Bộ 5 đề thi chọn vào đội tuyển HSG Vật Lý 9 năm 2021 Trường THCS Tân Đông có đáp án

TRƯỜNG THCS TÂN ĐÔNG

ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG  NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 9 Thời gian làm bài: 90 phút

 

Bài 1.

Một tia sáng bất kỳ SI chiếu đến một quang hệ, sau đó ló ra khỏi hệ theo phương song song và ngược chiều với tia tới như hình vẽ. Biết quang hệ đó chỉ có hai dụng cụ và cấu tạo từ các loại dụng cụ quang học đơn giản (gương phẳng, thấu kính hội tụ).

a) Quang hệ gồm hai dụng cụ nào, cách bố trí các dụng cụ đó.

b) Có thể tịnh tiến tia tới SI (tia tới luôn song song với phương ban đầu) sao cho tia ló JK trùng với tia tới được không? Nếu có thì tia tới đi qua vị trí nào của hệ.

Bài 2.

Một dụng cụ đo chênh lệch áp suất không khí gồm một ống chữ U đường kính d = 5mm nối hai bình giống nhau có đường kính D = 50mm với nhau. Trong dụng cụ đựng hai chất lỏng không trộn lẫn với nhau là dung dịch rượu êtylic trong nước có trọng lượng riêng d₁=8535N/m³ và dầu hỏa có trọng lượng riêng d₂=8142N/m³

+ Khi áp suất của không khí ở hai nhánh bằng nhau thì mặt phân cách giữa hai chất lỏng nằm tại O.

+ Khi có độ chênh lệch áp suất ∆p=p₂-p₁ giữa hai nhánh, mặt phân cách giữa hai chất lỏng dịch chuyển lên trên một khoảng h (hình vẽ). Xác định ∆p khi h = 250mm.

ĐÁP ÁN

Bài 1
	Vì sau khi ra khỏi hệ thì tia ló truyền theo chiều ngược lại nên trong hệ chắc chắn phải có gương.  Suy ra quang hệ trong hộp kín sẽ là một trong hai trường hợp sau: Trường hợp 1: Trong hệ có hai gương phẳng Ta có: \(\begin{array}{l} SI//JK\\  \Rightarrow \angle O'MN + \angle O'NM = \frac{{{{180}^0}}}{2} = {90^0}\\  \Rightarrow MO' \bot NO' \Rightarrow MO \bot NO \end{array}\) Vậy hai gương đặt vuông góc với nhau. Trường hợp 2: Hệ gồm 1 thấu kính và một gương phẳng Vì tia SI//JK nên điểm tới gương phải nằm trên tiêu diện của thấu kính. Như vậy gương phải đặt trùng tiêu diện của thấu kính.
	b) Hoàn toàn có thể xảy ra ở cả 2 trường hợp Trường hợp 1: Để tia  SI trùng với JK  thì MN=0 tia tới phải đi tới O.  Điều này có thể  làm được khi tịnh tiến SI tới đường nét đứt Trường hợp 2: Để tia  SI trùng với JK  thì tia qua thấu kính tới gương phải vuông góc với gương => nó phải song song với trục chính Khi đó tia tới phải đi qua tiêu điểm chính F của thấu kính. Điều này cũng xảy ra được khi ta tịnh tiến tia tới SI tới đường nét đứt
Bài 2
	Xét hai điểm A và B nằm trên cùng mặt phẳng ngang, điểm A nằm tại mặt phân cách hai chất lỏng khi cân bằng Khi \(\Delta p = 0\;({p_1} = {p_2})\): thì mặt phân cách giữa hai lớp chất lỏng ở vị trí O : \(\begin{array}{l} {p_A} = {p_1} + {d_1}.{h_1}\\ {p_B} = {p_2} + {d_2}.{h_2}\\ {p_A} = {p_B}\\  \Rightarrow {d_1}.{h_1} = {d_2}{h_2} \Rightarrow {h_1} = \frac{{{d_2}{h_2}}}{{{d_1}}} \end{array}\) Khi \(\Delta p > 0\;({p_1} > {p_2})\): thì mực nước trong bình 1 hạ xuống 1 đoạn ∆h và đồng thời mực nước bình 2 tăng lên 1 đoạn ∆h. Khi đó mặt phân cách di chuyển lên trên 1 đoạn h so với vị trí O. \(\begin{array}{l} {p_A} = {p_1} + {d_1}.({h_1} - \Delta h)\\ {p_B} = {p_2} + {d_2}.({h_2} + \Delta h - h) + {d_1}.h \end{array}\) Ta có : \(\begin{array}{l} \quad {p_1} + {d_1}.({h_1} - \Delta h) = {p_2} + {d_2}.({h_2} + \Delta h - h) + {d_1}.h\\  \Leftrightarrow {p_1} - {p_2} = {d_2}.({h_2} + \Delta h - h) - {d_1}.({h_1} - \Delta h) + {d_1}.h\\  \Leftrightarrow {p_1} - {p_2} = h.({d_1} - {d_2}) + \Delta h.({d_1} + {d_2}) - [{d_1}.{h_1} - {d_2}{h_2}]\quad (*) \end{array}\) Ta thấy thể tích bình 1 giảm một lượng :  \(V = \frac{{\pi .{D^2}}}{4}\Delta h\) Thể tích trong ống dâng lên một lượng : \(V' = \frac{{\pi .{d^2}}}{4}h\) Ta có: \(V = {\rm{ }}V' \Rightarrow \Delta h = \frac{{{d^2}}}{{{D^2}}}h;{d_1}.{h_1} = {d_2}{h_2}\)  thay vào (*) Ta được : \(\begin{array}{*{20}{l}} {\Delta p = {p_1} - {p_2} = h.({d_1} - {d_2}) + \frac{{{d^2}}}{{{D^2}}}h.({d_1} + {d_2})}\\ {\quad \; = h\left[ {({d_1} - {d_2}) + \frac{{{d^2}}}{{{D^2}}}.({d_1} + {d_2})} \right]} \end{array}\)
	- Tính ∆p khi h = 250mm Ta có : \(\Delta p = 0,25\left[ {\left( {8535 - 8142} \right) + \frac{{{{0,005}^2}}}{{{{0,05}^2}}}\left( {8535 + 8142} \right)} \right] = 140\;N/{m^2}\)

