Phần 1: Cơ học A. Lý thuyết I. Mômen lực Mô men lực ( nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay): M = F.l (N.m) Trong đó: l là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực ( còn gọi là tay đòn của lực). II. Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định: Muốn cho một vật có trục quay cố định đứng cân bằng ( hoặc quay đều) thì tổng mômen các lực làm vật quay theo chiều này phải bằng tổng mômen các lực làm vật quay theo chiều ngợc lại. Ví dụ: Với vật bất kỳ có thể quay quanh trục cố định O ( theo hình vẽ) để đứng yên cân bằng quanh O ( hoặc quay đều quanh O) thì mômen của lực F 1 phải bằng mômen của lực F 2 . Tức là: M 1 = M 2 F 1 . l 1 = F 2 . l 2 Trong đó l 1 , l 2 lần lợt là tay đòn của các lực F 1 , F 2 ( Tay đòn của lực là khoảng cách từ trục qua đến phơng của lực) III. Quy tắc hợp lực. 1. Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy ( quy tắc hình bình hành). Hợp lực của hai lực đồng quy ( cùng điểm đặt) có ph- ơng trùng với đờng chéo của hình bình hành mà hai cạnh là hai lực đó, độ lớn của hợp lực là độ dài đờng chéo. 2. Tổng hai lực song song cùng chiều: Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực cùng phơng, độ lớn bằng tổng hai lực thành phần, có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với hai lực ấy. 1 2 1 2 2 1 F l F F F ; F l = + = 3. Tổng hợp hai lực song song ngợc chiều: Hợp lực của hai lực song song ngợc chiều là một lực có phơng cùng phơng với lực lớn hơn, độ lớn bằng hiệu hai lực thành phần, có giá chia ngời khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với hai lực ấy. 1 2 1 2 2 1 F l F F F ; F l = = IV. Các máy cơ đơn giản 1 O F 1 F 2 l 1 l 2 1 F r O P 2 F r F r l 1 l 1 l 1 l 1 l 2 l 1 l 1 l 1 l 1 l 2 P ur F r T ur 1. Ròng rọc cố định. Dùng ròng rọc cố định không đợc lợi gì về lực, đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. F P;s h= = 2. Ròng rọc động. + Với 1 ròng rọc động: Dùng ròng rọc động đợc lợi hai lần về lực nhng lại thiệt hai lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. P F ;s 2h 2 = = + Với hai ròng rọc động: Dùng 2 ròng rọc động đợc lợi 4 lần về lực nhng lại thiệt 4 lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. P F ;s 4h 4 = = + Tổng quát: Với hệ thống có n ròng rọc động thì ta có: n n P F ;s 2 h 2 = = 3. Đòn bẩy. Dùng đòn bẩy đợclợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. 1 1 2 2 F .l F .l= ( áp dụng điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định) Trong đó F 1 ; F 2 là các lực tác dụng lên đòn bẩy, l1; l2 là các tay đòn của lực hay khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay. Phần 2: Đề thi chọn học sinh giỏi các năm Phần 2: Đề thi chọn học sinh giỏi các năm Phòng GD & ĐT Tuyên hoá đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2008 - 2009 2 P ur F r T ur h O 2 F uur 1 F ur l 2 l 1 A B O 2 F uur 1 F ur l 2 l 1 A B Đề chính thức Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) Câu 1: (2,5đ) Hai quả cầu giống nhau treo ở hai đầu một thanh AB dài 80cm, lúc đầu thanh đợc treo thăng băng tại vị trí O (hình vẽ) sau đó ngời ta nhúng quả cầu quả cầu ở phía đầu A ngập hoàn toàn trong nớc. Hỏi để thanh AB vẫn nằm thăng bằng thì phải điều chỉnh điểm treo một đoạn bằng bao nhiêu và về phía nào. Biết rằng khối lợng dây treo và thanh ngang không đáng kể, khối lợng quả cầu là 0,5kg, khối lợng riêng của quả cầu và của nớc là 2500kg/m 3 và 1000kg/m 3 . (lấy gia tốc trọng trờng là 10m/g 2 ) Câu 2(2,5đ) Có một bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa 5 lít nớc ở nhiệt độ t 1 = 60 0 C, bình thứ 2 chứa 1 lít nớc ở nhiệt độ t 2 = 20 0 C. Đầu tiên rót một phần nớc từ bình thứ nhấi sang bình thứ hai, sau đó khi trong bình đã cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lợng nớc để cho hai bình có dung tích bằng lúc đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ của nớc trong bình thứ nhất là t 1 = 59 0 C. Hỏi đã rót bao nhiêu n- ớc từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và ngợc lại. Câu 3(3đ): Cho mạch điện nh hình vẽ, các điện trở: 1 4 6 2 3 5 R R R 4 R 2 ;R 8 ;R 2,4 = = = = = = Hiệu điện thế U AB = 48V không thay đổi. Điên trở anpe kế, khoá K không đáng kể, anpe kế chỉ bao nhiêu khi: 1/ Khoá K ngắt. 2/ Khoá K đóng. Câu 4(2đ) Dòng điên thẳng I có cng độ không đổi (hình vẽ) a/ Xác định chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong khung ABCD khi nó chuyển động ra xa dòng điện. b/ Xác định chiều lực từ tác dụng lên 4 cạnh của khung dây. Lực tổng hợp của 4 lực này có chiều nh thế nào? Phòng GD & ĐT Tuyên hoá Đề chính thức đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2007 - 2008 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) 3 A O B 6 R 5 R 2 R 3 R 1 R A 4 R K A B I C B D A v r Câu 1: (2,5đ) Một ampe kế có điện trở khác không mắc nối tiếp với một vôn kế có điện trở hửu hạn, tất cả đợc mắc với nguồn điện có hiệu điện thế không đổi. Nếu mắc thêm vào mạch điện trở R 500= song song với ampe kế thì ampe kế chỉ 1 I 6mA= . Nếu mắc lại điệ trở R đó song song với vôn kế thì ampe kế chỉ 2 I 10mA= . Khi đó vôn kế chỉ bao nhiêu? Câu 2: (2đ) Xác định góc tao thành giữa hai gơng phẳng để sao cho khi tia sáng tới một gơng với một góc bất kì thì tia đi ra sau khi phản xạ trên hai gơng sẻ song song với tia tới ấy. Câu 3: (2,5đ) Một vật rắn ở n M B O A N hiệt độ 150 0 C đợc thả vào một bình nớc thì làm cho nhiệt độ của nớc tăng từ 20 0 C đến 50 0 C. Nếu cung với vật trên tha thêm một vật nh thế ở nhiệt độ 100 0 C thì nhiệt độ của nớc đó bằng bao nhiêu? Giả thiết chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa vật và nớc, bỏ qua sự mất mát nhiệt của hệ. Câu 4: (3đ) Một vòng dây dẫn đồng chất, tiết diên đều có điện trở R 100= . Đặt vào hai điểm A và B của vòng dây một hiệu điện thế U = 16V.(hình vẽ) a. Cho góc ã AOB = . Tìm điện trở tơng đơng của đoạn mạch AB theo . b. Tìm để c ờng độ dòng điện mạch chính là 1A. c. Tìm để c ờng độ dòng điện mạch chính là nhỏ nhất. Tính cờng độ dòng điện mạch chính khi đó. 4 Phòng GD & ĐT Tuyên hoá Đề chính thức đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2006 - 2007 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) Câu 1: (2,5đ) Một ấm bằng nhôm có khối lợng 0,4kg chứa 0,5 lít nớc ở 30 0 C. Để đun sôI nớc ngời ta dùng bếp điện loại 220V 1100W, hiệu suất 88%. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C 1 = 880J/kg.độ, của nớc là C 2 = 4200J/kg.độ. Nhiệt hoá hơi của nớc là L = 2,4.10 6 J/kg. Bếp dùng ở hiệu điện thế 220V; bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nớc ra môI trờng bên ngoài. a. Tính thời gian cần để đun sôi nớc b. Khi nớc bắt đầu sôi, nếu đun thêm 4 phút nữa thì có bao nhiêu phần trăm hơi n- ớc bị hoá hơi? Câu 2: (2đ) Dùng một gơng phẳng để chiếu một chùm tia sáng mặt trời xuống một giếng nhỏ, sâu, hẹp và thẳng đứng. Phải đặt gơng tạo với mặt đất nằm ngang một góc bằng bao nhiêu để thực hiện đợc việc đó, nếu tại thời điểm chiếu, chùm tia sáng mặt trời nghiêng một góc 30 0 so với phơng ngang. Câu 3: (2,5đ) Hai thanh kim koại, mỗi thanh đồng chất tiết diện đều đợc hàn gắn với nhau tại 0 để tạo thành một thanh thẳng. Chiều dài và trọng lợng mỗi thanh tơng ứng 3m, 900N và 1m, 500N. Ngời ta treo