c ủa ròng rọc, của dây kéo và mọi cản trở khác. Khoảng cách giữa AB và màn MN là 2m. a) Xác định các vị trí của thấu kính để có ảnh rõ nét của AB trên màn ảnh MN.. b) Ph ải dùng thấu kí[r]
Trang 1PHÒNG GIÁO D ỤC & ĐÀO
TẠO VĨNH LỘC
TRƯỜNG THCS TÂY ĐÔ
ĐỀ THI GIAO LƯU HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2015-2016 Môn: Vật li 9
Th ời gian làm bài: 150 phút
Đề thi này gồm 02 trang
Bài 1 : (2 điểm)
Hai người khởi hành cùng lúc từ hai vị trí A và B, chuyển động trên hai đường thẳng
vuông góc nhau, A là giao điểm của hai quỹ đạo Khoảng cách AB = l Người I khởi
hành từ A với tốc độ 12 km/h, người II khởi hành từ B với tốc độ 9 km/h chuyển
động theo hướng đến A Cho biết sau khi bắt đầu chuyển động được 24 phút, hai
người lại có khoảng cách bằng với lúc khởi hành
a) Tìm l
b) Bao lâu sau khi bắt đầu chuyển động, hai người có khoảng cách gần nhau nhất?
Khoảng cách gần nhất này là bao nhiêu?
Câu 2 : 3 (điểm)
Vật nặng B có khối lượng M=300kg được
kéo từ dưới đáy một hồ nước lên bờ bằng một cơ
hệ như hình vẽ 1 gồm ròng rọc kép có các bán r
và R=2r, mặt phẳng nghiêng góc 0
30
α = so với phương nằm
ngang; hệ số ma sát giữa vật B và mặt phẳng
nghiêng ở trong nước là k=0, 2
3 Biết B là vật không thấm nước và có khối lượng riêng D1=6000kg/m3; nước có khối lượng riêng D2=1000kg/m3 Bỏ qua khối lượng
của ròng rọc, của dây kéo và mọi cản trở khác Hỏi vật A phải có khối lượng tối thiểu
là bao nhiêu để có thể kéo được vật B lên bờ? ( Chỉ xét giai đoạn B còn chìm hẳn
trong nước)
Câu 3: ( 5 điểm)Một hộp kín chứa một nguồn điện có hiệu
điện thế không đổi U = 150V và một điện trở r = 2Ω Người
ta mắc vào hai điểm lấy điện A và B của hộp một bóng đèn
Đ có công suất định mức P = 180W nối tiếp với một biến
trở có điện trở Rb( Hvẽ )
a) Để đèn Đ sáng bình thường thì phải điều chỉnh Rb = 18Ω
Tính hiệu điện thế định mức của đèn Đ ? b) Mắc song song với đèn Đ một bóng đèn nữa giống hệt nó để cả hai đèn sáng bình
thường thì phải tăng hay giảm Rb ? Tính độ tăng ( giảm ) này ?
c) Với hộp điện kín trên, có thể thắp sáng tối đa bao nhiêu bóng đèn như đèn Đ ?Hiệu
suất sử dụng điện khi đó là bao nhiêu phần trăm ?
Câu 4 : ( 4,0 đ) Đặt một vật thật AB song song với mặt phẳng của màn ảnh MN
Giữa vật AB và màn ảnh MN đặt một thấu kính hội tụ có tiêu cự 3
4
f = m sao cho trục chính của thấu kính vuông góc với AB và màn ảnh MN Khoảng cách giữa AB và
màn MN là 2m
a) Xác định các vị trí của thấu kính để có ảnh rõ nét của AB trên màn ảnh MN
r
U
Hình 2
A
B α
ĐỀ CHÍNH
Trang 2
b) Phải dùng thấu kính có tiêu cự là bao nhiêu để chỉ có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn ảnh MN?