-(Hết đề thi số 1)-

Câu 1: Một bình hình trụ có tiết diện đáy S₁ = 100 cm² đựng nước. Thả vào bình một thanh gỗ hình trụ có chiều cao h = 20 cm, tiết diện đáy S₂ = 50 cm² thấy chiều cao của nước trong bình là H = 20 cm. Biết khối lượng riêng của nước và của gỗ lần lượt là:

D₁ = 1000 kg/m³, D₂ = 750 kg/m³. Lấy g = 10 m/s².

          a. Tính chiều cao phần gỗ chìm trong nước.

          b. Cần nhấn khối gỗ đi xuống quãng đường nhỏ nhất là bao nhiêu để nó chìm hoàn toàn trong nước ?

          c.Tính công tối thiểu của lực cần thực hiện để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy bình ?

Câu 2:Dùng 1 nhiệt kế người ta đo liên tiếp nhiệt độ của một chất lỏng trong 2 bình nhiệt lượng kế. Số chỉ của nhiệt kế lần lượt là: 80⁰C, 16⁰C, 78⁰C, 19⁰C.

          a. Tìm số chỉ của nhiệt kế trong hai lần đo kế tiếp.

          b. Sau nhiều lần đo liên tiếp như trên thì số chỉ của nhiệt kế là bao nhiêu?

...

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

Câu 1: (5,0 điểm) 

  Cho mạch điện như hình vẽ .

Biết U_MN không đổi, r = 2W, điện trở R₁ có giá trị 12W , đèn Đ₂ loại 30V-100W. Biến trở được làm từ một vòng dây đồng chất, tiết diện đều và uốn thành một vòng tròn tâm O, tiếp điểm A cố định, thanh kim loại CD (có điện trở không đáng kể) tiếp giáp với vòng dây tại hai điểm C, D và có thể quay xung quanh tâm O. Thanh CD được nối với điện trở R₁ tại điểm O.

