Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 9 năm 2021 Trường THCS Lương Thế Vinh có đáp án

TRƯỜNG THCS LƯƠNG THẾ VINH

ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG  NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 150 phút

 

Câu 1 (7,5 điểm): Cho mạch điện như hình 1. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_AB=9V không đổi, R₁=3W, R₂=6W, đèn Đ loại 6V-6W, R₃ là một biến trở, Ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể.

1/ Mở khóa k

a) Điều chỉnh R₃=6W. Hỏi đèn sáng như thế nào?

b) Tìm giá trị của R₃ để cường độ dòng điện qua mạch chính gấp 3 lần cường độ dòng điện qua R₃.

c) Tìm giá trị của R₃ để công suất tiêu thụ trên R₃ có giá trị bằng 4W.

2/ Đóng khóa K, điều chỉnh biến trở có giá trị bằng 6W. Tìm số chỉ của ampe kế.

Câu 2 (6 điểm): Cho mạch điện như hình 2. Biết R₁=2W, R₂=6W, biến trở MN có điện trở toàn phần bằng 12W, vôn kế có điện trở lớn vô cùng, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là U_AB=6V không đổi.

1/ Xác định số chỉ của vôn kế khi:

a) Con chạy C đặt tại điểm N.

b) Con chạy C đặt tại vị trí chính giữa biến trở .

2/ Khi con chạy C dịch chuyển từ M sang N thì cường độ dòng điện trong mạch chính có giá trị lớn nhất là bao nhiêu?

Câu 3 (4,5 điểm):

a) Hình 3a mô tả cấu tạo của dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế). Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng ống dây B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy (mô tả cụ thể ở hình 3b).

Nếu dòng điện qua cuộn dây B có chiều được đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị quay sang bên phải hay bên trái?

b) Một khung dây dẫn hình vuông không biến dạng MNPQ chuyển động thẳng đều trong mặt phẳng trang giấy. Khung dây chuyển động từ ngoài vào vùng không gian có từ trường đều (chỉ tồn tại trong miền ABCD). Từ trường đều có các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra phía sau, kí hiệu bởi dấu +  (hình 4).

Hãy cho biết trong quá trình khung dây MNPQ chuyển động, khi nào thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi nào thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Giải thích?

Câu 4 (2 điểm): Dụng cụ: Một ống dây dẫn, một kim nam châm nhỏ quay tự do xung quanh trục thẳng đứng, một nguồn điện, khóa K và các dây dẫn điện.

Hãy xác định tên cực của một ac quy (loại 6V) bị mất dấu.