c) Người ta thay màn ảnh MN bằng một gương phẳng G hướng mặt phản xạ ánh sáng
về phía thấu kính Điều chỉnh thấu kính để A trùng với tiêu điểm F của thấu kính( AB trùng với tiêu diện của thấu kính) Hãy vẽ và xác định vị trí ảnh của AB cho bởi hệ thống thấu kính và gương phẳng
Câu 5: (4 điểm) Trên bàn có rất nhiều bình giống nhau đựng các lượng nước như
nhau ở cùng nhiệt độ Đổ M gam nước nóng vào bình thứ nhất, khi có cân bằng nhiệt thì múc M gam nước nóng từ bình thứ nhất đổ vào bình thứ hai Sau đó múc M gam nước từ bình thứ hai đã cân bằng nhiệt đổ vào bình thứ ba Tiếp tục quá trình trên cho các bình tiếp theo Độ tăng nhiệt độ của nước ở bình thứ nhất và bình thứ hai lần lượt là 0
1 20
2 16
∆ = Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường a/ Tìm độ tăng nhiệt độ ∆t3 của nước ở bình thứ ba
b/ Kể từ bình thứ bao nhiêu thì nhiệt độ nước trong bình tăng không quá 0
5 C
Câu 6: ( 2 điểm)
Trình bày phương án thí nghiệm xác định giá trị của hai điện trở R1 và R2
Chỉ dùng các dụng cụ sau đây:
- Một nguồn điện có hiệu điện thế U chưa biết
- Một điện trở có giá trị R đã biết
- Một ampe kế có điện trở RA chưa biết
- Hai điện trở cần đo R1 và R2
- Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể
Chú ý: Không được mắc am pe kế song song với bất kì điện trở nào
………Hết………
Trang 3TRƯỜNG THCS TÂY ĐÔ ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2015-2016 Môn: Vật li 9
Th ời gian làm bài: 150 phút
1
(2,0
đ)
a) Sau khi chuyển động được thời gian t, hai người đến các vị trí M1 , M2
M1M2 = AM1 + AM2 = (v1 t)2 + (AB – v2 t)2 (1)
Khi M1M2 = l thì t = 0,4 h, t ừ phương trình (1) tìm được: l = 5 km
b) M1M2 = 225t2 – 90t + 25 = (15t – 3)2 + 16 (1 đ)
M1M2 nhỏ nhất khi t = 0,2 h, khi này M1M2 = 4 km (1 đ)
0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ
1
(3,0
đ)
* Giả sử vật B đang chuyển động theo hướng của dây kéo, phân tích lực
như hình vẽ
* urP B
là trọng lực, FuurA
là lực đẩy ác si mét, uurN
là phản lực vuông góc, uuurF ms
là lực ma sát
* Trọng lượng biểu kiến của vật B:
Fy = PB-FA= 10.M- 2
2
10.D M 10.M 1 D
* Phản lực N=Fy.cosα = 2
1
10.M 1 D
D
−
cosα
* Hợp lực của phản lực uurN
và Fuury
có phương song song với mặt phẳng nghiêng f= Fysinα = 2
1
10.M 1 D
D
−
sinα
* Lực ma sát: Fms=k.N=k 2
1
10.M 1 D
D
−
cosα
* Lực tổng hợp ngược chiều chuyển động:
Fx= Fms+f = 2
1
10.M 1 D
D
−
(sinα+k.cosα )
* Lực căng T của dây cân bằng với Fx, áp dụng qui tắc mô men lực vào
ròng rọc: Fx.r = PA.R
1
10.M 1 D
D
−
(sinα+k.cosα ).r= 10.m.R
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
A
B α
N
uur
A
F
uur
B
P
ur
f
ur
y
F
uur
ms
F
uuur
x
F
uur
Tur
A
P
uur
ĐỀ CHÍNH
Trang 4
• Từ đó: m= 2
1
1 1 2
D M
D
−
(sinα +k.cosα )
• Thay số: m= M/4= 75 kg
0,25
0,5
2
(5đ)
a) * Gọi I là cường độ dòng điện trong mạch chính thì
U.I = P +(Rb + r ).I2
Thay số ta được một phương trình bậc 2 theo I : 2I 2 - 15I + 18 = 0
Giải PT này ta được 2 giá trị của I là I1 = 1,5A và I2 = 6A
+ Với I = I1 = 1,5A ⇒ Ud =
d
I
P
= 120V
+ Làm tương tự với I = I2 = 6A ⇒ Hiệu suất sử dụng điện trong trường
6 150
180
I U
⇒ loại bỏ nghiệm I 2 = 6A
b) * Khi mắc 2 đèn // và sáng bình thường nên: I’ = 2.Id = 3A,
* Điện trở của biến trở khi đó là : R’b = ( d '. )
8 '
I
= Ω
* Độ giảm của Rb là ∆ =R b R b −R'b = Ω 10
c) * Ta nhận thấy U = 150V và Ud= 120V nên để các đèn sáng bình
thường, ta không thể mắc nối tiếp từ 2 bóng đèn trở lên được mà phải
mắc chúng song song Giả sử ta mắc // được tối đa n đèn vào 2 điểm A
& B
* Theo câu b: Rbgiảm dần đến 0Ω thì số đèn mắc // sẽ tăng lên
Cường độ dòng điện trong mạch chính I = 150 120
15 2
d
A r
* Số bóng đèn tối đa có thể mắc song song với nhau vào mạch điện là
ax
d
15 10
1, 5
m
I n I
* Hiệu suất sử dụng điện khi đó bằng : H =
U
U d = 80 %
0,5 0,5
0,5
0,5
0.5 0,5 0,5
0.5
0,25
0,25
0,25
3
4,0đ
a/ Sơ bộ dựng ảnh A’B’ trên màn
như hình vẽ
Đặt d= AO; d’= A’O; f= OF = OF’
* Ảnh A’B’ của vật AB nằm trên màn nên: d+d’=2 ( 1)
* Xét các cặp tam giác vuông đồng dạng và biến đổi ta có: .
