Đề thi chọn HSG cấp tỉnh môn Vật Lý lớp 9

ĐỀ GIAO LƯU HỌC SINH GIỎI TỈNH 2019 – 2020

Câu 1.(4,5 điểm) Hai con tàu chuyển động trên cùng một đường thẳng với cùng vận tốc không đổi v, hướng tới gặp nhau. Kích thước các con tàu rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. Khi hai tàu cách nhau một khoảng L thì một con Hải Âu từ tàu A bay với vận tốc u ( với u > v) đến gặp tàu B (lần gặp 1), khi tới tàu B nó bay ngay lại tàu A (lần gặp 2), khi tới tàu A nó bay ngay lại tàu B (lần gặp 3 ) …

a. Tính tổng quãng đường con Hải Âu bay được khi hai tàu còn cách nhau một khoảng l

b. Hãy lập biểu thức tính tổng quãng đường con Hải Âu bay được khi gặp tàu lần thứ n.

Câu 2. (4,5 điểm): Một bình hình trụ có chiều cao h1= 20cm, diện tích đáy trong là S1= 100cm2 đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t1= 800C. Sau đó thả vào bình một khối trụ đồng chất có diện tích đáy là S2= 60cm2, chiều cao h2= 25 cm ở nhiệt độ t2. Khi đã cân bằng nhiệt thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy trong của bình là x = 2cm. Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t = 650C. Bỏ qua sự nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường xung quanh. Biết khối lượng riêng của nước là D = 1000kg/m3, nhiệt dung riêng của nước là C1= 4200J/kg.k, của chất làm khối trụ là C2= 2000J/kg.k.

a.Tính khối lượng của khối trụ và nhiệt độ t2.

b. Phải đặt thêm lên khối trụ một vật có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu, để khối trụ chạm đáy bình.

(+)

(-)

Câu 3: (5,0 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế và không đổi. Các điện trở , , , , , R3 là một biến trở và điện trở của đèn là Rđ = 3. Biết vôn kế có điện trở rất lớn và ampe kế có điện trở không đáng kể, bỏ qua điện trở các dây nối.

1. Cho . Tìm số chỉ của ampe kế, vôn kế và công suất tiêu thụ trên đèn.

2. Cho R3 thay đổi từ 0 đến 30. Tìm R3 để:

a) Số chỉ của vôn kế là lớn nhất. Tìm giá trị lớn nhất.

b) Công suất tiêu thụ trên R3 là lớn nhất. Tìm giá trị lớn nhất đó.

Câu 4 ( 4,0 điểm): m2 B

m1 A

Một thanh thẳng AB đồng chất, tiết diện đều có rãnh dọc, khối lượng thanh m = 200g, dài l = 90cm.Tại A, B có đặt 2 hòn bi trên rãnh mà khối lượng lần lượt là m1 = 200g và m2 . Đặt thước (cùng 2 hòn bi ở A, B) trên mặt bàn nằm ngang

vuông góc với mép bàn sao cho phần OA nằm trên mặt bàn

có chiều dài l1 = 30cm, phần OB ở mép ngoài bàn.Khi đó

người ta thấy thước cân bằng nằm ngang (thanh chỉ tựa lên

điểm O ở mép bàn)

Tính khối lượng m2.

Cùng 1 lúc , đẩy nhẹ hòn bi m1 cho chuyển động đều trên rãnh với vận tốc v1 = 10cm/s về phía O và đẩy nhẹ hòn bi m2 cho chuyển động đều với vận tốc v2 dọc trên rãnh về phía O.Tìm v2 để cho thước vẫn cân bằng nằm ngang như trên.

Câu 5 (2,0 điểm)

Cho các dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi; một điện trở R0 đã biết trị số và một điện trở Rx chưa biết trị số; một vôn kế có điện trở Rv chưa xác định.

Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv và điện trở Rx.

ĐÁP ÁN

Câu Nội dungĐiểmCâu 1 a) + Thời gian hai tàu đi được từ khi cách nhau khoảng L đến khi cách nhau khoảng l là: .

+ Tổng quãng đường con Hải Âu bay được đến khi hai tàu cách nhau một khoảng l là: .

b) + Gọi B1, B2,...A1, A2 là vị trí Hải Âu gặp tàu B và tàu A lần 1, lần 2,…

+ Lần gặp thứ nhất:

A a1 b1 B

A1 B2 B1

Thời gian Hải âu bay từ tàu A tới gặp tàu B tại B1 là:

Þ AB1 = ut1.

- Lúc đó tàu A đến a1: Aa1 = vt1 Þ a1B1 = AB1 – Aa1 = ( u – v )t1

+ Lần gặp thứ 2:

- Thời gian con Hải âu bay từ B1 đến gặp tàu A tại A1:

+ Lần gặp thứ 3:

- Thời gian Hải âu bay B1A1 thì tàu B đi khoảng:

- Thời gian hải âu bay từ A1 đến B2 :

+ Từ (1) và (2) .

