Tài liệu Tập đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 môn vật lý kèm đáp án chi tiết

UBND HUYỆN ............. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁP HUYỆN ĐỢT 1 Năm học ............. Môn thi:Vật lý - Lớp 9 Thời gian làm bài:120 phút (không kể thời gian giao đề) Tập đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 môn vật lý kèm đáp án chi tiết là tài liệu mới nhất hữu ích cho bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn. Chúc các em học sinh thi đạt kết quả cao nhất. Bài 1: (2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: Biết R 1 = 4  , bóng đèn Đ: 6V - 3W, R2 là một biến trở. Hiệu điện thế UMN = 10 V (không đổi). a. Xác định R2 để đèn sáng bình thường. b. Xác định R2 để công suất tiêu thụ trên R2 là cực đại. Tìm giá trị đó. D M R1 N R2 Bài 2: (2 điểm) Một chiếc Canô chuyển động theo dòng sông thẳng từ bến A đến bến B xuôi theo dòng nước. Sau đó lại chuyển động ngược dòng nước từ bến B đến bến A. Biết rằng thời gian đi từ B đến A gấp 1,5 lần thời gian đi từ A đến B (nước chảy đều). Khoảng cách giữa hai bến A, B là 48 km và thời gian Canô đi từ B đến A là 1,5 giờ. Tính vận tốc của Canô, vận tốc của dòng nước và vận tốc trung bình của Canô trong một lượt đi về? Bài 3: (2 điểm) m1 Hai quả cầu đặc thể tích mỗi quả là V = 100 cm3 được nối với nhau bằng sợi dây mảnh nhẹ ,không co dãn thả trong nước . Khối lượng quả cầu m2= 4m khi cân bằng thì 1/2 m2 thể tích quả cầu bên trên bị ngập nước . Hãy tính: a- Khối lượng riêng của các quả cầu. b- Lực căng của sợi dây. Cho khối lượng riêng của nước là Dn= 1000 kg/m3. Bài 4: (2 điểm) Cho mạch điện (nh h×nh vẽ) cã: R1 = R2 = R3 = 40  , R4 = 30  , ampe kế chỉ 0,5A. a.T×m cường độ dßng điện qua c¸c điện trở, qua mạch chÝnh. b. Tính U c. Giữ nguyên vị trí các điện trở, hoán vị ampe kế và nguồn điện U, thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Trong bài toán này, ampe kế lí tưởng. A _ + U A B C R3 R1 R4 R2 Bài 5: (2 điểm)Cần phải mắc ít nhất bao nhiêu chiếc điện trở 5Ω để tạo ra đoạn mạch điện có điện trở toàn mạch là 12Ω. ---------- HẾT ---------(Đề thi gồm có 01 trang) Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:.....................................................; Số báo danh................................ UBND HUYỆN ............. HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Môn thi: Lý - Lớp 9 Bài 1: (2điểm) Ý/Phần Đáp án Điểm D M R1 A B N R2 Sơ đồ mạch: R1 nt (Rđ // R2). U2 U 2 62 Từ CT: P =  Rđ = = = 12(  ) Rd 3 P Iđ = a)  P 3 = = 0,5 (A) U 6 Để đèn sáng bình thường  Uđ = 6v, Iđ = 0,5(A). Vì Rđ // R2  RAB = 12.R 2 ; UAB = Uđ = 6v. 12  R 2  UMA = UMN – UAN = 10 – 6 = 4v 0,25đ b) Vì Rđ // R2  R2đ = 12.R 2  12  R 2 12R 2 48  16R 2 Rtđ = 4 + = 12  R 2 12  R 2 áp dụng định luật Ôm: I = U MN 10(12  R 2 ) = . R td 48  16R 2 Vì R nt R2đ  IR = I2đ = I = 10(12  R 2 ) 48  16R 2  U2đ = I.R2đ = 120R 2 . 