ĐÁP ÁN

Câu	Nội dung
Câu 1	1) Mở khóa K. Cấu trúc mạch: R1 nt(Đ//R3) a) \(\begin{array}{l} {R_{AB}} = {R_1} + {R_{CB}} = 3 + 3 = 6(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{9}{6} = 1,5(A)\\ {U_{CB}} = {I_{AB}}{R_{CB}} = 1,5.3 = 4,5(V) \end{array}\)  UĐ=UCB=4,5V < UĐ(đm) Vậy đèn sáng yếu hơn mức bình thường.
	b) Có IAB = IĐ +  I3 Theo bài ra: IAB =  3I3  IĐ = 2I3
	c) Đặt R3=x \(\begin{array}{l} {{\rm{R}}_{{\rm{CB}}}} = \frac{{6x}}{{6 + x}}(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{AB}}{\rm{ = }}{{\rm{R}}_1}{\rm{ + }}{{\rm{R}}_{{\rm{CB}}}} = 3 + \frac{{6x}}{{6 + x}} = \frac{{9x + 18}}{{x + 6}}(\Omega )\\ {{\rm{I}}_{AB}}{\rm{ = }}\frac{{{U_{AB}}}}{{{{\rm{R}}_{AB}}}}{\rm{ = }}\frac{{x + 6}}{{x + 2}}(A)\\ {{\rm{U}}_{CB}}{\rm{ = }}{{\rm{I}}_{AB}}{\rm{.}}{{\rm{R}}_{CB}}{\rm{ = }}\frac{{x + 6}}{{x + 2}}.\frac{{6x}}{{x + 6}} = \frac{{6x}}{{x + 2}}(V)\\ {{\rm{I}}_3}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{U}}_{CB}}}}{{{R_3}}}{\rm{ = }}\frac{{6x}}{{x + 2}}.\frac{1}{x} = \frac{6}{{x + 2}}(A)\\ {{\rm{P}}_3}{\rm{ = I}}_3^2{{\rm{R}}_3}{\rm{ = }}{\left( {\frac{6}{{x + 2}}} \right)^2}x = \frac{{36x}}{{{x^2} + 4x + 4}}\,({\rm{W}})\\ {P_3} = {\rm{ }}4W =  > \frac{{36x}}{{{x^2} + 4x + 4}}\, = 4 \Rightarrow {x^2} - 5x + 4 = 0 \end{array}\) P3 = 4W=> => x = 1 hoặc x = 4 Vậy với R3 = 1W hoặc R3 = 4W thì công suất tiêu thụ trên R3 bằng 4W
	2) Đóng khóa K: Ta có \(\begin{array}{l} {R_{12}} = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{{6.3}}{{6 + 3}} = 2(\Omega )\\ {R_{AB}} = {R_{12}} + {R_{3d}} = 2 + 3 = 5(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{9}{5} = 1,8(A)\\ {U_{12}} = {I_{AB}}{R_{12}} = 1,8.2 = 3,6(V)\\ {I_1} = \frac{{{U_{12}}}}{{{R_1}}} = \frac{{3,6}}{3} = 1,2(A)\\ {U_{3d}} = {U_{AB}} - {U_{12}} = {I_{AB}}{R_{12}} = 9 - 3,6 = 5,4(V)\\ {I_d} = \frac{{{U_{3d}}}}{{{R_d}}} = \frac{{5,4}}{6} = 0,9(A) \end{array}\) Vì I1 > IĐ nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C tới D. Xét tại nút C ta có:           I1 = IA + IĐ => IA = I1 - IĐ = 1,2 - 0,9 = 0,3(A)
Câu 2	1/ a) Khi con chạy C đặt tại điểm N, đoạn mạch chứa biến trở và R2 bị nối tắt (không có dòng điện chạy qua), mạch chỉ có R1. => U2 = I2R2 = 0(V) Ta có UV = UAB - U2 = 6-0=6(V) b) Khi con chạy C đặt tại chính giữa biến trở, ta có cấu trúc mạch: R1 nt [RCN // (RCM nt R2) \(\begin{array}{l} {{\rm{R}}_{{\rm{CN}}}} = {\rm{ }}{{\rm{R}}_{{\rm{CM}}}} = \frac{{{R_{MN}}}}{2} = 6(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}} = {R_2}{\rm{ + }}{{\rm{R}}_{{\rm{CM}}}} = 6 + 6 = 12(\Omega )\\ {{\rm{R}}_{CB}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}}{R_{CN}}}}{{{{\rm{R}}_{{\rm{2}}{\rm{,CM}}}} + {R_{CN}}}} = \frac{{12.6}}{{12 + 6}} = 4(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{6}{6} = 1(A)\\ {U_1} = {I_{AB}}{R_1} = 1.2 = 2(V)\\ {U_{CB}} = {U_{AB}} - {U_1} = 6 - 2 = 4(V)\\ {I_{2,CM}} = \frac{{{U_{CB}}}}{{{R_{2,CM}}}} = \frac{4}{{12}} = \frac{1}{3}(A)\\ {U_{CM}} = {I_{2,CM}}{R_{CM}} = \frac{1}{3}.6 = 2(V) \end{array}\) UV = U1 + UCM = 2 + 2 = 4(V) Vậy vôn kế chỉ 4V
	2/ Đặt RCN = x => RCM = 12 - x. => \(\begin{array}{l} {R_{2,CM}} = {R_2} + {R_{CM}} = 6 + 12 - x = 18 - x(\Omega )\\ {R_{CB}} = \frac{{{R_{2,CM}}{R_{CN}}}}{{{R_{2,CM}} + {R_{CN}}}} = \frac{{\left( {18 - x} \right)x}}{{18}}(\Omega )\\ {R_{AB}} = {R_1} + {R_{CB}} = 2 + \frac{{\left( {18 - x} \right)x}}{{18}} = \frac{{ - {x^2} + 18x + 36}}{{18}}(\Omega )\\ {I_{AB}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_{AB}}}} = \frac{{108}}{{ - {x^2} + 18x + 36}} = \frac{{108}}{{ - {{(x - 9)}^2} + 117}}(A) \end{array}\) - Biện luận: + Khi x tăng từ 0 đến 9 thì x-9 tăng và x - 9 ≤ 0 => (x - 9)2 giảm => -(x - 9)2 tăng => -(x - 9)2 +117 tăng => IAB giảm + Khi x tăng từ 0 đến 12 thì x-9 tăng và x - 9 ³ 0 => (x - 9)2 tăng => -(x - 9)2 giảm => -(x - 9)2 +117 giảm => IAB tăng Vậy IAB đạt giá trị lớn nhất tại x = 0 hoặc x= 12. - Khi x = 0 thì IAB = 3A - Khi x = 12 thì I­AB = 1A. Có 3A > 1A. Vậy IAB đạt giá trị lớn nhất là 3A khi con chạy C ở vị trí điểm N

