Đề thi HSG môn Vật lí Lớp 9 - Đề chính thức - Năm học 2019-2020 - PGD Thạch Hà (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề thi HSG môn Vật lí Lớp 9 - Đề chính thức - Năm học 2019-2020 - PGD Thạch Hà (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN THẠCH HÀ NĂM HỌC 2019 - 2020 MÔN: VẬT LÍ 9 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 150 phút) Ngày thi 29/10/2019 Bài 1: Vào lúc 6h sáng có hai xe cùng khởi hành. Xe 1 chạy từ A C với vận tốc không đổi v 1 = 7m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên D chu vi hình chữ nhật ABCD. Xe 2 chạy từ D với vận tốc không đổi v2 = 8m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên chu vi tam giác DAC (Hình 1). Biết AD = 3km và AB = 4km và khi gặp nhau các xe có thể vượt qua nhau. A B a) Sau khi đi được 6 phút 15 giây thì khoảng cách giữa hai Hình 1 xe là bao nhiêu? b) Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai xe trong khoảng thời gian 6 phút đầu. c) Tìm thời điểm mà xe 1 đến C và xe 2 đến D cùng một lúc. Biết rằng hai xe chạy đến 9h30 thì nghỉ. Bài 2: Một quả cầu có thể tích 2dm 3 nằm sâu trong lòng nước nhờ một sợi dây mảnh nối quả cầu với đáy bình, lúc đó lực căng dây là 12N. Trọng lượng riêng của nước là d = 10000N/m3 a) Tính lực đẩy Acsimets và trọng lượng riêng của quả cầu. b) Nếu cắt sợi dây thì quả cầu nổi lên mặt nước với thể tích bao nhiêu? o Bài 3: Có ba phích nước, phích 1 chứa 300g nước ở nhiệt độ t 1 = 40 C, phích 2 chứa nước o o ở nhiệt độ t2 = 80 C, phích 3 chứa nước ở nhiệt độ t 3 = 20 C. Người ta rót nước từ phích 3 và phích 2 vào phích 1 sao cho lượng nước ở phích 1 tăng lên gấp đôi và khi cân bằng thì nhiệt độ trong phích 1 là t = 50 oC. Tính lượng nước đã rót ở mỗi phích. Cho rằng chỉ có nước trao đổi nhiệt với nhau. Bài 4. Một học sinh cao 1,6m, đứng trước bức tường và cách tường 2m. Sát tường người ta treo một gương phẳng AB có kích thước khá lớn. a) Ảnh của học sinh này trong gương có độ cao bao nhiêu, ảnh cách gương bao nhiêu mét? Nếu gương phẳng có kích thước nhỏ thì các kết quả trên sẽ như thế nào? b) Khi học sinh chuyển động về phía gương phẳng với vận tốc 1m/s thì ảnh chuyển động so với người vận tốc bao nhiêu? Bài 5: Cho đoạn mạch AB gồm 2 bóng đèn Đ 1 và Đ2 mắc nối tiếp. Hiệu điện thế giữa A và B là UAB = U. Đèn Đ 1 có ghi 6V- 3W; đèn Đ 2 có ghi 3V- 3W. Xem hiệu điện thế của hai bóng đèn là không đổi khi nhiệt độ thay đổi. a) Cho U = 7,5V. Tính công suất tiêu thụ trên mỗi bóng đèn. b) Nếu U = 9V thì phải mắc thêm một điện trở R vào mạch để các đèn sáng bình thường. Xác định giá trị và cách mắc R vào mạch. Bài 6: Cho mạch điện (Hình 2). R1= R2= 3; A R1 C R3 B R3 = 2; UAB = 12V; Rx là điện trở mà độ + - lớn có thể thay đổi được. Rx a) Cho Rx = 3. Tính điện trở đoạn R2 mạch AB và hiệu điện thể UDB D b). Cho Rx tăng thì cường độ dòng điện Hình 2 qua các điện trở thay đổi thư thế nào? c) Tìm Rx để công suất tiêu thụ trên Rx là cực đại. --------------Hết------------ Họ và tên thí sinh.....................................................................Số báo danh...........................
