| TRƯỜNG THCS TRƯƠNG ĐỊNH | ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 120 phút |
1. ĐỀ SỐ 1
Câu 1.
Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R0, được mắc với nhau theo những cách khác nhau. Lần lượt nối các đoạn mạch đó vào một nguồn điện không đổi luôn mắc nối tiếp với một điện trở r. Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp (cách 1), hoặc khi 3 điện trở trên mắc song song (cách 2) thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở đều bằng 0,2A.
a. Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 trong những cách mắc còn lại.
b. Trong mọi cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất? Nhiều nhất?
Câu 2.
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có hiệu điện thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở không đổi RĐ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể.
a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2.
b. Xác định giá trị của đoạn biến trở RX ( từ M tới C) để đèn tối nhất khi khóa K mở.
Câu 3.
Vật AB xác định (A nằm trên trục chính) đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh thật lớn gấp 4 lần vật. Nếu đưa vật lại gần thấu kính thêm 4cm cũng như gần thêm 6cm sẽ cho ảnh có cùng độ lớn.
Không dùng công thức thấu kính, hãy tính khoảng cách ban đầu của vật so với thấu kính và tiêu cự của thấu kính đó.
ĐÁP ÁN
| Câu 1 |
|
| a
| Các cách mắc còn lại gồm: Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r |
|
| Theo bài ra ta lần lượt có cđdđ trong mạch chính khi mắc nối tiếp: Int = \(\frac{U}{{r + 3{R_0}}} = 0,2A\)(1)
|
|
| Cđdđ trong mạch chính khi mắc song song: Iss = \(\frac{U}{{r + \frac{{{R_0}}}{3}}} = 3.0,2 = 0,6A\) (2)
|
|
| Từ (1) và (2) ta có: \(\frac{{r + 3{R_0}}}{{r + \frac{{{R_0}}}{3}}} = 3 \Rightarrow r = {R_0}\) |
|
| Đem giá trị này của r thay vào (1) U = 0,8R0 |
|
| Với cách mắc 3: [(R0//R0)ntR0]nt r [(R1//R2)ntR3]nt r (đặt R1 = R2 = R3 = R0) Cđdđ qua R3: I3 = \(\frac{U}{{r + {R_0} + \frac{{{R_0}}}{2}}} = \frac{{0,8{R_0}}}{{2,5{R_0}}} = 0,32A\) Do R1 = R2 nên I1 = I2 =\(\frac{{{I_3}}}{2} = 0,16A\)
|
|
| Với cách mắc 4: Cđdđ trong mạch chính
\({I_4} = \frac{U}{{r + \frac{{2.{R_0}.{R_0}}}{{3{R_0}}}}} = \frac{{0,8{R_0}}}{{\frac{{5{R_0}}}{3}}} = 0,48A\) Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm 2 điện trở R0: U12 =\({I_4}.\frac{{2.{R_0}.{R_0}}}{{3{R_0}}} = 0,32{R_0} \Rightarrow \) cđdđ qua mạch nối tiếp này là: I/1 = I/2 = \(\frac{{{U_1}}}{{2{R_0}}} = \frac{{0,32{R_0}}}{{2{R_0}}} = 0,16A \Rightarrow \) cđdđ qua điện trở còn lại là I/3 = 0,32A |
| b
| Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U.I sẽ nhỏ nhất khi I trong mạch chính nhỏ nhất cách mắc 1 sẽ tiêu thụ điện năng ít nhất và cách mắc 2 sẽ tiêu thụ điện năng lớn nhất. |
| Câu 2 |
|
| a
| Khi K đóng và con chạy ở đầu N thì toàn bộ biến trở MN mắc song song với ampe kế. Khi đó mạch điện trở thành: (R2 // Đ) nt R1 Lúc này ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính |
|
| \({R_{tm}} = \frac{U}{I} = \frac{{21}}{4} = 5,25\Omega \) (1) |
|
| Mặt khác: \({R_{tm}} = R.{R_2} + {R_2} + {R_1} = \frac{{4,5.{R_2}}}{{4,5 + {R_2}}} + 3\) (2) |
|
| Từ (1) và (2) giải ra: R2 = 4,5Ω |
| b
| Gọi điện trở của phần biến trở từ M tới con chạy là RX, như vậy điện trở của đoạn từ C đến N là R - RX. Khi K mở mạch điện thành: R1ntRXnt{R2//[(R-RXntRđ)]}
|
|
| Điện trở toàn mạch: \({R_{tm}} = {\rm{ }}(R - {R_X}) + {R_2} + {R_X} + {R_1} = \frac{{ - R_X^2 + 6{R_X} + 81}}{{13,5 - {R_X}}}\) |
|
| Cường độ dòng điện ở mạch chính: \(I = \frac{U}{{{R_{tm}}}} = \frac{{U(13,5 - {R_X})}}{{ - R_X^2 + 6{R_X} + 81}}\) |
|
| UPC = I.RPC =\(\frac{{U(13,5 - {R_X})}}{{ - R_X^2 + 6{R_X} + 81}}.\frac{{(9 - {R_X}).4,5}}{{13,5 - {R_X}}} = \frac{{4,5U(9 - {R_X})}}{{ - R_X^2 + 6{R_X} + 81}}\) |
|
| Cường độ dòng điện chạy qua đèn: \(I = \frac{{{U_{PC}}}}{{9 - {R_X}}} = \frac{{4,5U}}{{ - R_X^2 + 6{R_X} + 81}}\) (3) |
|
| Đèn tối nhất khi Iđ nhỏ nhất. Mẫu của biểu thức trong vế phải của (3) là một tam thức bậc hai mà hệ số của RX âm. Do đó mẫu đạt giá trị lớn nhất khi: \({R_X} = - \frac{6}{{2.( - 1)}} = 3\Omega \) hoặc phân tích: \({I_d} = \frac{{4,5.U}}{{90 - {{(Rx - 3)}^2}}}\) để RX = 3 |
|
| Vậy khi Rx = 3Ω thì Iđ nhỏ nhất, đèn tối nhất. |
...
