Đề dự phòng thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 THCS - Bảng A - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

Nội dung text: Đề dự phòng thi chọn học sinh giỏi tỉnh môn Vật lý Lớp 9 THCS - Bảng A - Năm học 2018-2019 - Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An (Có đáp án)

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2018 – 2019 ĐỀ DỰ PHÒNG Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG A Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1( 4 điểm). Cho hệ cơ học như hình 1. Mặt phẳng nghiêng dài l 60cm , chiều cao h 30cm đặt cố định trên sàn. Thanh AB đồng chất, tiết diện đều có khối lượng m 0,2kg . 2 m1 A O B Treo m2 0,5kg vào O với OA AB . Hỏi m 1 bằng bao 5 l h nhiêu để hệ thống cân bằng. Bỏ qua ma sát, khối lượng của m2 ròng rọc và dây nối. Câu 2( 5 điểm). Hai dây dẫn điện đồng chất, tiết diện đều, cùng Hình 1 chiều dài L, có điện trở lần lượt là R 1 và R2 (R1 ≠ R2). Hai dây được uốn thành hai nửa vòng tròn rồi hàn với nhau tại A và B tạo thành đường tròn tâm O. Đặt vào A1, B1 một hiệu điện thế A không đổi U, với độ dài các cung A1A và B1B đều bằng x (Hình x 2). Bỏ qua điện trở của các dây nối từ nguồn đến A1 và B1 + O B1 - 1. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính theo x, L, R 1 và R . A1 2 x 2. Xác định x theo L để cường độ dòng điện mạch chính đạt: a) cực tiểu. Tính Imin khi đó. B b) cực đại. Tính Imax khi đó. Câu 3( 4 điểm). Hình 2 Một quả cân làm bằng hợp kim đồng và sắt có khối lượng m, khối lượng đồng và sắt trong quả cân lần lượt là m1, m2 với m1 3m2 . Cho biết nhiệt dung riêng của đồng là đcộ,1 = 3của80 Jsắt/kg là. độ c2 =460J/kg. a) Tìm nhiệt dung riêng của quả cân. b) Quả cân nêu trên được nung nóng đến nhiệt độ 99 oC rồi thả vào một bình nhiệt lượng kế chứa một lượng nước có khối lượng M ở nhiệt độ 19 oC. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là 29oC. Một quả cân khác cũng có khối lượng m, làm bằng hợp kim đồng và sắt nhưng khối lượng đồng và o sắt trong quả cân là m1’ và m2’. Quả cân này được nung nóng đến 99 C rồi thả vào bình nhiệt lượng kế chứa một lượng nước có khối lượng M ở nhiệt độ 18 oC. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong o bình là 29 C. Tìm tỉ số m 1’/m2’. Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của bình nhiệt lượng kế và môi trường xung quanh. D Câu 4 ( 4 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ. R 1 R2 Đặt vào mạch hiệu điện thế U = 2V, các điện trở R0 = 0,5 ; R1= 1 ; A _ A R = 2 ; R = 6 ; R = 0,5 ; R là một biến trở có giá trị lớn + 2 3 4 5 Ro nhất là 2,5 . Bỏ qua điện trở của am pe kế và dây nối . thay đổi giá R3 R4 trị R5. Xác định giá trị R5 để : a/ Am pe kế chỉ 0,2A b, Am pe kế A chỉ giá trị lớn nhất . C R5 C©u 5 (3 ®iÓm.) Mét ng­êi cao 170 cm, m¾t c¸ch ®Ønh ®Çu 10cm ®øng tr­íc mét g­¬ng ph¼ng th¼ng ®øng ®Ó quan s¸t ¶nh cña m×nh trong g­¬ng. Hái ph¶i dïng g­¬ng cã chiÒu cao tèi thiÓu lµ bao nhiªu ®Ó cã thÓ quan s¸t toµn bé ng­êi ¶nh cña m×nh trong g­¬ng. Khi ®ã ph¶i ®Æt mÐp d­íi cña g­¬ng c¸ch mÆt ®Êt bao nhiªu ? Hết Họ và tên Số báo danh
