Nhằm giúp các bạn học sinh đang chuẩn bị bước vào kì thi học sinh giỏi cấp trước có thêm tài liệu ôn tập, TaiLieu.VN giới thiệu đến các bạn Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 9 cấp tỉnh năm 2019-2020 có đáp án - Phòng GD&ĐT Tĩnh gia (Bài số 2) để ôn tập nắm vững kiến thức môn học. Tài liệu đi kèm có đáp án giúp các em so sánh kết quả và tự đánh giá được lực học của bản thân, từ đó đặt ra kế hoạch ôn tập phù hợp giúp các em đạt kết quả cao trong kì thi.
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HS GIỎI CẤP TỈNH TĨNH GIA Năm học 2019 - 2020
Môn: Vật lí 9 - Bài số 2
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (2,0 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 (3,0 điểm) Thanh AB có thể quay quanh bản lề gắn trên
tường thẳng đứng tại đầu B (hình vẽ) Biết AB = BC và trọng lượng
của thanh AB là P = 100 N :
a) Khi thanh nằm ngang, tính sức căng dây T xuất hiện trên
dây AC để thanh cân bằng (hình 1 )
b) Khi thanh AB được treo như hình 2, biết tam giác ABC đều
Tính lực căng dây T’ của AC lúc này ?
Câu 3 (4,0 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 từ bình thứ nhất
đổ vào bình thứ hai Sau đó múc M gam nước từ bình 2 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 thứ hai lần lượt là
t1= 200C và t2 = 160C Coi rằng chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa các
lượng nước
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 50C?
Câu 4: (5,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ Biết R3 = 20, hiệu điện thế giữa hai
điểm A và B là U = 22V; Rx là một biến trở Điện trở các vôn kế V 1 và V 2 rất lớn, điện
trở ampe kế A và dây nối không đáng kể
a) Khi điều chỉnh R x = R xo = 20 thì số chỉ vôn kế
V 1 gấp 1,2 lần số chỉ vôn kế V 2 và ampe kế A chỉ 0,1A
Hãy tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB và giá trị
các điện trở R 1 và R 2
b) Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị của biến
trở R x từ R xo đến 0 thì công suất tiêu thụ trên R x sẽ thay đổi
như thế nào?
c) Rx có giá trị nằm trong khoảng nào để dòng điện
qua ampe kế A có chiều từ C đến D?
Câu 5: (4,0 điểm) Một sơ đồ quang học vẽ ảnh của một
điểm sáng S đặt trước thấu kính hội tụ mỏng nhưng đã
mất nét, chỉ còn lại các điểm M, N, F’, S’ (hình 4)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Hình 3
A
-+
D
Hình 4
T’
C
Hình 2
Hình 1
B
P
T
C
Trang 2Trong đó M, N nằm trên thấu kính; F’ là tiêu điểm; S’ là ảnh thật của S; ba điểm M, F’,
S’ thẳng hàng
a) Bằng phép vẽ hãy khôi phục vị trí quang tâm và điểm sáng S
b) Khi đo khoảng cách giữa các điểm ta có: MF’ = 15cm; NF’ = 13cm; MN = 4cm Tính tiêu cự của thấu kính trên
Câu 6 (2,0 điểm) Trình bầy phương án xác định khối lượng riêng (gần đúng) của một
chất lỏng x với các dụng cụ sau đây Một thanh cứng, đồng chất, một thước thẳng có thang đo, dây buộc không thấm nước, một cốc nước (đã biết Dn), Một vật rắn không thấm nước( có thể chìm được trong cả hai chất lỏng), Cốc đựng chất x
Trang 3HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1
(2.0 điểm)
a) Sau khi chuyển động được thời gian t, hai người đến các vị trí M1, M2
Ta có: M1M2 = AM1 + AM2 = (v1t)2 + (AB – v2t)2
(1) 0,5 Khi M1M2 = l thì t = 0,4 h, từ phương trình (1) tìm được: l = 5 km 0,5 b) M1M2 = 225t2 – 90t + 25 = (15t – 3)2 + 16 0,5
M1M2 nhỏ nhất khi t = 0,2 h, khi này M1M2 = 4 km 0,5
C C H
Hình 1 T Hình 2 K I A
B A B P
P
1) T BH = P OB (1) Vì OB =
2
AB
và tam giác ABC vuông cân tại B nên BAH = 450 Trong tam
giác BAH vuông tại H ta có BH = AB Sin BAH = AB.
2
2
; thay vào (1) ta có : T.AB
2
2
= P
2
AB
T = ?
2) Tương tự câu 1 : T’.BH = P.IK (2) Có BAH vuông tại H BH = AB sinBAH = AB.sin60 0 =
2
3
.