48  16R 2 0,25đ 0,25đ 0,25đ U2 áp dụng công thức: P=  R U22 (120.R 2 )2 1202.R 2 P2 = = = R 2 (48  16R 2 ) 2 .R 2 (48  16R 2 ) 2 0,25đ 1202 Chia cả 2 vế cho R2  P2 = 48 2 R2  162 R 2  2.48.16 �482 � 2 Để P2 max  �  16 R 2  2.48.16 �đạt giá trị nhỏ nhất �R 2 � �482 � 2  �  16 .R 2 �đạt giá trị nhỏ nhất �R 2 � 0,25đ áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có: 482 482 2 2 + 16 .R2  2. .16 R 2 = 2.48.16 R2 R2 1202  P2 Max = =4,6875 (W). 4.48.16 0,25đ Đạt được khi: 482 = R2 162.R2  R22 = 482 = 32 2 16  R2 = 3  Vậy khi R2 = 3  thì công suất tiêu thụ trên R2 là đạt giá trị cực đại. Bài 2 : (2 điểm) 0,25đ Ý/Phần Đáp án 0,25đ C ho biết: t2=1,5h ; S = 48 km ; 0,25đ t2=1,5 t1  t1=1 0,25đ h Cần tìm: V1, V2, 0,25đ Vtb G ọi 0,25đ vậ n tố 0,25đ c củ 0,25đ a C an ô 0,25đ là V1 G ọi vậ n tố c củ a dò ng nư ớc Điểm là V2 V ận tố c củ a C an ô kh i xu ôi dò ng từ bế n A đế n bế n B là: V = V1 + V2 x Thời gian Canô đi từ A đến B. t 1= S 48  VN V1  V2  1 = 48 V1  V2  V1 + V2 = 48 (1 ) Vận tốc của Canô khi ngược dòng từ B đến A. V N = V1 V2 Thời gian Canô đi từ B đến A: t 2= S 48  VN V1  V2  V1 V2 = 32 (2 ). Công (1) với (2) ta được. 2 V1 = 80  V1 = 40 k m /h Thế V1= 40km/h vào (2) ta được. 4 0 V2 = 32  V2 = 8k m /h. Bài 3: (2điểm) Ý/Phần a/ Đáp án + Trọng lượng của hệ 2 quả cầu P = 10.(m1+m2) = 50m1 (N). + Lực đẩy acsimet tác dụng lên hệ 2 quả cầu : FA = 10.Dn.(V + V/2) = 10.1,5.Dn.V. (N) + Khi Cân Bằng : P = FA. => m1 = 0,3.Dn.V m2 = 1,2.Dn.V. Điểm 0,25đ 0,25đ 0,25đ + Khối lượng riêng của quả cầu m1: D1=m1/V = 0,3.Dn= 300 kg/m3 + Khối lượng riêng của quả cầu m2: D1=m2/V = 1,2.Dn= 1200 kg/m3 b/ Lực căng của sợi dây T=P-F’A= 10.V.(D2-Dn) Thay số T= 0,2 N 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ Bài 4: (2điểm) Ý/Phần a. §iÓm Đáp án Tính cường độ dòng điện : 0,25đ Do R1 = R2 và mắc // với nhau nên I1 = I2 R123 = (1) R 1.R 2  R 3 = 40  40 = 60  ; R4 = 30  R1  R 2 2 0,25đ  I4 = 2 I123 = 2 I12 = 2.( I1 + I2 ) (2) Số chỉ của ampe kế : IA = I 2 + I 4 = 0,5 A (3) 0,25đ Từ (1) (2) (3) ta có: 0,25đ I1 = 0,1 A I3= 0,2 A I2 = 0,1 A I4= 0,4 A 0,25đ 0,25đ b c ITĐ = 0,6 A Hiệu điện thế : U = I4 . R4 = 0,4 . 30 = 12 V Hoán đổi vị trí ampe kế và nguồn U : Ta có : IA = I3 + I4 I4 = U 12   0,4 A R 4 30 0,5đ 0,5đ Ý/Phần Đáp án §iÓm I3 = 0,1 A  IA = 0,5 A Bài 5: ( 2đ): Ý/Phần Đáp án Vì điện 0,25đ toàn mạch là 12 () mà mỗi chiếc có 0,25đ giá trị 5 () nên 0,25đ người ta mắc hai chiếc nối tiếp với đoạn mạch có giá trị X () . Như hình 0,25đ vẽ: R1 R2 X 0,25đ A   B 0,25đ Ta có : RAB = 0,5đ R +R +X §iÓm  X= 12 – 10 = 2 () X<5 () nên đoạn mạch X gồm 1 chiếc mắc song song với đoạn mạch có giá trị Y () R C   D Y  RY 5Y 10 2  2  3Y 10  Y  R Y 5 Y 3 ta thấy Y < 5 Nếu đoạn mạch Y gồm 1 chiếc song song với đoạn mạch Z R  Z   RZ 10   Z 10 RZ 3 Nên đoạn mạch Z gồm 2 điện trở mắc nối tiếp. Vậy mạch diện là: R R R R R R A   B V ậ y đ o ạ n m ạc h g ồ m 6 đi ệ n tr ở m ắc n h ư hì n h v ẽ tr ê n. Thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm __ ________ ________ ________ __hết___ ________ _______ UBND HUYỆN ............. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN ĐỢT 1 Năm học ............. Môn thi: Vật Lý - Lớp 9 Thời gian làm bài:120 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: (2,0 điểm) Có ba điện trở: R1 ghi (30  - 15A), R2 ghi (10  - 5A), R3 ghi (20  - 20A), trong đó giá trị sau là cường độ dòng điện cao nhất mà các điện trở có thể chịu được. Mắc ba điện trở theo yêu cầu R1 // (R2 nt R3). Xác định hiệu điện thế lớn nhất mà cụm điện trở này không bị cháy. Bài 2: (2,0 điểm) Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đi đến B cách A một khoảng L. Ô tô thứ nhất đi nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v 1 và đi nửa quãng đường sau với tốc độ không đổi v2 ( v2 khác v1). Ô tô thứ hai đi nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v 1 và đi nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v 2. Hỏi ô tô nào đi đến B trước và đến trước ôtô còn lại bao lâu? Bài 3: (2,0 điểm) Cho bình thông nhau có hai nhánh A và B là hình trụ, tiết diện lần lượt là S 1 = 100cm2 và S2 = 200cm2 . Hai miệng nằm trên cùng một mặt phẳng ngang. Lúc đầu chứa nước có độ cao đủ lớn, mặt thoáng cách miệng mỗi nhánh là h = 20cm, người ta đổ từ từ dầu vào nhánh B cho tới lúc đầy. Cho khối lượng riêng của nước và dầu lần lượt là D 1 = 1000kg/m3, D2 = 750kg/m3. Tính khối lượng dầu đã đổ vào nhánh B. Bài 4: (2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện có hiệu V điện thế không đổi UAB = 4,2V; R2 = 2  ; R3 = 3  ; R4 R 1 là một biến trở. Vốn kế có điện trở vô cùng lớn. a) Tìm R4 để cường độ dòng điện qua nó là 0,4A. A B R Tìm số chỉ của vôn kế khi đó. 4  b) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở không + R2 R3 đáng kể. Điều chỉnh R4 để công suất trên nó đạt giá trị cực đại. Tìm R4 và số chỉ của ampe kế khi đó. Bài 5: ( 2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Khi sử dụng đèn 1 thì công suất tiêu thụ của mạch điện là 8W và đèn 1 sáng bình thường, nếu thay đèn 1 bằng đèn 2 có cùng công suất định mức thì đèn 2 vẫn sáng bình thường và công suất của mạch điện là 12W. Tính công suất định mức của mỗi đèn. Đ1 R U ---------- HẾT ---------(Đề thi gồm có 01trang) Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:.....................................................; Số báo danh................................ UBND HUYỆN ............. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN ĐỢT 1 Năm học ............. Môn: Vật Lý - Lớp 9 Bài 1: (2,0 điểm) Có ba điện trở: R1 ghi (30  - 15A), R2 ghi (10  - 5A), R3 ghi (20  - 20A), trong đó giá trị sau là cường độ dòng điện cao nhất mà các điện trở có thể chịu được. Mắc ba điện trở theo yêu cầu R1 // (R2 nt R3). Xác định hiệu điện thế lớn nhất mà cụm điện trở này không bị cháy. Ý/Phần Đáp án Vì R2 nt R3 tacó: R2,3 = R2 + R3 = 10 + 20 = 30 (  ) I2 = I3 = I2,3 (1) Điểm 0.25 Để R2, R3 không bị cháy thì: I2 �I 2(max) = 5A I3 �I 3(max) = 20A 0,25 0,25 Hiệu điện thế lớn nhất mà đoạn mạch R2 nt R3 chịu được là: U2,3(max) = R2,3 I2,3(max) = 30. 5 = 150(V) Hiệu điện thế lớn nhất mà R1 chịu được là: U1(max) = R1 I1(max) = 30. 