Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 THCS

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 THCS

1. Câu 1 (3,0 điểm). Cho 3 địa điểm A, B, C theo thứ tự trên cùng đường thẳng (BC = 3AB). Xe thứ nhất xuất phát tại A lúc 7 giờ sáng, chuyển động với vận tốc v1 hướng về C. Cùng lúc đó, xe thứ hai xuất phát tại B chuyển động với vận tốc v2 cùng hướng chuyển động với xe thứ nhất. Đến 8 giờ 30 phút thì hai xe gặp nhau tại C, biết rằng vận tốc của hai xe hơn kém nhau là 15 (km/h). 1. Tính v1, v2 và khoảng cách từ A đến C. 2. Sau khi hai xe gặp nhau tại C, xe thứ nhất rẽ theo đường vuông góc với AC và tiếp tục chuyển động với vận tốc ban đầu, xe còn lại vẫn giữ nguyên hướng chuyển động và vận tốc như trước. Xác định khoảng cách giữa hai xe lúc 9 giờ, từ đó tính vận tốc của xe thứ nhất đối với xe thứ hai. + Câu 2 (4,0 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ (Hình 1). Cho biết: U = 16 V; U R 0 4;R1 12 ; Rx là một biến trở, ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. R0 A 1. Cho biết công suất tiêu thụ trên biến trở là P 9 W ; tiêu hao năng Rx lượng trên R , R là có ích, trên R là vô ích. Tính R và hiệu suất của R1 1 x 0 x A mạch điện. B 2. Tìm giá trị của biến trở để công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại và Rx tính công suất cực đại đó. Hình 1 o Câu 3 (3,0 điểm). Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ t 1 = 23 C, đổ vào nhiệt lượng kế m (kg) nước ở nhiệt độ t 2. Khi có cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 9oC. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với o o nước) ở nhiệt độ t3 = 45 C thì khi có cân bằng nhiệt lần thứ hai, nhiệt độ của hệ lại giảm đi 10 C so với nhiệt độ cân bằng lần thứ nhất. 1. Bỏ qua mất mát nhiệt, hãy tìm nhiệt dung riêng chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là c1 = 900 J/kg.K, c2 = 4200 J/kg.K. 2. Sau khi đổ m (kg) nước vào nhiệt lượng kế và để nhiệt độ khi cân bằng là toC, người ta để bình vào môi trường có nhiệt độ t0 và đưa vào bình một dây đốt nóng. Khi dây đốt nóng hoạt động với công suất P (W) thì nhiệt độ của bình nước được ổn định là toC, nếu tăng công suất dây đốt nóng thêm 20% thì nhiệt độ của bình được giữ ổn định ở nhiệt độ ban đầu của nước ngay trước khi đổ vào bình. Biết rằng công suất truyền nhiệt giữa bình và môi trường tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ giữa chúng. a) Giải thích tại sao khi dùng dây đốt nóng với công suất P thì nhiệt độ của bình nước chỉ ổn định ở o t C mà không tăng và tính nhiệt độ môi trường t0. b) Nếu không đốt nóng bình nước ngay sau khi đưa bình ra môi trường có nhiệt độ t0 thì sau bao lâu bình nước không trao đổi nhiệt với môi trường? Coi rằng sự tỏa nhiệt ra môi trường tỉ lệ thuận với thời gian. Cho m = 1 (kg), P = 0,9 (kW). Câu 4 (4,0 điểm). Cho một thấu kính hội tụ tiêu cự f = 20 cm và nguồn sáng điểm S trên trục chính của thấu kính, cách thấu kính một đoạn d = 30 cm. 1. Xác định vị trí, tính chất ảnh S' của S tạo bởi thấu kính; tính khoảng cách giữa vật và ảnh; vẽ ảnh. 2. Cố định S, cho thấu kính chuyển động thẳng dọc theo trục chính ra xa S với vận tốc không đổi là v = 1 cm/s. Hỏi sau bao lâu kể từ khi thấu kính bắt đầu chuyển động (t = 0) thì quỹ đạo chuyển động của S' không bị trùng lại? Trang 1/2
2. 3. Thấu kính chuyển động được trong thời gian 10 s thì dừng lại. Để ảnh của S trùng với vị trí ban đầu của nó (lúc t = 0) người ta quay thấu kính S quanh trục đi qua quang tâm O của thấu kính và vuông góc với mặt O phẳng hình vẽ một góc (Hình 2). Hãy xác định . Chú ý: Học sinh được sử dụng công thức thấu kính khi làm bài. Hình 2 Câu 5 (3,0 điểm). Một quả cầu đồng chất có trọng lượng P được đặt ở đáy phẳng, không nhẵn của một chiếc hộp. Đáy hộp nghiêng góc α so với phương ngang (Hình 3). Quả cầu nằm cân bằng. Biết hệ số ma sát giữa quả cầu và đáy hộp là k. 1. Với góc 30o thì hệ số ma sát giữa quả cầu và đáy hộp phải có giá trị bao nhiêu để quả cầu không trượt xuống? 2. Quả cầu được giữ cân bằng bởi một sợi dây song song với α đáy, buộc vào điểm A của đường kính vuông góc với đáy Hình 3 3 (Hình 4). Cho k = . 6 A a) Hỏi nếu thay đổi góc nghiêng thì góc có thể lớn nhất bằng bao nhiêu để quả cầu vẫn cân bằng? b) Tính lực căng dây nối, lực mà đáy hộp tác dụng lên quả cầu, lực ma sát giữa quả cầu và hộp theo P ứng với góc lớn nhất mà quả cầu vẫn cân bằng. α Hình 4 Câu 6 (1,5 điểm). Cho hai thanh kim loại AQ và CD đủ dài đặt thẳng đứng, song song với nhau, điện trở không đáng kể. Đầu A và C được nối với nhau bằng một thanh kim loại cố định vuông góc với AQ và CD, có điện trở là R. Thanh MN đồng chất trọng lượng 0,15 N A C có thể trượt không ma sát dọc theo hai thanh AQ và CD trong một từ trường đều có đường sức nằm ngang, chiều từ ngoài vào trong như hình vẽ (Hình 5). Bỏ qua sức cản không khí. Ban đầu thanh MN được giữ đứng  yên, sau đó thả nhẹ thì thanh MN bắt đầu trượt xuống dưới, luôn tiếp xúc M N với AQ, CD. 1. Tại sao khi thanh MN trượt xuống thì trong nó lại có dòng điện? 2. Sau khi trượt một thời gian, thanh MN chuyển động với vận tốc không đổi. Biết chiều dài thanh MN là l 20 cm ; cảm ứng từ B = 0,5 T. Hãy xác Q D định chiều và cường độ dòng điện I chạy trong thanh MN khi đó. Hình 5 Câu 7 (1,5 điểm). Một cốc đong trong thí nghiệm có dạng hình trụ tròn, khối lượng M (đã biết). Trên thành cốc, người ta khắc các vạch chia để đo thể tích theo phương thẳng đứng và đo độ cao của chất lỏng trong cốc. Coi đáy cốc và thành cốc có độ dày như nhau là d. Để xác định kích thước của cốc, người ta dùng một chậu to đựng nước có khối lượng riêng đã biết. Hãy trình bày cơ sở lý thuyết và cách tiến hành thí nghiệm xác định độ dày d, diện tích đáy ngoài S của cốc. HẾT (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Cán bộ coi thi 1 (Họ tên và ký): Cán bộ coi thi 2 (Họ tên và ký): Trang 2/2