Đề thi HSG môn Vật lý 9 năm học 2019-2020 trường THCS Hoàng Diệu có đáp án

TRƯỜNG THCS HOÀNG DIỆU

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI  LỚP 9

NĂM HỌC 2018-2019

MÔN: VẬT LÝ

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

(Đề thi gồm 3 trang)

Lưu ý: Thí sinh làm bài vào tờ giấy thi; không làm bài vào đề thi.

Câu I: Cho mạch điện như hình 1, trong đó các vôn kế giống nhau. Nếu mắc hai điểm M và N vào một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U thì ampe kế chỉ I₁ = 3 mA và có 2 vôn kế cùng chỉ 12 V. Còn nếu mắc các điểm P và Q vào nguồn điện nói trên thì ampe kế chỉ I₂ = 15 mA.

1. Tính điện trở của mỗi vôn kế và giá trị U.
2. Nếu mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện trên thì số chỉ của các vôn kế và ampe kế lúc này bằng bao nhiêu?

Câu II: Mặt trời chiếu xuống mặt sân nằm ngang những tia sáng song song, hợp với mặt sân một góc a = 60⁰.

1. Một người cầm cây gậy mảnh, thẳng có chiều dài h = 1,2 m. Bóng của cây gậy in trên mặt sân có chiều dài L. Tính L khi cây gậy ở vị trí sao cho:
   1. gậy thẳng đứng.
   2. bóng của nó trên mặt sân có chiều dài lớn nhất. Tính góc hợp bởi cây gậy với phương ngang khi đó.
2. Đặt một chiếc gương phẳng hợp với mặt sân một góc b sao cho ánh sáng phản xạ từ gương có phương song song với mặt sân và chiếu vuông góc vào một bức tường thẳng đứng. Trên tường có một lỗ tròn bán kính R₁ = 5 cm có gắn một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = 50 cm vừa khít lỗ tròn sao cho chùm sáng tới từ gương phủ đầy mặt thấu kính và song song trục chính của thấu kính.
   1. Xác định giá trị b.
   2. Chùm sáng khúc xạ qua thấu kính tạo ra trên bức tường thứ hai song song với bức tường đã nêu trên một vết sáng tròn có bán kính là R₂ = 40 cm. Tìm khoảng cách d giữa hai bức tường.

Câu III: Có hai bình cách nhiệt. Bình 1 chứa một lượng nước có khối lượng m₁ đã biết. Bình 2 chứa một lượng nước có khối lượng m₂ chưa biết và có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ bình 1. Thực hiện thí nghiệm: rót một lượng nước từ bình 1 sang bình 2. Sau khi đạt trạng thái cân bằng nhiệt thì rót một lượng nước từ bình 2 trở về bình 1 sao cho mực nước trong bình 1 đạt giá trị ban đầu. Dùng nhiệt kế đo các nhiệt độ cần thiết ta có thể xác định được giá trị m₂. Trong thí nghiệm, bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với bình chứa, với nhiệt kế và với môi trường.

1. Để xác định giá trị m₂, cần phải đo những nhiệt độ nào? Thiết lập biểu thức tính m₂ theo m₁ và các nhiệt độ cần đo đó.
2. Chứng minh rằng, độ tăng nhiệt độ Dt₁ của bình 1 sau thí nghiệm phụ thuộc vào m₁, m₂, khối lượng Dm của lượng nước rót từ bình 1 sang bình 2 và các nhiệt độ ban đầu t₁, t₂ của hai bình theo biểu thức: .

Câu IV: Một bình nhỏ, thành rất mỏng được giữ cố định trong một bình lớn như hình 2.

Ở đáy bình nhỏ có một lỗ tròn trong đó có đặt vừa khít một cái nút hình trụ chiều cao h = 20 cm. Nút này có thể chuyển động không ma sát theo phương thẳng đứng. Trong bình nhỏ có chứa dầu, bình lớn chứa nước. Khi nút nằm cân bằng, mực chất lỏng trong bình lớn và nhỏ là như nhau. Mực dầu trong bình nhỏ có độ cao H = 15cm. Trọng lượng riêng của dầu là d₁ = 8000 N/m³, của nước là d₂ = 10000 N/m³, của chất làm nút trụ là d = 11000 N/m³. Hỏi khi nằm cân bằng thì phần nút nằm trong dầu có chiều cao bao nhiêu?

Câu V: Cho mạch điện như hình 3. Các điện trở trong mạch có cùng giá trị. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A và B có giá trị không đổi là U. Mắc giữa M và N một vôn kế lý tưởng thì vôn kế chỉ 12V.