thanh thẳng nằm ngang, điểm treo nằm cuối mỗi thanh. Xác định lực căng sợi dây treo thanh. Câu 4:(3,0đ) Cho ba bóng đèn điện trở giống nhau, mỗi bóng có điện trở R đ = 18 và các hiệu điện thế định mức lần lợt là (Đ 1 ) 12V, (Đ 2 ,Đ 3 ) 6V. 1. Hiệu điện thế cho bởi nguồn là 12V, các đèn đợc mắc vào sơ đồ nh hình vẽ. Muốn cho các bóngđèn sáng bình thờng thì biến trở R phải điều chỉnh để có giá trị bằng bao nhiêu? U K F C E A R B 3) Nếu hiệu điện thế cho bởi nguồn không phải 12V mà 15V thì phải mắc thêm một điện trơt R 0 ở đâu là đơn giản nhất để các đèn sáng bình thờng? Lúc đó R 0 và R có giá trị bằng bao nhiêu? 3. Nếu điện trở R đợc làm bằng sợi dây có điện trở R d = 40 và đ ợc cấu tạo nh trong hình vẽ của mạch điện. Cho các bóng đèn sáng bình thờng, tính: 5 a. Điện trở các phần AE và CE của biến trở b. Cờng độ dòng điện qua dây ABC. Hiệu điện thế nguồn cung cấp vẫn là 12V Phòng GD & ĐT Tuyên hoá Đề chính thức đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2005 - 2006 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) Câu 1: (2,5đ) Một thanh đồng chất, tiết diện đều, một đầu nhúng vào nớc đầu kia tựa vào thành chậu tại 0 sao cho 1 OA OB 2 = . Khi thanh nằm yên, mực nớc ở chính giữa thanh. Tìm khối lợng riêng D của thanh. Cho khối lợng riêng của nớc D 0 = 100kg/m 3 Câu 2: (2,5đ) Trong một bình nhiệt lợng kế, ban đầu có chứa m 0 = 400g nớc ỏ nhiệt độ t 0 = 25 0 C. Ngời ta đổ thêm một khối lợng nớc m 1 ở nhiệt độ t x vào bình. Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nớc là t 1 = 20 0 C. Cho thêm một cục nớc đá khối lợng m 2 có nhiệt độ t 2 = - 10 0 C vào bình thì cuối cùng trong bình có M = 700g nớc ở nhiệt độ t 3 = 5 0 C. 1. Tính các khối lợng nớc m 1 , m 2 . 2. Tính nhiệt độ t x . Cho biết nhiệt dung riêng của nớc C 1 = 4200J/kg.độ của nớc đá C 2 = 2100J/kg.độ; nhiệt độ nóng chảy của nớc đá 336000J / kg. = Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của các chất trong bình với nhiệt lợng kế và với môI trờng xung quanh. Câu 3: (2,5đ) Cho mạch điện nh hình vẽ, cho biết U = 24V; 0 R 4= , 2 R 15= . Đèn Đ là loại 6V 3W và sáng bình thờng. Vôn kế có điện trở rất lớn và chỉ giá trị 3V, có chốt d- ơng mắc vào điểm M. Tính R 1 , R 2 . Câu 4: (2,5đ) Một khối thuỷ tinh hình lăng trụ có tiết diện là hình tam giác cân ABC. Ngời ta mạ bạc toàn bộ mặt AC và phần dới của mặt AB,(hình vẽ). Một tia sáng dọi tới vuông góc với mặt AB sau hai lần phản xạ liên tiếp trên các mặt AC và AB cho tia ló ra vuông góc với mặt đáy BC. Xác định góc A của khối thuỷ tinh. 6 Phòng GD & ĐT Tuyên hoá Đề chính thức đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2004 - 2005 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) Câu 1: (2,5đ) Câu 2: (2,5đ) Câu 3: (2,5đ) Câu 4: (2,5đ) Phòng GD & ĐT Tuyên hoá Đề chính thức đề thi tuyển chọn học sinh giỏi lớp 9 - thcs Năm học: 2004 - 2005 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 150' - không kể chép đề) Câu 1: (2,5đ) 7 C©u 2: (2,5®) C©u 3: (2,5®) C©u 4: (2,5®) 8 . đờng chéo. 2. Tổng hai lực song song cùng chiều: Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực cùng phơng, độ lớn bằng tổng hai lực thành phần, có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá. nghịch với hai lực ấy. 1 2 1 2 2 1 F l F F F ; F l = + = 3. Tổng hợp hai lực song song ngợc chiều: Hợp lực của hai lực song song ngợc chiều là một lực có phơng cùng phơng với lực lớn hơn, độ lớn bằng. thế không đổi. Nếu mắc thêm vào mạch điện trở R 500= song song với ampe kế thì ampe kế chỉ 1 I 6mA= . Nếu mắc lại điệ trở R đó song song với vôn kế thì ampe kế chỉ 2 I 10mA= . Khi đó vôn