2. HƯỚNG DẪN CHẤM HỌC SINH GIỎI THCS Môn : Vật Lý bảng A Câu 1 (2 điểm): Hệ chịu tác dụng của các lực như hình vẽ Theo 2 đề bài ta có: OA AB . 5 F FA O m1 G 3 OB AB 0,6AB . l h A B 5 m2 G là trọng tâm: GA GB 0,5AB . PAB P1 P2 P.h Bảo toàn công: F.l P.h F 1 (1) 1 l Coi thanh AB là một đòn bẩy có điểm tựa tại B, ta có: P .OB P .GB F.AB P .OB P .GB F 2 AB 2 AB AB AB.(0,6.P O,5.P ) F 2 AB F 0,6P 0,5P (2) AB 2 AB P.h (0,6.P 0,5.P ).l (0,6.5 0,5.2).0,6 Từ (1), (2) ta có: 1 0,6.P 0,5.P P 2 AB 8(N) l 2 AB 1 h 0,3 Câu 2: 1) Do tính đối xứng nên ta có thể xem điện trở dây cung AB1B là R1 và điện trở dây cung AA1B là R2 ta có mạch điện tương đương như hình 2 A m RA xA R AmB 1 A 1 x + - O A1 B1 A1 B1 + R R - I A1nB BxB1 x B n B Hình 1 Hình 2 x.R x xR x R 2 ;R (1 )R ;R 1 ;R (1 )R A1xA L A1nB L 2 BxB1 L AmB1 L 1 xR x x xR 2 (1 )R . (1 )R 1 L L 1 L 2 L Khi đó điện trở toàn mạch A B là:R 1 1 A1B1 R1 R 2
3. x (R X )(R X ) Đặt X (R R ) ta được: R 1 2 2 1 A1B1 L R1 R2 Khi đó cường độ dòng điện mạch chính: U U.(R R ) U.(R R ) I = 1 2 1 2 R (R X)(R X) x x A1B1 1 2 R1 (R 2 R1) . R 2 (R 2 R1) L L 2 - a) Để I đạt min ta chỉ cần xét R , vì (R + R2) không đổi, áp dụng bất đẳng thức côsi ta có: A1B1 1 R R (R X)(R X) ( 1 2 )2 1 2 2 R R x R R L Nên R cực đại khi R1 + X= R2 - X X 2 1 (R R ) 2 1 x A1B1 2 L 2 1 2 2 L 4U Vậy cường độ dòng điện mạch chính đạt cực tiểu khi x . Khi đó Imin b) Để I 2 R1 R2 đạt max ta thì phải có (R1+ X)(R2-X) đạt min với 0 ≤ x ≤ L. x x Ta thấy f (X ) (R X )(R X ) R R (R R )2 (1 ) R R 1 2 1 2 2 1 L L 1 2 f (X )min R1R2 khi x 0 hoặc x L Vậy Imax khi x =0 hoặc khi x = L nghĩa là khi A1 trùng A, B1 trùng B hoặc A1 trùng B, B1 trùng A. U (R1 R2 ) Khi đó Imax R1R2
4. Câu 5. 1. - VÏ h×nh vÏ D I M M’ H K C J . ¶nh vµ ng­êi ®èi xøng nªn : MH = M'H §Ó nh×n thÊy ®Çu trong g­¬ng th× mÐp trªn cña g­¬ng tèi thiÓu ph¶i ®Õn ®iÓm I IH lµ ®­êng trung b×nh cña MDM' : Do ®ã IH = 1/2MD = 10/2 = 5 (cm) Trong ®ã M lµ vÞ trÝ m¾t. §Ó nh×n thÊy ch©n (C) th× mÐp d­íi cña g­¬ng ph¶i tíi ®iÓm K (2®) HK lµ ®­êng trung b×nh cña MCM' do ®ã : HK = 1/2 MC = 1/2 (CD - MD ) = 1/2(170 - 10) = 80cm ChiÒu cao tèi thiÓu cña g­¬ng lµ : IK = IH + KH = 5 + 80 = 85 (cm) G­¬ng ph¶i ®Æt c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng KJ KJ = DC - DM - HK = 170 - 10 - 80 = 80 (cm) (2 ®) VËy g­¬ng cao 85 (cm) mÐp d­íi cña g­¬ng c¸ch mÆt ®Êt 80 cm Câu 2 m c m c a) Nhiệt dung riêng của quả cân là: đcộ 1 1 2 2 400J / kg. m b) Gọi nhiệt dung của nước là q. Theo giả thiết ta có hệ phương trình: 10q mc.70 , , m1c1 m2c2 11 , , (1) 11q (m1c1 m2c2 ).70 mc 10 , , , m1 1 Mà m1 m2 m (2). Từ (1) và (2) ta có: , m2 3 Câu 4.
5. Mạch điện được vẽ lại như hình vẽ : R _ 0 + U R4 R R 5 C 3 A B A R R1 2 D R4ntR5 / /R1 nt R 3 / / R2 ntR0 a, Kí hiệu điện trở đoạn AC là x suy ra x= 0,5 +R5 R1x R2 R3 Điện trở tương đương toàn mạch là : Rtm =R0 + R1 x R2 R3 x 2.6 x 3x 2 Thay số vào ta có : R = 0,5+ = 2+ = tm x 1 2 6 x 1 x 1 Cường độ dòng điện mạch chính U 2 x 1 I= Rtm 3x 2 Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC (chứa x) : 2 I = x 3x 2 x 1 Cường độ dòng điện qua R3 là I3= 2(3x 2) x 1 2,5 1 Xét nút C I =I I mặt khác ta thấy 1,75 2 nên A x 3 2 2 x 1 2 R5=0,5  b, Từ ý a, ta có 3 x 3 x 3 1 I = = A 4 2(3x 2) 6x 4 6x 4 6x 4 6 x Với x biến đổi từ 0,5 đến 3 Vì vậy IA lớn nhât khi x nhỏ nhất vậy x=0,5 => R5=0 Thay vào ta tính được IA lớn nhất bằng IA max= 0,357