Nền nhà cách trần 4m, một điểm sáng S đặt trong khoảng từ trần nhà đến gương và cách gương 80cm (S nằm trên đường thẳng vuông góc với gương tại tâm gương). S phát ra chùm tia tới gương c[r]
Trang 1PHÒNG GD&ĐT YÊN LẠC
TRƯỜNG THCS LIÊN CHÂU KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP TRƯỜNG LẦN 2 NĂM HỌC 2020 - 2021
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài 150 phút- Đề thi gồm 01 trang
Câu 1 (2 điểm) Trên tuyến đường sắt Bắc – Nam của nước ta hiện nay có 27 hầm đường sắt xuyên qua đèo hoặc
đồi núi Hầm Đèo Cả ở huyện Đông Hòa tỉnh Phú Yên là dài nhất với chiều dài là 1197m một đoàn tàu đi qua hầm với vận tốc 54 km/h thời gian từ lúc tàu vào hầm đến khi tàu vừa ra hết khỏi hầm là 1 phút 33 giây Tính chiều dài của đoàn tàu này.
Câu 2 (1,5 điểm) Từ Vĩnh Phúc có một xe ô tô chạy về Hà Nội với vận tốc v1 = 80 km/h Cùng lúc đó có một xe ô
tô khác chạy từ Hà Nội về Vĩnh Phúc trên cùng đường Lúc 10h thì hai xe ô tô đi ngang qua nhau, lúc 10h32 phút thì xe khởi hành Vĩnh Phúc đến Hà Nội và sau 18 phút nữa thì xe khởi hành từ Hà Nội đến Vĩnh Phúc Tìm vận tốc của xe khởi hành từ Hà Nội.
Câu 3 (1,5 điểm) Bỏ 100g nước đá ở nhiệt độ t1 = 0 0 C vào 300g nước ở nhiệt độ t 2 = 20 o C.
a Nước đá có tan hết không? Cho nhiệt nóng chảy của nước đá = 3,4.10 5 J/kg và nhiệt dung riêng của nước là
c = 4200J/kg.K.
b Nếu không, tính khối lượng nước đá còn lại ?
Câu 4 (1,5 điểm) Trong trò chơi bập bênh của trẻ em, bạn Đức nặng 18 kg ngồi cách điểm tựa 0,5m, thì bạn Bình
nặng 15 kg phải ngồi cách điểm tựa bao nhiêu để nó thăng bằng?
Câu 5 (1,5 điểm) Công để đưa một vật lên cao 5m bằng một mặt phẳng nghiêng là 9 kJ Biết hiệu suất của mặt
phẳng nghiêng 80% và chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 20m Xác định trọng lượng của vật và lực ma sát giữa vật với mặt phẳng nghiêng.
Câu 6 (2 điểm) Một bình chứa hình trụ, tiết diện đều được đặt thẳng đứng Bên trong bình đang chứa nước ở nhiệt độ t1
= 60 0 C Người ta rót thêm vào bình một lượng dầu thực vật ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C cho đến khi tổng độ cao của cột nước và cột dầu bên trong bình là h = 50cm Xảy ra sự trao đổi nhiệt giữa nước và dầu dẫn đến sự cân bằng nhiệt ở nhiệt độ t =
45 0 C Cho khối lượng riêng của nước D 1 = 1000kg/m 3 , của dầu D 2 = 800kg/m 3 ; nhiệt dung riêng của nước c 1 = 4200J/kg.K và của dầu c 2 = 2100J/kg.K Biết dầu nổi hoàn toàn trên nước Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng với bình và môi trường.
a) Tính tỉ số khối lượng của dầu và nước từ đó tính độ cao của cột dầu và cột nước trong bình.
b) Tính áp suất do khối chất lỏng gây ra tại đáy bình
Câu 7 (3 điểm) Cho ba điện trở R1 , R 2 và R 3 = 16Ω, các điện trở chịu được hiệu
điện thế tối đa tương ứng là U 1 = U 2 = 6V; U 3 = 12V Người ta ghép ba điện trở
trên thành mạch điện như hình vẽ biết điện trở tương đương của mạch đó là R AB
= 8Ω
a) Tính R 1 và R 2 biết rằng nếu đổi chỗ R 3 với R 2 thì điện trở của mạch
là R AB = 7,5Ω
b) Tính hiệu điện thế lớn nhất có thể đặt vào hai đầu đoạn mạch.
Câu 8 (3 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ Biết UAB = 36V không đổi.
