Tài liệu đề thi đáp án tuyển chọn học sinh giỏi vật lý 9 (4)

MÃ KÍ HIỆU [*****] ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ LỚP 9 – Năm học 2015-2016 MÔN : VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút ( Đề thi gồm 06 câu, 02 trang) Câu 1 (1,0 điểm): Trên một đường thẳng có ba người chuyển động, một người đi xe máy, một người đi xe đạp và một người đi bộ; người đi bộ ở giữa hai người kia. Ở thời điểm ban đầu, khoảng cách giữa người đi bộ và người đi xe đạp nhỏ hơn khoảng cách giữa người đi bộ và người đi xe máy hai lần. Người đi xe máy và người đi xe đạp đi ngược chiều nhau với vận tốc lần lượt là 60km/h và 20km/h. Biết rằng cả ba người gặp nhau tại cùng một thời điểm. Xác định hướng chuyển động và vận tốc của người đi bộ. Câu 2 (1,0 điểm): Cho hệ thống như hình vẽ :  m = 50 kg; AB = 1,2 m ; AC = 2m Đặt vào D lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và dây nối. D F   A Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. a. Bỏ qua ma sát : Tính lực F để hệ cân bằng. B  m C b. Có ma sát trên mặt phẳng nghiêng : Khi đó để kéo vật m lên đều thì lực đặt vào điểm D là F’ = 180N. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. c. Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng như cũ. Bỏ lực F. Treo vào điểm D vật M = 80 kg rồi đặt vào vật m lực F k hướng song song với mặt phẳng nghiêng để đưa M lên đều một đoạn 40 cm . Tính công của lực Fk . Câu 3 (2,0 điểm): Một bình hình trụ có chiều cao h 1= 20cm, diện tích đáy trong là S 1= 100cm2 đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ t 1= 800C. Sau đó thả vào bình một khối trụ đồng chất có diện tích đáy là S 2= 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 = 65 0C. 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 4 (2,0 điểm) 1. Dây dẫn đồng chất, tiết diện đều, điện trở r = 15 được uốn thành một đường tròn kín. Tìm hai điểm A,B trên đường tròn sao cho điện trở của chúng là 1,5. 2. Cho mạch điê n như vẽ trong đó: UAB = 30V; ê R1 = R2= R3 = R4 =R5 = 10; Điê ên trở của ampe kế không đáng kể. Tìm RAB, số chỉ ampe kế và cường độ dòng điện R1 A qua các điện trở. C B A R4 R2 R3 D R5 Câu 5 (2,0 điểm): Một vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A trên trục chính) cho ảnh thật A 1B1. Dịch chuyển vật AB một đoạn a dọc theo trục chính của thấu kính thì thu được ảnh ảo A2B2. 1. Vật AB dịch chuyển lại gần hay ra xa thấu kính? Giải thích. 2. Dựng (vẽ) ảnh trong hai trường hợp trên (không cần nêu cách dựng). 3. Biết tiêu cự của thấu kính f = 20cm; đoạn dịch chuyển a = 15cm; ảnh A 1B1 cao 1,2cm; ảnh A2B2 cao 2,4cm. Dựa trên các hình vẽ và các phép toán hình học, hãy xác định: a) Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính trước khi dịch chuyển. b) Chiều cao của vật AB. Câu 6 (2,0 điểm): Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở của một ampe kế. Dụng cụ gồm: một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn R0, hai công tắc điện K1 và K2, một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể. Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn. ------------ Hết ------------ MÃ KÍ HIỆU ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ [*****] LỚP 9 – Năm học 2015-2016 MÔN : VẬT LÍ (Hướng dẫn chấm gồm 06 trang) Chú ý: - Thí sinh làm theo cách khác nếu đúng thì vẫn cho điểm tối đa. - Điểm bài thi là tổng số điểm của toàn bài. Câu Đáp án 1 Gọi vị trí của người đi xe đạp, đi bộ và xe máy lần lượt là A, B, C. (1 điểm) Điểm s là chiều dài khoảng đường AC. Vậy AB= S 3 Kể từ thời điểm xuất phát, thời gian người đi xe đạp gặp người đi xe máy là : t S S S   (giờ) v1  v2 20  60 80 0.25 điểm Chỗ gặp nhau cách A là : So=v1t= 20. S S S  < 80 4 3 Suy ra hướng chuyển động của người đi bộ là chiều B đến A. S S  3 4  Vận tốc người đi bộ là : 6,7(km/h) S 80 2 0.5 điểm a. ( 0.25 điểm ) (1 điểm) O3 D TO 2 A F T1 O 2 T1 1 P B m Pt C + Gọi P t là thành phần tiếp tuyến của lên phương AC. O Ta có: Pt AB 1,2 O, 2   D  026 => Pt = 0,6 P = 0,6 mg = 0,6.50.10 = 300 P AC 2 3 T T 1 A AR1 M + Khi hệ cân bằng: O1 (N) (1) P R3 B TR1 m 1 R 4 B α - Tại vật m: T1 = Pt = 300 (N) ; A M ms B R T 300  150 (N) - Tại ròng rọc động O2 : 2T2 = 2T1 => T2 C1  F P 0.25 điểm R2 2.( 0.5 điểm ) B A1 O A F I B1 Hình 1 B2 J B F A2 O A 0.5 điểm Hình 2 3. (1 điểm) a .( 0.5 điểm) Hình 1: OI = A1B1; ∆FOI ~ ∆FAB: f 20 OI OF AB  → 1 1 = d  f = d  20 (1) AB AF AB 1 1 Hình 2: OJ = A2B2; ∆FOJ ~ ∆FAB: f OJ OF A B  → 2 2 = f d AB AF AB 2 Mà d2 = d1 – a (cm) → Chia (2) cho (1): f 20 A2 B2 = f  d  a = 35  d (2) AB 1 1 A2 B2 d1  20 = = 2 → d1 = 30(cm ) A1 B1 35  d 1 0.5 điểm b.( 0.5 điểm) (1) → AB = A1B1. d1  20 = 0,6(cm) 20 0.5 điểm 6 - Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mô tả đúng cách mắc). (2 điểm) + A K 1 K _ U R 2 R 0 0.5 điểm b - Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1. Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I 1. Khi đó phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0. - Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số chỉ ampe kế là I2. Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) 1.0 điểm - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được: RA  (2 I1  I 2 ) R0 . 2( I 2  I1 ) ------------ Hết ------------ 0.5 điểm