Đề học sinh giỏi vật lý lớp 9 năm 2015201612359

ĐỀ HSG LỚP NĂM 2015-2016 Câu 1:Hai điện trở R= 4Ω r mắc nối tiếp vào hai đầu hiệu điện U=24V Khi thay đổi giá trị r cơng suất tỏa nhiệt r thay đổi đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Câu Một khối gỗ hình hộp có khối lượng 76g có tiết diện đáy S = 38cm2 có chiều cao H = 5cm, nước a Hãy xác định chiều cao h phần nhô lên khỏi mặt nước khối gỗ b Để nhấn chìm hoàn toàn khối gỗ, ta cần phải tác dụng lực bao nhiêu? Biết khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3 G1 Câu Hai gương phẳng hợp với góc  , mặt phản xạ quay vào Khoảng hai gương có điểm sáng S (Hình vẽ) a Hãy trình bày cách vẽ đường tia sáng phát S từ S đến gương 1, phản xạ hai gương tia phản xạ khỏi gương qua S b Biết  < 1800 Chứng tỏ góc hợp tia tới ban đầu  G2 tia phản xạ khỏi gương khơng phụ thuộc góc tới mà O phụ thuộc góc hợp hai gương Câu 4: Một điểm sáng cách ảnh khoảng SH = 1m trung điểm M SH người ta đặt bìa hình trịn vng góc với SH a) Tìm bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b) Thay điểm sáng S nguồn sáng hình cầu có bán kính r = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối Câu (3,0 điểm): Cho mạch điện hình vẽ Biến trở AB dây đồng chất, dài l = 1,3m, tiết diện S = 0,1mm2, điện trở suất  = 10 m U hiệu điện không đổi Nhận thấy chạy vị trí cách đầu A đầu B đoạn 40cm công suất toả nhiệt biến trở Xác định R0 tỉ số công suất tỏa nhiệt R0 ứng với vị trí C? R0 Câu 6: Hai cầu đặc tích V = 120 cm3 nối với sợi dây nhẹ không co dãn thả nước (H.1) Khối lượng cầu bên lớn gấp lần khối lượng cầu bên Khi cân nửa cầu bên trên mặt nước Cho khối lượng riêng nước D = 1000 kg/m3 Hãy tính: a Khối lượng riêng cầu ? b Lực căng sợi dây ? Câu : Trong đua xe đạp từ A B, vận động viên nửa quãng đường đầu với vận tốc 24 km/h, nửa quãng đường lại với vận tốc 16km/h Một vận động viên khác với vận tốc 24km/h nửa thời gian đầu, nửa thời gian lại với vận tốc 16km/h a Tính vận tốc trung bình người b Tính quãng đường AB, biết người sau người 30 phút ThuVienDeThi.com HƯỚNG DẪN Gọi I cường độ dòng điện qua mạch Hiệu điện hai đầu r: Ur = U – RI = 24 – 4I Công suất tiêu thụ r: P = Ur.I = (24 – 4I) I  4I2 – 24I + P = (1) ∆ = 242 – 4P Vì phương trình (1) ln có nghiệm số nên ∆ ≥ => 242 – 4P ≥ => P ≤ 36 => Pmax = 36W Câu 2: a)Khối gỗ cân  FA = P  10D.V = 10.m  10D.S.(H-h) = 10.m  h = H- 0, 076 m = 0.05 = 0,03m 1000.0, 0038 D.s b) Gọi F lực ấn vật Khi vật chìm hồn tồn ta có: F + P = FA = 10.D.V = 10.D.S.H F = FA – P = 10.D.S.H – 10.m =10.1000.0,0038.0,05 -10.0,076= 1,14N a *Vẽ hình : b.Vẽ hình, xác định góc  G1 S1 I  O a G1 S G2  J  O S2 * Trình bày cách vẽ : - Nhận xét: Gọi S1 ảnh S qua gương Tia phản xạ G1 từ I phải có đường kéo dài qua S1 Để tia phản xạ G2 từ J qua S tia phản xạ J có đường kéo dài qua S2 ảnh S1 qua G2  Cách vẽ: - Lấy S1 đối xứng với S qua G1 - Lấy S2 đối xứng với S1 qua G2 Nối S2S cắt G2 J, Nối S1J cắt G1 I => Nối SI J S => Tia sáng SI J S tia cần vẽ ThuVienDeThi.com S i i’ N