' d f
d
=
− (2)
* Từ (1) và (2) suy ra: d2 -2d +2f=0 (3)
* Khi: f= 3/4 m, phương trình (3) có dạng: 2 d2 – 4 d + 3 = 0
* Ta có: V ' = − 〈 2 0 Phương trình (4) vô nghiệm Nghĩa là không có vị trí
nào của thấu kính có tiêu cự f = ¾ m cho ảnh rõ nét trên màn
b/ Để chỉ có một vị trí cho ảnh rõ nét trên màn thì phương trình (3) phải
0,25
0,25
0,5
0,5 0,25 0,25
J
A’
I
F
A
B
B’
O
Trang 5có nghiệm kép Do đó ta có: V ' 1 2 = − f = 0, suy ra: f= 0,5 m
* Khi dùng TKHT có tiêu cự f = 0,5 m thì chỉ có một vị trí thấu kính cho
ảnh rõ nét trên màn
c/ Vật AB ở tiêu diện thì các tia sáng sau khi qua thấu kính sẽ song song
với nhau Các tia sáng song song gặp gương phẳng G sẽ phản xạ thành
chùm sáng song song Các tia phản xạ song song này khi qua thấu kính sẽ
hội tụ trên tiêu diện Như vậy ảnh A’B’ là ảnh thật ngược chiều và bằng
vật ( Hình vẽ)
0,5
0,5
1,0
Câu
4
a/
2.5
đ
Gọi nhiệt độ ban đầu của nước trong các bình là t1
Nhiệt độ nước nóng là t2
Khối lượng nước trong các bình là m ( gam)
- Phương trình cân bằng nhiệt trong lần đổ M gam nước nóng vào bình
thứ nhất là: M c t 2 −(t1 + ∆t1)=m c t ∆ 1
1 M ( 2 1 )
- Lần đổ thứ hai và thứ ba ta có phương trình cân bằng nhiệt
+ M c t 1 + ∆ −t1 (t1 + ∆t2)=m c t ∆ 2 (2)
⇒M = 4.m (3)
+ M c t 1 + ∆ −t2 (t1 + ∆t3)=m c t ∆ 3
t3 M t2
+ ( 4)
2 16
3
4.
.16 12,8 5.
m
m
0,5 đ 0,2đ 0,5 đ 0,2đ 0,5 đ 0,25
0,25
đ
b/
1,5
đ
Theo (2) ta có t2 M t1
Thay (1) vào (5) ta có:
2
2 M ( 2 1 )
+
- Thay (6) vào (4) ta có
3
3 M ( 2 1 )
+
- Tương tự đến bình thứ n ta có độ tăng nhiệt độ của bình thứ n là:
(2 1)
n
n
M
+
4 25 5
n
≤5⇒ ≥n 7, 26
0,25
đ
0,25
đ 0,25
0,5 đ
B
A
F A’
B’
O
F’
G
Trang 6Vậy đến bình thứ 8 thì độ tăng nhiệt độ của nước trong bình không vượt
quá 50C
0,25
đ
6
(2đ)
* Mắc nối tiếp R với ampe kế RArồi mắc vào hai cực của nguồn U thì
ampe kế chỉ giá trị Iovới:
A o
R R
U I
+
- Thay R bằng R1, ampe kế chỉ giá trị:
A
R R
U I
+
= 1
- Thay R bằng R2, ampe kế chỉ giá trị:
A
R R
U I
+
= 2
- Thay R bằng R1+R2, ampe kế chỉ giá trị:
A
R R R
U I
+ +
=
2 1
(4)
−
=
−
=
2 2
1
1 1
I I
U I
U I
U
* Lấy (4) trừ (2) ta được:
−
=
1 2
1 1
I I U
−
− +
=
→
−
=
−
2 1 1
1
1 1 1 1
I I I I U R I
U I
U R R
o o
(7)
* Chia (7) cho (5) ta được:
−
− +
−
=
→
−
−
− +
=
1 2
2 1
2
2 1
1 1
1 1
1 1 1 1
I I I I
I I R
R I
I
I I I I R
R
o
o
*Tương tự:
−
− +
−
=
1 2
1 2
1 1 1 1
1 1
I I I I
I I R
R
o
0.25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25