R 1 là biến trở , R 2 = 12; R 4 = 24; R 5 = 8; điện trở của ampe kế
và dây nối rất nhỏ.
a) k mở: R 1 = 6, ampe kế chỉ 1,125A Tính điện trở R 3
b) k đóng: R 1 = 6 Tìm số chỉ ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế.
c) k đóng: R 1 = 8 Mắc thêm R x song song với R 5 Để ampe kế chỉ 0,9A thì R x
bằng bao nhiêu?
Câu 9 (2 điểm) Đặt một gương phẳng tròn có đường kính 4cm nằm ngang trên nền nhà, mặt phản xạ hướng lên
trên Nền nhà cách trần 4m, một điểm sáng S đặt trong khoảng từ trần nhà đến gương và cách gương 80cm (S nằm trên đường thẳng vuông góc với gương tại tâm gương) S phát ra chùm tia tới gương cho chùm tia phản xạ tạo thành một hình tròn sáng trên trần nhà.
a) Vẽ đường đi của chùm tia tới và chùm tia phản xạ
b) Tính đường kính vòng tròn trên trần nhà.
Câu 10 (2 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ U = 24V, R 1 = 12Ω, R 2 = 9Ω,
R 3 là biến trở, R 4 = 6Ω, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể.
a, Cho R 3 = 6Ω Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở
R 1 , R 3 và số chỉ của ampe kế
b, Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn Tìm R 3
để số chỉ của vôn kế là 16V Nếu R 3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế
tăng hay giảm?
-A
R3 R2
M
N
R3 R1
R2 R4
+ U
-A
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2-
Hết - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêmHết -.
NĂM HỌC 2020 – 2021 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÍ
(Hướng dẫn chấm gồm: 03 trang)
* Thí sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
* Thí sinh viết thiếu hoặc viết sai đơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,5 điểm cho toàn bài
1 Quãng đường mà tàu đã đi trong thời gian 1 phút 33 giây = 93 giây
S = vt = 15.93 = 1395 m
Chiều dài của tàu L = 1395 – 1197 = 198 m
1 1
2
Xe chạy từ Vĩnh Phúc gặp xe chạy từ Hà Nội sau thời gian t1, còn xe chạy từ Hà
Nội chạy trên quãng đường đó sau thời gian t2 = 32 + 18 = 50 phút
Xe chạy từ Hà Nội đến khi gặp xe chạy Vĩnh Phúc cũng trong thời gian t1, còn xe
chạy từ Vĩnh Phúc đi trên đoạn đường đó trong thời gian t3 = 32 phút
Gọi v2 là vận tốc xe đi từ Hà Nội
Ta có v1.t1 = v2.t2 (1)
v2.t1 = v1.t3 (2)
Từ (1), (2) suy ra v2 = 64 km/h
0,5 0,25 0,25 0,5
0,5 0,5
4 Sử dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy.
=> Bình ngồi cách điểm tựa 0,6 m
0,5 1
5 Ta có Ai = A.H = 7200 J
Mà Ai = P.h => P = 1440N
Ams = A – Ai = 1800 J => Fms = 90 N
0,5 0,5 0,5
6
a Ta có phương trình cân bằng nhiệt
Q1 = Q2 => m1C1 (t1 – t) = m2C2 (t – t2)
Thay số ta được m1/ m2 = 5/6 (hay m2/ m1 = 6/5) => D1Sh1/ D2Sh2
h1/h2 = 2/3
h1 = 20 cm
h2 = 30 cm
b Áp suất tác dụng lên đáy bình P = d1h1 + d2h2 = 4400 (Pa)
0,5 0,5 0,5 0,5
7
a
=> R1 + R2 = 16Ω (*)
Khi đổi chỗ R3 với R2
(1)
Từ (*) R2 + (R1 + 16) =32 (2)
Từ (1) và (2) ta thấy R2 và R1 + 16 là 2 nghiệm của phương trình bậc 2
x2 - 32x + 240 = 0, phương trình có 2 nghiệm x1 = 20Ω và x2 =12Ω
Vậy R2 = x2 = 12Ω => R1 + 16 = 20 => R1 = 4Ω
b R1 và R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2
=> U1/U2 = R1/R2 = 2/6
Vậy nếu U2max =6V
0,25 0,25 0,25 0,25
0,5 0,5 0,5
Trang 3thì lúc đó U1 = 2V và U3 = UAB = U1 + U2 = 8V (= U3max)
8
a k mở: R4 không hoạt động, điện trở ampe kế rất nhỏ: chập M, N lại
Mạch điện vẽ lại:
IA = I5 = 1,125A
U35 = U3 = U5 = I5.R5 = 1,125.8 = 9(V)
U12= U - U35 = 36 – 9 = 27(V)
I1 = I2 = I12 =
12
1 2
27
6 12
U
R R = 1,5(A)
I3 = I2 – I5 = 1,5 – 1,125 = 0,375(A), R3 =
3
3
9 0,375
U
b k đóng điện trở ampe kế rất nhỏ: chập M,N lại
Mạch điện vẽ lại:
Rtđ = R1 + R24 + R35
= R1 +
2 4
2 4
R R
3 5
3 3
R R
= 6 +
12.24
24.8
24 8 = 6 + 8 + 6 = 20()
I1 = I24 = I35 = I =
36 20
td
U
R = 1,8(A)
U2 = U4 = U24 = I24.R24 = 1,8.8 = 14,4(V) => I2 =
2
2
14,4 12
U
R = 1,2(A)
U3 = U5 = U35 = I35.R35 = 1,8.6 = 10,8(V) => I3 =
3
3
10,8 24
U
R = 0,45(A)
Do I2 > I3 nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ M đến N
IA = I2 - I3 = 1,2 – 0,45 = 0,75(A)
c.k đóng: R1 = 8() Mắc thêm Rx song song với R5 (R24 = 8)
35 3 5
R R R R R R => R
35x =
6.