--(Nội dung tiếp theo của phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
2. ĐỀ SỐ 2
Câu 1
Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đi đến B cách A một khoảng L. Ô tô thứ nhất đi nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v1 và đi nửa quãng đường sau với tốc độ không đổi v2. Ô tô thứ hai đi nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v1 và đi nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v2.
a. Hỏi ô tô nào đi đến B trước và đến trước ôtô còn lại bao lâu?
b. Tìm khoảng cách giữa hai ô tô khi một ô tô vừa đến B.
Câu 2
Người ta đổ vào hai bình nhiệt lượng kế, mỗi bình 200 g nước, nhưng ở các nhiệt độ 300C và 400C. Từ bình “nóng” hơn người ta lấy ra 50 g nước, đổ sang bình “lạnh” hơn, rồi khuấy đều. Sau đó, từ bình “lạnh” hơn lại lấy ra 50 g, đổ sang bình “nóng” hơn, rồi lại khuấy đều. Hỏi phải bao nhiêu lần công việc đổ đi, đổ lại như thế với cùng 50 g nước để hiệu nhiệt độ trong hai bình nhiệt lượng kế nhỏ hơn 10C? Bỏ qua trao đổi nhiệt với cốc, môi trường và hai bình nhiệt lượng kế.
...
--(Để xem tiếp nội dung đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
3. ĐỀ SỐ 3
Câu 1.
Em hãy trình bày một phương án thí nghiệm để xác định giá trị của hai điện trở R1 và R2.
Chỉ dùng các dụng cụ sau đây:
- Một nguồn điện có hiệu điện thế U chưa biết.
- Một điện trở có giá trị R đã biết.
- Một ampe kế có điện trở RA chưa biết.
- Hai điện trở cần đo R1 và R2.
- Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể.
Câu 2.
Một thanh đồng chất có tiết diện đều được thả vào trong một chất lỏng có khối lượng riêng D. Một đầu của thanh được buộc với một vật có thể tích V bằng một sợi dây mảnh không co dãn. Khi có cân bằng thì 2/3 chiều dài của thanh chìm trong chất lỏng, (hình 4).
a. Tìm khối lượng riêng của thanh đó.
b. Cho trọng lượng của thanh là P. Tìm khối lượng riêng của vật và lực căng T của sợi dây.
...
--(Để xem tiếp nội dung đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
4. ĐỀ SỐ 4
Câu 1.
Cho mạch điện có sơ đồ như hình 1. Biết R1= 2R2, ampe kế chỉ 0,5A, vôn kế chỉ 3V, am pe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô cùng lớn.
Hãy tính:
a) Điện trở R1 và R2.
b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A,B và hai đầu điện trở R1
Câu 2.
Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. Thanh kim loại MN đồng chất, tiết diện đều, có điện trở R =16Ω, có chiều dài L. Con chạy C chia thanh MN thành 2 phần, đoạn MC có chiều dài a, đặt x =a/L. Biết R1= 2 Ω, hiệu điện thế UAB = 12V không đổi, điện trở của các dây nối là không đáng kể.
a) Tìm biểu thức cường độ dòng điện I chạy qua R1 theo x.
Với các giá trị nào của x thì I đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất. Tìm các giá trị đó?
b) Tìm biểu thức công suất toả nhiệt P trên thanh MN theo x. Với giá trị nào của x thì P đạt giá trị lớn nhất?
...
--(Để xem tiếp nội dung đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--
5. ĐỀ SỐ 5
Câu 1.
Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R0, được mắc với nhau theo những cách khác nhau. Lần lượt nối các đoạn mạch đó vào một nguồn điện không đổi luôn mắc nối tiếp với một điện trở r. Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp (cách 1), hoặc khi 3 điện trở trên mắc song song (cách 2) thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở đều bằng 0,2A.
a. Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 trong những cách mắc còn lại.
b. Trong mọi cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất? Nhiều nhất?
c. Cần ít nhất bao nhiêu điện trở R0 và mắc chúng như thế nào vào nguồn điện không đổi có điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 đều bằng 0,1A?
Câu 2.
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có hiệu điện thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R1 = 3Ω, bóng đèn có điện trở không đổi RĐ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể.
a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2.
b. Xác định giá trị của đoạn biến trở RX ( từ M tới C) để đèn tối nhất khi khóa K mở.
c. Khi khóa K mở, dịch con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn thay đổi thế nào? Giải thích.
Câu 3.
Vật AB xác định (A nằm trên trục chính) đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh thật lớn gấp 4 lần vật. Nếu đưa vật lại gần thấu kính thêm 4cm cũng như gần thêm 6cm sẽ cho ảnh có cùng độ lớn.
a. Không dùng công thức thấu kính, hãy tính khoảng cách ban đầu của vật so với thấu kính và tiêu cự của thấu kính đó.
b. Nghiêng vật AB (A cố định) về phía thấu kính sao cho đầu B cách trục chính 5cm và cách thấu kính 20cm. Hãy vẽ ảnh của AB? Ảnh này gấp mấy lần vật?
...
--(Để xem nội dung phần đáp án 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 Vật Lý 9 năm 2021 có đáp án Trường THCS Trương Định. 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.