15 = 450(V) Vì R1 // ( R2 nt R3) ta có: U2,3 = U1 = U (2) Để cụm R1 // ( R2 nt R3) không bị cháy thì: U2,3 �U2,3(max) =150V U1 = U1(max) = 450V 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 2: (2,0 điểm) Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đi đến B cách A một khoảng L. Ô tô thứ nhất đi nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v 1 và đi nửa quãng đường sau với tốc độ không đổi v2 (v1 khác v2). Ô tô thứ hai đi nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v 1 và đi nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v 2. Hỏi ô tô nào đi đến B trước và đến trước ôtô còn lại bao lâu? Ý/Phần Đáp án Thời gian để ô tô thứ nhất đi từ A đến B là: t1  L L v v  L 1 2 2v1 2v2 2v1v2 Điểm 0,5 Thời gian để ô tô thứ hai đi từ A đến B là: 0,5 t2 t 2L v1  2 v2  L � t2  2 2 v1  v2 Ta có: t1  t2  0,5 L(v1  v2 ) 2 0 2v1v2 (v1  v2 ) Vậy t1  t2 hay ô tô thứ hai đến B trước và đến trước một khoảng thời gian: 0,5 L(v1  v2 ) 2 t  t1  t2  2v1v2 (v1  v2 ) Bài 3 :(2,0 điểm) Cho bình thông nhau có hai nhánh A và B là hình trụ, tiết diện lần lượt là S 1 = 100cm2 và S2 = 200cm2 . Hai miệng nằm trên cùng một mặt phẳng ngang. Lúc đầu chứa nước có độ cao đủ lớn, mặt thoáng cách miệng mỗi nhánh là h = 20cm, người ta đổ từ từ dầu vào nhánh B cho tới lúc đầy. Cho khối lượng riêng của nước và dầu lần lượt là D 1 = 1000kg/m3, D2 = 750kg/m3. Tính khối lượng dầu đã đổ vào nhánh B. Ý/Phần Đáp án Điểm A B x MM h y N N Hình 3 Gọi x độ dâng mực nước ở nhánh A, y là độ hạ xuống của mực nước ở nhánh B khi dầu đầy. Ta có: xS1  yS2  x=2y (1) 0,5 0,25 Gọi M, N là hai điểm cùng nằm ngang với mặt phẳng phân cách giữa dầu và nước A và B Ta có: PM = PN => (x+y)d1 = (h+y)d2  x+y = (h+y).0,75 (2) Từ (1) và (2) ta có: y 0,25 0,25 0,25 20 cm 3 Thể tích dầu đã đổ vào nhánh B là: V = S2(h+y) = 0,25 16 .10  3 m3 3 Khối lượng dầu đã đổ vào nhánh B là: m = V.D2 = 4kg Bài 4 : (2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: Nguồn điện có hiệu 0,25 V R1 điện thế không đổi UAB = 4,2V; R1 = 1; R2 = 2; A R3 = 3; R4 là một biến trở. Vôn kế có điện trở vô + B R4 R2  R3 cùng lớn. a) Tìm R4 để cường độ dòng điện qua nó là 0,4A. Tìm số chỉ của vôn kế khi đó. b) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở không đáng kể. Điều chỉnh R 4 để công suất tỏa nhiệt của nó đạt giá trị cực đại. Tìm R4 và số chỉ của ampe kế khi đó. Ý/Phần a) Đáp án Điểm 0,25  I3 = I 2 + I 4 = 0,2  0,2 x + 0,4 0,25  UCB = I3R3 = 3(0,6 + 0,2x); 0,25 UV = UAB - U1 = 4,2 - 1.0,4 = 3,8V 0,25 1điểm Đặt R4 = x [(R1 nt R4) // R2]ntR3 R1 và R4 mắc nối tiếp: R14 = R1 + b) Thay vôn kế bằng ampe kế: R1 // [R2 nt (R3 // R4)] (hoặc vẽ lại mạch) R3 x R234 = R2 + R  x = 2 + 3 U AB  I2 = R = 234  UCB = I2.R34 1điểm 3x 3 x = 6  5x 3 x 4,2(3  x) 6  5x 4,2(3  x) 3 x = .3 x 6  5x = 12,6 2 0,25 12,6 x 6  5x 12,6 2 x U2  P4 = CB = (6  5 x) 2 = ( 6  5 x ) 2 x x 0,25 BĐT Cô-si  P4 max  x = 1,2 UCB = 1,26V  I4 = U AB I1 = R = 4,2 (A) 1 U CB x = 1,05(A) 0,25