6
x x
R R
Rtđ = R1 + R24 + R35x = 8 + 8 +
6.
6
x x
R R
= 16 +
6.
6
x x
R R
96 22.
6
x x
R R
I1 = I24 = I35x = I = td
U
96 22.
x x
R R
U2 = U4 = U24 = I24.R24 =
96 22.
x x
R R
96 22.
x x
R R
I2 =
2
2
U
(96 22 ).12
x x
R R
96 22.
x x
R R
144 24
96 22.
x x
R R
U3 = U5 = Ux = U35x = I35x.R35x =
96 22.
x x
R R
6.
6
x x
R R
216
96 22.
x x
R R
I3 =
3
3
U
216 (96 22 ).24
x x
R R
9
96 22.
x x
R R
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
-1 R2
R 3
R 5
-R 1
R 2
R 3
R 5
+
R 4
Trang 4IA = I2 - I3 0,9=
96 22.
x
R
144 15
96 22.
x x
R R
=> Rx = 12()
9
a S` là ảnh ảo của S đối xứng với S
qua gương
- Chùm tia tới SA, SB tới gương phản xạ
theo hướng S`A, S`B tạo thành vùng
sáng trên trần nhà có đường kính A’B’
b Ta có OO` = 4 m = 400 cm
SO = S`O = 80 cm
S`O` = S`O + OO` = 80 + 400 = 480 (cm)
`
S OB
đồng dạng với S O B' ' '
' '
O B
Mà OB =
4 2
AB cm
cm
O'B' =
480.2
12( )
A'B' = 2.O'B' = 2 12 = 24 (cm)
0,5
Hv – 0,5
0,25 0,25 0,25 0,25
10
(2 đ)
a,
0,5
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể nên chập M N Vẽ lại mđ
SĐMĐ:[(R3//R4)ntR2]//R1
Ta có:
3 34
6 3
R
; R234 = R2 + R34 = 9 + 3 = 12
I2 = 234
24 2 12
U
A
R ;
4
6
12
R
R R
24 2 12
U
R
Tại nút M của mạch điện đã cho, ta có: IA = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A
Vậy cường độ dòng điện qua R1 là 2A, cường độ dòng điện qua R3 là 1A và
ampe kế chỉ 3A
0,5
b, Thay ampe kế bằng vôn kế.
SĐMĐ:[(R1 nt R3)//R2] nt R4
U1 = U – UMN = 24-16=8V
I1 =
1 1
12 3
U
A
R ; U
3 = I1.R3 = 3
2
3R
I2 =
3
2
2
3
R
R
I4 = I1+I2 =
2
3
3
24 2 27
R
=
3
42 2 27
R
UMN = I1.R3 + I4R4 16 = 3
2
3 R
3
42 2 27
R
6 R3 6
0,5
N
I1 M IA
I3 R3
R1
C
R2 D R4
+ U
-A
+ C I2 R2
I4 R4
D I3 R3 M,N -
R1 I1
N
I1 M I1 R3
R1 C
I2 R2 D R4 I4
+ U
-V
Trang 5* Khi R3 tăng thì Rtm tăng Cường độ dòng điện mạch chính I4 = tm
U
R giảm
I1 = I4
2
R
R R R giảm U1 = I1.R1 giảm UMN = U – U1 tăng
Vậy nếu R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế tăng
0,5