Quay thanh CD đến vị trí sao cho góc \(\widehat {AOD}\) = j = 90⁰ thì cường độ dòng điện qua R₁ là 1A và công suất tiêu thụ trên biến trở đạt giá trị cực đại. Coi điện trở của các bóng đèn không thay đổi, điện trở của các dây nối không đáng kể.

1. Tính điện trở của vòng dây làm biến trở và hiệu điện thế U_MN. Khi đó đèn Đ sáng như thế nào?

2. Khảo sát độ sáng của đèn Đ khi quay thanh CD quanh tâm O một góc 180⁰ từ vị trí ban đầu?

Câu 2 (5,0 điểm)

          Cho 2 thấu kính hội tụ O₁, O₂ được đặt sao cho trục chính của chúng trùng nhau. Khoảng cách giữa hai quang tâm của hai thấu kính là 75 cm. Tiêu cự của thấu kính O₁ là f₁=30cm; tiêu cự của thấu kính O₂ là f₂ = 60cm. Vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng được đặt vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính và ở trong khoảng giữa hai thấu kính. Điểm A cách quang tâm O₁ một khoảng x. (như hình vẽ).

1. Cho x = 40cm. Vẽ ảnh của vật qua mỗi thấu kính, nhận xét về đặc điểm của mỗi ảnh và xác định vị trí của các ảnh?

2. Tìm x để hai ảnh cùng chiều và cao bằng nhau?

(Thí sinh không được sử dụng công thức thấu kính)

...

-(Nội dung đáp án của đề thi, các em vui lòng xem online hoặc tải về)-

Bài 1

Cho mạch điện như hình vẽ.

Biết U_AB = 90V, R₁ = 40Ω; R₂ = 90 Ω; R₄ = 20 Ω; R₃ là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khóa K và dây nối.

a) Cho R₃ = 30 Ω tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp :

                         + Khóa K mở.

                          + Khóa K đóng.

b) Tính R₃ để số chỉ của ampe kế khi K đóng cũng như khi K ngắt là bằng nhau. 

Bài 2

Một chùm sáng song song  có đường kính D = 5cm được chiếu tới thấu kính phân kì O₁ sao cho tia trung tâm của chùm sáng trùng với trục chính của thấu kính. Sau khi khúc xạ qua thấu kính này cho một hình tròn sáng có đường kính D₁ =7cm trên màn chắn E  đặt vuông góc với trục chính và cách thấu kính phân kì một khoảng là l.

          a) Nếu thay thấu kính phân kì bằng thấu kính hội tụ O₂ có cùng tiêu cự và nằm ngay vị trí của thấu kính phân kì thì trên màn chắn E thu được hình tròn sáng có đường kính là bao nhiêu?

          b) Cho l =24cm. Tính tiêu cự của thấu kính hội tụ.

...

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

Câu 1. Một bình hình trụ có bán kính đáy là R₁ = 20cm chứa nước ở nhiệt độ

 t₁ = 20⁰C đặt trên mặt bàn nằm ngang. Người ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính

R₂ = 10cm ở nhiệt độ t₂ = 40⁰C vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu với bình và môi trường; cho biết khối lượng riêng của nước là D₁ = 1000kg/m³ và của nhôm là D₂ = 2700kg/m³; nhiệt dung riêng của nước là c₁ = 4200J/kg.K và của nhôm là c₂ = 880J/kg.K. Lấy g = 10 m/s²; p = 3,14. Công thức tính thể tích của hình cầu là:V  = 4/3πR³ với R là bán kính hình cầu.

          a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. Tính áp lực của quả cầu lên đáy bình.

          b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t₃ = 15⁰C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng của dầu là D₃ = 800kg/m³, nhiệt dung riêng của dầu là c₃ = 2800J/kg.K; bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu và dầu với bình và môi trường.  Hãy xác định: nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình.

Câu 2.  Hai điểm sáng S₁ và S₂ cùng nằm trên trục chính, ở hai bên của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6 cm và 12 cm. Khi đó ảnh của S₁ và ảnh của S₂ tạo bởi thấu kính là trùng nhau.

a. Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên.

b. Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí của ảnh.

...

-(Nội dung đáp án của đề thi, các em vui lòng xem 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 Tân Đông. 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.