+ Tổng quát ta có thời gian đi tuân theo qui luật:

Tổng quãng đường Hải Âu bay được: =

1,0

1,5

0,25

Câu 2a)- Khi đáy dưới khối trụ cách đáy bình x = 2cm thì dung tích còn lại của bình (phần chứa): V' = x.S1 + (h1 - x)(S1 - S2) = 920cm3 < Vnước

suy ra có một lượng nước trào ra

Lượng nước còn lại trong bình: m = 920g

Khi khối trụ đứng cân bằng ta có: P = FA

Þ 10M = dn.V = dn.S2(h1 - x) Þ M = 1,08kg

- Phương trình cân bằng nhiệt giữa nước trong bình và khối trụ:

Cn.m(t1 - t) = C.M(t - t2) Þ 4200.0,92(80 - 65) = 2000.1,08(65-t2)

Þ t2 = 38,20C

b) Khi chạm đáy bình thì phần vật nằm trong chất lỏng là h1:

Vậy phải đặt thêm m' lên khối trụ nên: P + P' F'A

10(M + m')dN.S2.h1

Thay số tính được m' 0,12kg, vậy khối lượng m' tối thiểu là 0,12kg

0,5

1,0

0,5

1,0

1,0Câu 31. (2,0 điểm)

Ta có sơ đồ mạch điện là:

R3đ = R3+Rđ = 21+3 = 24(); R13đ =

R123đ = R13đ+R2 = 8+4 = 12(); R45 = R4 +R5 =18+6 = 24(); ; Rm = + R6 = 8+4 = 12 ()

+ Dòng điện chạy qua mạch là: (A)

+ Khi đó: UNF = I.= 1,5.8 = 12 (v) = U45 = U123đ ;

+ Dẫn đến I45 = (A) =I4 = I5; I123đ = (A) = I13đ

Þ U13đ = I13đ.R13đ = 1.8 = 8 (v) = U3đ

+ Do đó: I3đ = (A) = I 3 = Iđ

+ Vậy số chỉ của ampe kế là: IA = I3 + I5 = (A)

+ Lại có: U3 = I3.R3 = .21 = 7 (V); U5 = I5.R5 = 0,5.6 = 3 (V)

+ Số chỉ của vôn kế là: UV = UED = U3 – U5 = 7 – 3 = 4 (V)

+ Công suất tiêu thụ của đèn là: Pđ = Iđ2Rđ = (W)

CºA

2. (3,0 điểm)

a) (2,0 điểm).

Đặt R3 = x.

Khi đó: R3đ = R3 + Rđ = x + 3 (); R13đ =

Þ R123đ = R13đ +R2 = +4= (); R45 =R4+R5 =18+6 =24(W)

Þ R12345đ = ;

Þ Rm = R12345đ + R6 = + 4 = ()

+ Dòng điện chạy qua mạch là: I = = I12345đ

+ Khi đó : UNF = I.R12345đ =. = = U45 = U123đ

+ Dẫn đến I45 = = I4 = I5

I123đ = = I13đ

Þ U13đ = I13đ.R13đ = . = = U3đ

+ Do đó: I3đ = = I 3 = Iđ

+ Lại có: U3 = I3.R3 =.x; U5 = I5.R5 = .6

+ Số chỉ của vôn kế là:

UED =(V)

Số chỉ của vôn kế lớn nhất khi x = R3 = 30 ()

Þ UED = (V)

b) (1 ,0 đ).

Công suất tiêu thụ của R3 là:

P3 = I32R3 = (W)

Vậy: PMax = 3 (W);

Xảy ra khi ; Þ x = R3 7,6()

0,25

0,5

0,25

0,5

0,5Câu 4a) - Các lực tác dụng vào thanh AB gồm: Trọng lượng của thanh AB

( PAB ) tác dụng vào trung điểm của AB

Trọng luong của vật m1 (P1) , Trọng lượng của vật m2 (P2)

Để thanh cân bằng: P1.OA = PAB.(OB – AB/2) + P2.OB

2.0,3 = 2.(0,6 – 0,45) + P2 . 0,6

P2 = 0,5 N . suy ra m2 = 0,05 kg = 50 g

b)Giả sử thời gian chuyển động của hai vật là 1s.

Quãng đường mỗi vật đi được là :

Vật 1: s1 = v1.t = 10.1 = 10 cm

Vật 2: s2 = v2.t = v2.1 = v2 cm

Đê thanh AB vẫn cân bằng, ta có:

P1.(OA – S1) = PAB.(OB – AB/2) + P2.(OB – S2)

2.( 0,3 – 0,1) = 2.( 0,6 – 0,45) + 0,5. ( 0,6 – v2)

0,4 = 0,3+ 0,3 – 0,5.v2

0,2 = 0,5 v2 .suy ra : v2 = 0,4 m/s = 40 cm/s

1,0

1,0Câu 5R0

Câu 5

a) Cở sở lý thuyết:

Xét mạch điện như hình vẽ:

Gọi U là hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch

U1 là số chỉ của vôn kế.

Mạch gốm (R1//R0) nt Rx, theo

tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có:

(1) H1

Xét mạch điện khi mắc vôn kế song song Rx

Gọi U2 là số chỉ của vôn kế

Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx).

Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có:

(2)

Chia 2 vế của (1) và (2) => H2

b) Cách tiến hành:

Dùng vôn kế đo hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là U

Mắc sơ đồ mạch điện như H1, đọc số chỉ của vôn kế là U1

Mắc sơ đồ mạch điện như H2, đọc số chỉ của vôn kế là U2

Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định được Rx

Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm được Rv

1,0

Câu 5

a) Cở sở lý thuyết:

Xét mạch điện như hình vẽ:

Gọi U là hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch

U1 là số chỉ của vôn kế.

Mạch gốm (R1//R0) nt Rx, theo

tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: (1)

Xét mạch điện khi mắc vôn kế song song Rx

Gọi U2 là số chỉ của vôn kế

Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx).

Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có:

(2)

Chia 2 vế của (1) và (2) => H2

b) Cách tiến hành:

Dùng vôn kế đo hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là U

Mắc sơ đồ mạch điện như H1, đọc số chỉ của vôn kế là U1

Mắc sơ đồ mạch điện như H2, đọc số chỉ của vôn kế là U2

Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định được Rx

Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm được Rv

Xem và tải về miễn phí

Tài liệu liên quan