2. SƠ LƯỢC GIẢI ĐỀ THI CHỌN HSG HUYỆN NĂM HỌC 2019 - 2020 MÔN: VẬT LÍ 9 Bài Ý Nội dung Bài 1 a) Sau 6 phút 15 giây xe 1 đi được quãng đường S 1 = 375.7 =2625m, lúc này xe 1 ở vị trí M thuộc cạnh AB Sau 6 phút 15 giây xe 2 đi được quãng đường S2 = 375.8 =3000m, lúc này xe 2 ở vị trí A Khoảng cách hai xe lúc này là AM = 2625 m b) Trong khoảng thời gian 6 phút đầu thì xe 1 nằm trên cạnh AB, xe 2 nằm trên cạnh DA Sau khi chuyển động t (s): Xe 1 ở M ta có: AM= S1 = 7t < AB; Xe 2 ở N ta có: DN = S2= 8t < DA Khảng cách 2 xe lúc này là MN AM2 AN2 (7t)2 (3000 8t)2 113t2 48000t 9000000 24000 441000000 441000000 MN ( 113t )2 1975,5 113 113 113 Dấu “=” khi t = 212,389 s = 3 phút 32 giây Min MN 1975,5m khi xe chuyển động được 3 phút 32 giây c) 7000 14000 Thời gian xe 1 đến C là T n 1000 2000m (với m là số 1 7 7 vòng chạy được) Thời gian xe 2 đến D là T2 1500n (với n là số vòng chạy được) Do xe chạy đến 9h30 phút nghỉ nên T1, T2 < 3,5h =12600 nên m 4, n 8 (*) Để xe 1 đến C và xe 2 đến D cùng một lúc thì T1 T2 1000 2000m 1500n 10 20m 15n (1) Giải (1) và đối chiếu (*) ta được m = 1, n =2; hoặc m =4, n= 6 Lúc đó T1=T2= 3000 s =50 phút hoặc T1=T2= 9000 s =2h 30 phút Thời điểm thứ nhất: 6h+ 50 phút Thời điểm thứ hai: 6h +2,5h= 8 h 30 phút. Bài 2 a) Lực đẩy Acsimet của nước tác dụng lên quả cầu là: FA = dV 3 3 FA 10000N / m .0,002m 20N Trọng lượng quả cầu là P = FA- T = 8N P 8N Trọng lượng riêng của quả cầu là d 4000N / m3 c V 0,002m3 b) Khi cắt dây quả cầu sẽ nổi, lúc đó P = FA= d.Vcc P 8N V 0,0008m3 Vnoi V V 0,0012m3 cc d 10000N / m3 cc Bài 3 Gọi m2, m3 lần lượt là khối lượng nước trong phích 2 và phích 3 Ta có m2+ m3 = m1, hay m2 + m3 = 0,3 kg (1) Phương trình cân bằng nhiệt: m1 c.(50 - 40) + m3c. (50-20)= m2.c(80 – 50) hay 1 +10 m3 = 10m2 m1- m3 = 0,1 (2)
3. Từ (1) và (2) ta rút ra m2 = 0,2kg; m3 = 0,1kg Bài 4 a) Ảnh ảo cao 1,6m Ảnh nằm sau lưng gương phẳng và cách gương phẳng một khoảng 2m Khi kích thước của gương phẳng AB bé hơn thì các kết quả trên không thay đổi b) Do vật và ảnh luôn luôn đối xứng nhau qua gương phẳng nên vận tốc của ảnh so với người là 2m/s Bài 5 a) Điện trở bóng đèn Đ1 và Đ2 lần lượt là: 2 2 U1dm U2dm R1 12() ; R 2 3() P1dm P2dm R1 nt R2 nên cường độ dòng điện qua các đèn là: U U 7,5 I1 I2 0,5(A) R td R1 R 2 15 2 2 Công suất tiêu thụ của đèn Đ1 là P1 I1 .R1 0,5 .12 3(W) 2 2 Công suất tiêu thụ của đèn Đ2 là P2 I2.R 2 0,5 .3 0,75(W) b) CĐDĐ định mức qua Đ1 và Đ2 lần lượt là: P1dm P2dm I1dm 0,5(A); I2dm 1(A) U1dm U2dm Vì U1dm U2dm U 9V và I1dm I2dm nên để đèn sáng bình thường ta mắc biến trở theo cách sau: (Đ1 // R) nt Đ2 Đèn sáng bình thường nên ta có : UR U1dm 6Vvà IR I2dm I1dm 0,5A U R R 12() IR Bài 6 a) Khi R x 3 R1(R 2 R x ) 3.6 R AC 2() R td R AC R 3 4() R1 R 2 R x 9 U 12 I3 IAC IAB 3A R td 4 U3 I3R 3 6V UAC U U3 6V R x Ux UAC 3V R x R 2 UV UDB UDC UCB Ux U3 9V b) 1 1 1 Ta có Khi Rx tăng thì (R2 + Rx) tăng nên R AC R 2 R x R1 1 1 giảm => => RAC tăng R td R AC R 3 tăng => R 2 R x R AC U I3 IAC IAB giảm R td
4. U1 UAC => UAC U U3 12 I3R 3 12 2I3 tăng => I1 tăng R1 3 Ta có I2 Ix I3 I1 giảm (Do I3 giảm và I1 tăng) c) 3(R x 3) UAC UAC 36 UAC .12 Ix 5R x 21 R 2 R x 3 R x 5R x 21 2 1296R x => Px IxR x 2 (5R x 21) 2 Áp dụng BĐT cosy ta có (5R x 21) 4.5R x .21 420R x 1296R x 1296R x 108 => Px 2 (W) (5R x 21) 420R x 35 108 21 Max Px = (W) khi R 4,2() 35 x 5