AB
Vì OI là đường trung bình của ABK IK = 1/2 AK = 1/2 BH ( do AK = BH )
IK =
4
3
AB
; thay vào (2) : T’
2
3
AB
= P
4
3
AB
T’ = ? ĐS : T = 20 2 N và T’ = 20N
nước trong mỗi bình là m và lượng nước nóng là M
Từ phương trình cân bằng nhiệt: Q thu = Q toả , ta có:
Mc(t – t 1 ) = mc(t 1 – t 0 ) 1 1 0 1 t t0
m M
M t
t m
M t t
Hoàn toàn tương tự, ta cũng thu được:
1 1 1
0
1 2 2
0 3 3
1 0
1 2
1 0
2 2
,
t m M
M t
m M
M t
t t
t m M
M t
m M
M t
t t
t m M
M t
t m M
M t
t m
M t t t
n
n n
a) Ở bình thứ ba, nhiệt độ của nước sẽ tăng thêm:
C t
t
1
2 2
b) Theo công thức ở trên, ta có: 0 , 8 1 20 5 8
n
t n n
Từ cốc thứ 8 trở đi, độ tăng nhiệt độ của nước không vượt quá 50C
(Học sinh có thể tính lần lượt độ tăng nhiệt độ của các bình:
t4 10 , 240C; t5 8 , 190C; t6 6 , 550C; t7 5 , 240C; t8 4 , 190C)
Trang 4a - Gọi số chỉ các Vôn kế V 1 và V 2 lần lượt là U 1 và U 2 ta có:
1, 2 (1)
X
3
X X
X
R R R
, R AB = R 12 + R 3X (3)
Từ (1), (2) và (3) suy ra: R 12 = 12 và R AB = 22
- Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB là:
2 22W
AB
U P R
- Cường độ dòng điện trong mạch chính là: I = 22
1 22
P
A
Suy ra: I 3 = I x =
2
I
= 0,5 (A)
- Nếu dòng điện qua A có chiều từ C đến D thì: I 1 =I A + I 3 =0,6A (4)
và I 2 = I X - I A = 0,4A (5) Từ (4) và (5) suy ra:
1 1 1 20
U R I
2 2 30
U R I
- Nếu dòng điện qua A có chiều từ D đến C thì do tính đối xứng nên
ta có: R 1 =30 và R 2 =20
0,5
0,5
0,5
0,5
b - Công suất tiêu thụ trên RX khi biến trở thay đổi giá trị là:
2 (6)
X X x
U P R
- Mặt khác ta lại có: X 3X (7)
AB
R U
3 3
3
20
20
X
R
240 32
(9) 20
X
X
R
R
- Từ (6), (7) và (8) suy ra:
2 2
2
240
X X
X
X X
R P
R
R R
Ta tìm thấy P X lớn nhất khi :
2 2 240
X
- Vậy ta thấy khi giảm liên tục giá trị của Rx từ R x0 = 20 đến
R X = 7,5 thì công suất tỏa nhiệt trên R X tăng liên tục tới giá trị cực đại và sau đó giảm liên tục giá trị của RX từ R x = 7,5 đến
0 thì công suất này lại giảm liên tục đến 0
0,5
0,5
0,5
c * Trường hợp: R 1 =30 :
Cường độ dòng điện qua ampe kế có độ lớn là:
. x
U I R I R U
I I
x
x
R R U
R R R R
Với: R 3x = 3
3
. x
x
R R
0,5
Trang 5a) Khôi phục quang tâm và điểm sáng S:
- Nối MN ta được đường thẳng đặt thấu kính
- Từ F’ kẻ đường thẳng vuông góc với MN, cắt thấu kính tại O Điểm O là quang tâm
Đường thẳng là trục chính của thấu kính
- Nối S’O và kéo dài Từ M kẻ đường song song với trục chính gặp S ’ O kéo dài tại S Vậy
S là điểm sáng
b) Xác định tiêu cự:
Đặt ON = x; OF ’ = f Xét hai tam giác vuông ONF’ và OMF’ Theo định lí Pitago ta có:
Giải hệ phương trình trên ta có x = 5cm; f = 12cm
4điểm 1,0đ
0,5đ 0,5đ
1,0đ 1,0đ
Câu 6
+ Dùng dây treo thanh cứng, khi thanh thăng bằng, đánh dấu vị trí dây treo là G( G chính là trọng tâm của thanh)
+ Treo vật nặng vào thanh cứng, dịch chuyển dây treo để thước thăng bằng trở lại, đánh dấu vị trí treo thanh và treo vật là O1 và A, dùng thước đo khoảng cách AO1=l1, O1G=l2 khi đó ta có phương trình cân bằng: l1 P1=p0l2 (1)
+ Nhúng chìm vật rắn vào chất lỏng x , dịch dây treo thước đến vị trí O2 để thước thăng bằng trở lại đo khoảng cách AO2 =l3, O2G=l4 Ta có phương trình cân bằng: l3( P1- 10 V Dx) = P0.l4 (2)
Thay số ta có biểu thức: I A = 330 24, 75.
450 60
x
x
R R
+ Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì:
330 24, 75
450 60
x
x
R R
> 0 khi 40
0
3
R
* Xét trường hợp R 1 = 20:
Tương tự ta có: I A = 330 11
300 40
x
x
R R
+ Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì:
330 11
0
300 40
x
x
R R
suy ra: 0 R 30
0,5
Trang 6+ Nhúng chìm vật rắn vào cốc nước , dịch dây treo thước đến vị trí O3 để thước thăng bằng trở lại đo khoảng cách AO3 =l5, O3G=l6 , Ta có phương trình cân bằng: l5( P1- 10 V Dn) = P0.l6 (3)
+ giải hệ 3 phương trình 1,2,3 ta tìm được Dx