0 => UCB = 0 0,5 đ Điều này chỉ xảy ra khi con chạy C trùng F khi đó I1 = I3 = 1,369A * Trường hợp 2: Dòng qua A3 chạy từ C đến D 0,5 đ I R2 = IR1 + I3 = 2 IR1 = 2I1 UAC = I1. R1 = I2 . REC => I1/I2 = REC/ 18 (1) UCB = IR2. R2 = ICF . RCF với RCF = 60 - REC I R2 =2 I1 và ICF = I2 - I3 = I2 - I1 => 2I1/( 60 - REC) = (I2 - I1)/ 12 = 2I2/ (84- REC) => I1/ I2 = ( 60 - REC)/ (84- REC) (2) 2 * Từ (1) và (2) ta có : R EC - 102REC + 1080 = 0 0,5 đ Giải phương trình ta được REC = 12 Khi đó UAB = I1. R1 + IR2 . R2 = I1. R1 + 2I1 . R2=> I1 = U/ 42 = 0,587 A Vậy khi con chạy ở vị trí sao cho REC / Rb = 1/5 thì ampe kế A1 và A3 chỉ cùng giá trị 0,587 2
5. A Câu 4 1. Thấu kính ở chính giữa màn và điểm sáng. 5,0 điểm a. Vẽ hình và chứng minh S’ nằm sau màn E: 1,0 L E D’ D S d F O F’ x y Chứng minh S’ nằm sau màn E D' y - f f fL 20.60 * Xét các tam giác đồng dạng ta có: = = y = = = 60 cm 0,5 D y L L - 2f 60 - 2.20 2 L 0,5 * Khoảng cách từ thấu kính tới màn là = 30 cm < y, chứng tỏ ảnh S’ nằm sau màn E 2 b. Tính đường kính vệt sáng trên màn: 1,0 L y - d 2 1 = = d = 0,5D = 5 cm D y 2 2. Vị trí thấu kính để d cực tiểu * Khi S nằm ngoài tiêu cự của thấu kính: 0,5 d y – (L – x) y - (L - x) y - (60 - x) = d = D = 10 D y y y 0,5 D' y - f f xf 20x 1 1200 = = y = = Suy ra d = x + - 60 x D y x x - f x - 20 2( ) 0,5 1200 d = dmin khi x = x = 20 3 cm Khi đó dmin 4,64 cm x 0,5 * Khi S nằm trong tiêu cự của thấu kính thì chùm tia qua thấu kính là chùm phân kì, vệt sáng trên màn có kích thước lớn hơn thấu kính Câu 5 4,0 1. Đo hiệu điện thế U của nguồn điện: 0,5 điểm * Nối vôn kế V1 vào hai đầu AB, V1 chỉ U1. A R0 U B U1 U . . . . Ta có: I1 = . (1) R R R 1 0 1 0,5 * Nối tiếp thêm vôn kế V2 với V1, thì V1 chỉ U1’, V2 chỉ U2. U1 ' U2 U Ta có: I2 = (2) R1 R 2 R 0 R1 R 2 ' ' ' U1 U 2 U U U'1 U 2 U U1 U 2 * Từ (2) 0,5 R1 R2 R0 R1 R2 R0 R1 R2 R1 R2 R0 3
6. ' R1 U U1 U 2 R0 ' (3) U1 U U * Thay (3) vào (1) rút U ta được U = 1 2 U1 U1 ' 0,5 U U Vậy: Hiệu điện thế U của nguồn điện trong hộp đen là U = 1 2 . U1 U1 ' 2) 2 U U 2 U R1 * Khi mắc R1 thì I (Đặt R0+R1=a) Mà:P I .R1 2 (1) 0,5 (R 0 R1) a a R1R 2 * Khi mắc thêm R2 song song với R1, ta có: R12 = R1 R 2 R1R 2 R 0R1 R 0R 2 R1R 2 b aR 2 Và Rtđ = R 0 (Đặt R0R1 = b). 0,5 R1 R 2 R1 R 2 R1 R 2 2 2 2 U U(R1 R 2 ) 2 U (R1 R 2 ) R1R 2 U (R1 R 2 )R1R 2 =>I’= => P’ = I’ .R12 =2 . = R td b aR 2 (b aR 2 ) (R1 R 2 ) (aR 2 b) U2R1 U2 (R R )R R b2 * Vì P = P nên: 1 2 1 2 => R (2) 1 2 2 2 0,5 a (aR 2 b) a(aR1 2b) 2 R1R 0 * Thay R0+R1= a; R0R1= b vào (2) ta được R2 = 2 2 R1 R 0 0,5 2 R1R 0 Vậy điện trở R2 = 2 2 . R1 R 0 HẾT Chú ý: Học sinh làm cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. 4