...

---(Nội dung tiếp theo của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

   Câu 1: Một quả cầu đồng chất có khối lượng M = 10kg và thể tích V = 0,016m³.

       a. Hãy đưa ra kết luận về trạng thái của quả cầu khi thả nó vào bể nước.

       b. Dùng một sợi dây mảnh, một đầu buộc vào quả cầu, đầu kia buộc vào một điểm cố định ở đáy bể nước sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước và dây treo có phương thẳng đứng. Tính lực căng dây?

      Cho biết: Khối lượng riêng của nước D = 10³kg/m³.

 Câu 2: (3,0 điểm)

   Cho 2 bóng đèn Đ₁ (12V - 9W) và Đ₂ (6V - 3W).

a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóng đèn này vào hiệu điện thế U = 18V để chúng sáng bình thường được không? Vì sao?

b. Mắc 2 bóng đèn này cùng với 1 biến trở có con chạy vào hiệu điện thế cũ (U = 18V) như hình vẽ thì phải điều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường?

c. Bây giờ tháo biến trở ra và thay vào đó là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên đèn Đ₁ gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đèn Đ₂.

Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi)                                                                                      

 Câu 3: (2,5 điểm) 

Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136^oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14^oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18^oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1^oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.     

...

---(Nội dung tiếp theo của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Bài 1. (4,0 điểm)

Một người đứng đón ô tô tại điểm N cách đường đi của ô tô một đoạn NH = 50 m. Biết người đó bắt đầu chạy để đón ô tô ngay khi thấy ô tô cách mình một khoảng NO = 200 m. Coi chuyển động của ô tô và người trong suốt quá trình chuyển động là chuyển động thẳng đều với tốc độ không đổi lần lượt là v₁ = 36 km/h và v₂ = 18 km/h.

      a) Hỏi người đó phải chạy theo hướng hợp với NH một góc bao nhiêu để có thể đón được ô tô ngay khi gặp ô tô?

      b) Người đó phải chạy theo hướng nào và với tốc độ nhỏ nhất là bao nhiêu để có thể đón được ô tô? Biết trong một tam giác ABC ta có  \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = \frac{{AC}}{{\sin B}} = \frac{{AB}}{{\sin C}};0 \le \sin \alpha  \le 1\)  với mọi góc .