1. Tìm giá trị U.
2. Thay vôn kế bởi ampe kế lý tưởng thì ampe kế chỉ 1,0 A. Tính giá trị của mỗi điện trở.

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM MÔN VẬT LÝ

Câu I: (2,5 điểm)

1) Khi mắc nguồn vào hai điểm M và N thì hai vôn kế chỉ 12 V chính là hai vôn kế mắc nối tiếp với ampe kế, V₁ và V₃.

Vì vậy điện trở các vôn kế là:

           \({R_V} = \frac{{{U_V}}}{{{I_1}}} = \frac{{12\;}}{{{{3.10}^{ - 3}}}} = 4000\;\left( \Omega \right)\)

Ngoài ra, ta còn có:         

\(U = 2{U_V} + (R + {R_A}){I_1}\)            (1)

Còn khi mắc nguồn vào hai điểm P và Q thì điện trở R và ampe kế mắc nối tiếp với nhau và cùng mắc trực tiếp vào nguồn.

Do đó ta có:

\(\begin{array}{l} U = (R + {R_A}){I_2}\,\,\,(2)\\ (1) + (2) \to U = \frac{{2{U_V}{I_2}}}{{{I_2} - {I_1}}} = \frac{{{{2.12.15.10}^{ - 3}}}}{{{{15.10}^{ - 3}} - {{3.10}^{ - 3}}}} = 30\;\left( V \right)\\ (2) \to R + {R_A} = \frac{U}{{{I_2}}} = \frac{{30}}{{{{15.10}^{ - 3}}}} = 2000\left( \Omega \right) \end{array}\)  

2) Khi mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện, mạch gồm:

(V₂ nt V₃) // (V₁ nt R nt R_A).

\(\begin{array}{l} {U_2} = {U_3} = U/2 = 15\left( V \right)\\ {I_A} = \frac{U}{{{R_V} + \left( {R + {R_A}} \right)}}\\ = \frac{{30}}{{4000 + 2000}} = {5.10^{ - 3}}\left( A \right) = 5\left( {mA} \right)\\ \Rightarrow {U_1} = {I_A}.{R_V} = {5.10^{ - 3}}.4000 = 20\left( V \right) \end{array}\)

Câu II: (2,5 điểm)

1) Hình vẽ:

a) Khi gậy đặt thẳng đứng, bóng của gậy có chiều dài:

\(L = h/\tan \alpha = 1,2/\sqrt 3 = 0,4.\sqrt 3 \left( m \right)\)

b) Để bóng cây gậy dài nhất, gậy phải được đặt theo phương vuông góc với phương truyền sáng.⇒ Góc tạo bởi cây gậy và phương ngang là 30⁰.

Chiều dài lớn nhất của bóng: 

\({L_{m{\rm{ax}}}} = h/\sin \alpha = 0,8.\sqrt 3 \left( m \right)\)

2) Hình vẽ minh họa:

Do tia phản xạ có phương nằm ngang nên \(K\hat IG = \beta \Rightarrow S\hat IG' = K\hat IG = \beta \)

TH1, hình 2c: 

\(S\hat IG' + \beta = \alpha = {60^0} \Rightarrow \beta = {30^0}\)

TH2, hình 2b:

\(\alpha + 2\beta = {180^0} \Rightarrow \beta = {60^0}\)

Từ hình vẽ: .

\(\begin{array}{l} \frac{5}{{40}} = \frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{FO}}{{FC}}\\ \Rightarrow FC = 8.FO = 4,0\left( m \right)\\ \Rightarrow d = OC = 3,5\left( m \right) \end{array}\)               

 ...

---Để xem tiếp đáp án của Đề thi HSG môn Vật lý 9 năm 2019-2020 trường THCS Hoàng Diệu, các em vui lòng đăng nhập vào trang Chúng tôi để xem online hoặc tải về máy tính---

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Đề thi HSG môn Vật lý 9 năm học 2019-2020 trường THCS Hoàng Diệu có đáp án. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Các em quan tâm có thể xem thêm các tài liệu tham khảo cùng chuyên mục:

• Đề thi HSG lớp 9 năm học 2019-2020 Phòng GD&ĐT huyện Bảo Thắng có đáp án

• Đề thi chọn HSG môn Vật lý lớp 9 năm 2019 trường THCS Phạm Hồng Thái có đáp án

• Đề thi chọn HSG lớp 9 môn Vật lý năm 2019 huyện Phù Ninh có đáp án

​Chúc các em học tốt