j j’ J  G2 - Góc hợp góc hợp tia tới ban đầu tia phản xạ khỏi gương góc  hình vẽ Tứ giác OINJ có I  J฀  900 ( IN JN hai pháp tuyến hai gương) ฀ N ฀  1800    N ฀  1800 O (1) ฀ Xét tam giác INJ có N  i  j  180 (2) Từ (1) (2) ta có  = i +j  góc ngồi tam giác ISJ =>  = 2(i +j ) =  (Đpcm) Câu 4: Giải Tóm tắt SH = 1m = 100cm IM = R = 10 cm r = 2cm a) Bán kính vùng tối HP = ? b) Bán kính vùng tối HP =?; Bán kính vùng nửa tối PO = ? P I S M H Q a) Bán kính vùng tối tường PH  SIM   SPH  IM PH IM 10   PH  SH  100 =20 cm SM SH SM 50 Ta có: PH’ = AA’ () AA’ = SA’ – SA = MI – SA = R – r = 10 – = cm  PH = PH’ + HH’= PH’ + MI= 8+10= 18 cm Tương tự ta có: A’B = HO= AA’ + AB = AA’ +2r = 8+4 = 12 cm Vậy PO = HO –HP = 12-8 = cm Vùng nửa tối hình vành khăn có bề rộng cm O P I A' H' A M H S B Q O' Câu (3,0 điểm): Gọi R1, R2 điện trở biến trở ứng với vị trí chạy C; R điện trở toàn phần biến trở: R 13 U U P1 = P  ( ) R1  ( ) R2 R0  R1 R0  R  R0 = R1 R2  R 13 R1  R 13 (0,5đ) R2  (1,0đ) Gọi I1, I2 cường độ dòng điện qua R0 trường hợp I1  U 13U  R0  R1 10 R I2  U 13U  R0  R2 15 R ThuVienDeThi.com 1,0  I1 = 1,5I2  P1  2,25 P2 0,5 Câu 6: a - Hai cầu thể tích V mà m2 = 4m1 => p2 = 4P1 nên khối lượng riêng là: D2 = 4D1 (1) - Xét hệ hai cầu có trọng lượng lực đẩy Acsi mét: P + P2 = F A + F A’ (2) Hay: d1.V + d2.V = 10 D.V + 10 D V 10.D1.V + 10.D2.V = 10.D.V + 10 D Suy ra: D1+ D2 = (3) V D (4) Giải hệ phương trình (1) (4) ta khối lượng riêng cầu : D1 = 300 kg/m3 ; D2 = 4.D1 = 1200 kg/m3 b Có lực tác dụng lên cầu : Trọng lực, lực căng dây lực đẩy Acsimét - Quả cầu cân nên : F’A = P1 + T (5) - Quả cầu cân nên: P2 = FA + T (6) - Ở đây: FA = 10DV ; F’A = FA P2 = 4.P1 (7) FA (8) FA + T = 4P1 (9) Do đó: P1 + T = - Suy lực căng dây: T = FA 1 = 10.D.V  10.1000.120.106  0, 24 N (10) 5 Câu 7: Phần a: Gọi quãng đường AB dài S (km) Thời gian vận động viên hết quãng đường AB là: S S 5S t1    ( h) 24 16 96 Vận tốc trung bình vận động viên là: v1  S S   19,2(km / h) t 5S 96 Gọi thời gian vận động viên hết quãng đường AB là: t  2t (h) Vận tốc trung bình vận động viên là: S 24t  16t   20(km / h) 2t 2t Phần b: Vì v  v1 Nên theo ta có vận động viên sau vận động viên thời gian 0,5h v2  Thời gian vận động viên hết quãng đường AB là: t1 = 2t + 0,5 (h) Ta có phương trình: v1t1 = v2t2 hay (2t + 0,5).19,2 = 20.2t  t = 6(h) Vậy quãng đường AB dài: S = v2t2= v2.2t = 20.2.6 = 240 (km) ThuVienDeThi.com ... động viên hết quãng đường AB là: S S 5S t1    ( h) 24 16 96 Vận tốc trung bình vận động viên là: v1  S S   19, 2(km / h) t 5S 96 Gọi thời gian vận động viên hết quãng đường AB là: t  2t... 10.m  10D.S.(H-h) = 10.m  h = H- 0, 076 m = 0.05 = 0,03m 1000.0, 0038 D.s b) Gọi F lực ấn vật Khi vật chìm hồn tồn ta có: F + P = FA = 10.D.V = 10.D.S.H F = FA – P = 10.D.S.H – 10.m =10.1000.0,0038.0,05... Quả cầu cân nên: P2 = FA + T (6) - Ở đây: FA = 10DV ; F’A = FA P2 = 4.P1 (7) FA (8) FA + T = 4P1 (9) Do đó: P1 + T = - Suy lực căng dây: T = FA 1 = 10.D.V  10.1000.120.106  0, 24 N (10) 5 Câu