Bài 2. (4,0 điểm)

      1. Một bình nhiệt lượng kế khối lượng \(\frac{{BC}}{{\sin A}} = \frac{{AC}}{{\sin B}} = \frac{{AB}}{{\sin C}};0 \le \sin \alpha  \le 1\) chứa một lượng nước có khối lượng \({m_2} = 2m,\) hệ thống đang có nhiệt độ \({t_1} = {10^0}C.\) Người ta thả vào bình một cục nước đá khối lượng M nhiệt độ \({t_2} =  - {5^0}C,\) khi cân bằng nhiệt thì cục nước đá mới chỉ tan một nửa khối lượng của nó. Sau đó rót thêm một lượng nước ở nhiệt độ \({t_2} =   {50^0}C,\) có khối lượng bằng tổng khối lượng của nước và nước đá có trong bình. Nhiệt độ cân bằng của hệ sau đó là \({t_2} =  {20^0}C.\) Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, coi thể tích của bình đủ lớn, biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là c₁ = 4200J/(kg.độ); c₂ = 2100J/(kg.độ), nhiệt nóng chảy của nước đá là \(\lambda  = {34.10^4}J/kg.\) Xác định nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế.

      2. Bạn Đăng Khoa đi tắm biển cùng với gia đình vào một ngày hè nắng gắt. Bạn ấy thấy dưới chân mình cát rất nóng, nhưng khi chạm chân vào nước biển bạn ấy thấy nước biển khá mát. Hãy sử dụng các kiến thức vật lí đã được học, các em giải thích giúp bạn Đăng Khoa vì sao lại như vậy?

...

---(Nội dung tiếp theo của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Câu 1.(4 điểm)

Trên đoạn đường thẳng AB có hai xe chuyển động. Xe mô tô đi từ A về B, trong nửa đoạn đường đầu xe chuyển động với vận tốc v₁ = 20km/h, trong nửa đoạn đường còn lại xe chuyển động với vận tốc v­₂ = 60km/h. Xe ô tô đi từ B về A, trong nửa thời gian đầu xe chuyển động với vận tốc v₁, trong nửa thời gian còn lại xe chuyển động với vận tốc v­₂. Biết rằng nếu hai xe xuất phát cách nhau 30 phút thì xe mô tô đến B và xe ô tô đến A cùng lúc.

1. Tính quãng đường AB.
2. Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì vị trí gặp nhau của hai xe cách A bao nhiêu?

Câu 2.(4 điểm)

Một cục nước đá ở nhiệt độ t₁ = -5⁰C được dìm ngập hoàn toàn vào nước ở nhiệt độ t₂, có cùng khối lượng với nước đá, đựng trong một bình nhiệt lượng kế hình trụ. Chỉ có nước và nước đá trao đổi nhiệt với nhau. Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và nước đá theo nhiệt độ.

1. Tùy theo điều kiện về nhiệt độ ban đầu t₂ của nước. Hãy nêu và biện luận các trường hợp có thể xảy ra đối với mức nước trong bình nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt.
2. Trường hợp mức nước trong bình nhiệt lượng kế giảm 2% so với ban đầu khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ ban đầu của nước là bao nhiêu?

Cho biết: Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy, khối lượng riêng của nước đá lần lượt là c₁ = 2090 J/ kg.K,  l = 3,33.10⁵J/kg, D₁ = 0,916 g/cm³; Nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của nước lần lượt là c₂ = 4180 J/ kg.K, D₂ = 1 g/cm³.

...

---(Nội dung tiếp theo của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Câu 1. (2,5 điểm)

1. Lúc 4 giờ 30 phút, một máy bay cất cánh từ thành phố A với vận tốc 500km/h. Khi đến thành phố B, máy bay nghỉ mất 30 phút rồi bay trở về A với vận tốc 400km/h và tới A lúc 10 giờ 51 phút. Tính khoảng cách từ A đến B

2. Thả một khối gỗ hình lập phương có cạnh a = 20cm, trọng lượng riêng d = 9000N/m³, vào chậu đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d₁ = 12000N/m³. Tìm độ cao của khối gỗ chìm trong chất lỏng.

Câu 2. (1,5 điểm)  Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136^oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14^oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18^oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1^oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.

...

---(Nội dung tiếp theo của đề thi, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Bộ 5 đề thi chọn HSG môn Vật Lý 9 năm 2021 có đáp án Trường THCS Lương Thế Vinh. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.