PHÒNG GD-ĐT THỊ XÃ PHÚC YÊN TRƯỜNG HAI BÀ TRƯNG ĐỀ KHẢO SÁT HSG LỚP 9 LẦN 4 Môn: Vật Lí Thời gian làm bài: 150 Phút. Bài 1: Một chiếc xe khởi hành từ A lức 8 giờ 15 phút để đi tới B. Quãng đường AB dài 100 km. Xe cứ chạy 15 phút thì dừng lại 5 phút. Trong 15 phút đầu xe chạy với vận tốc không đổi v 1 = 10km/h, các thời gian 15 phút tiếp theo xe chạy với tốc độ lần lượt là 2v 1 , 3v 1 , 4v 1 …nv 1 . a. Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đường AB. b. Xe tới B lúc mấy giờ. Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào mạch điện hiệu điện thế U = 2V, các điện trở R 0 = 0,5Ω; R 1 = 1Ω; R 2 = 2Ω; R 3 = 6Ω; R 4 = 0,5Ω; R 5 là một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5Ω. Bỏ qua điện trở của Ampe kế và dây nối. Thay đổi giá trị của R 5 , và xác định giá trị của R 5 để: a. Ampe kế A chỉ 0,2A. b. Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất. Bài 3: Một hộp kín H có ba đầu ra. Biết rằng trong hộp kín là sơ đồ mạch điện được tạo bởi các điện trở. Nếu mắc hai chốt 1 và 3 vào hiệu điện thế nguồn không đổi U = 15 V thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 1-2 và 2-3 lần lượt là U 12 = 6 V và U 23 = 9 V. Nếu mắc hai chốt 2 và 3 cũng vào hiệu điện thế U trên thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 2-1 và 1-3 lần lượt là U 21 = 10 V và U 13 = 5 V. a, Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện trong hộp kín H với số điện trở ít nhất. Cho rằng điện trở nhỏ nhất trong mạch điện này là R, hãy tính các điện trở còn lại trong mạch đó. b, Với sơ đồ mạch điện trên, nếu mắc hai chốt 1 và 2 vào hiệu điện thế U trên thì các hiệu điện thế U 13 và U 32 là bao nhiêu ? Bài 4: Một vật nặng bằng gỗ, kích thước nhỏ, hình trụ, hai đầu hình nón được thả không có vận tốc ban đầu từ độ cao 15cm xuống nước. Vật tiếp tục rơi trong nước, tới độ sâu 65 cm thì dừng lại, rồi từ từ nổi lên. Xác định gần đúng khối lượng riêng của vật. Coi rằng chỉ có lực Ácsimét là lực cản đáng kể. Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . Bài 5: Trong tay em chỉ có 1 chiếc cốc thủy tinh hình trụ thành mỏng, bình lớn đựng nước, thước thẳng có vạch chia tới milimet. Hãy nêu phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng của một chất lỏng nào đó và khối lượng riêng của cốc thủy tinh. Cho rằng đã biết khối lượng riêng của nước là D 1 . Hết Họ tên học sinh: : Lớp Trường: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. A U - + A R 4 R 1 R 0 R 5 R 3 R 2 B D C 1 2 3 H ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CHẤM. Câu 1 2điểm Nội dung Điểm a. Tính vận tốc trung bình. • Gọi S 1 , S 2 , …S n lần lượt là các quãng đường đi được trong 1/4h kế tiếp nhau v 1, v 2 ,…v n là giá trị của vận tốc khi xe chạy trên các quãng đường ấy v 1 =10km/h v 2 =2v 1 =20km/h v 3 =3v 1 =30km/h ………………. V n =kv 1 = 10n (km/h) • Quãng đường đi được: S 1 = v 1 t = 10.1/4 = 2,5km S 2 = v 2 t = 20.1/4 = 5km S 3 = v 3 t = 30.1/4 = 7,5km …………………………. S k = v n t = 10n.1/4 = 2,5n (km) • Tổng quãng đường : S = S 1 + S 2 + S 3 … +S n = 2,5(1+2+3….+n) với (n nguyên dương) • S = 2,5n(n+1)/2 = 100 => n(n+1) = 80 => n 2 +n- 80 =0 => n =8,45 hoặc n= - 9,45 Vì n nguyên dương, nếu n= 8 thì S = 2,5.8(8+1) = 90 (km) • Như vậy vận tốc trung bình là v TB = AB/t • Thời gian 8 lần xe chuyển động là t 1 = 8.1/4 = 2h - Thời gian 8 lần xe nghỉ 15 phút là t 2 = 8.1/12 = 2/3h - Thời gian xe chuyển động 10km cuối là t 3 = 10/90 = 1/9h Vậy t = t 1 + t 2 + t 3 = 2+ 2/3 + 1/9 = 25/9h • Vận tốc trung bình v TB = 100/(25/9) = 36km/h 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b. Thời điểm tới B • Xe tới B đồng hồ chỉ lúc 8h15’ + 2h 46’40’’ = 11h01’40’’ 0,5 Câu 2 2điểm a. Xác định R 5 để ampe kế chỉ 0,2A • Vẽ lại mạch điện như hình vẽ. • Ký hiệu điện trở đoạn AC là x = 0,5 + R 5 Điện trở toàn mạch là 32 3 1 1 0 2 RR RR xR xR RR tm + + + += Thay số: R tm = 3 2 2 1 1 x x x x + + = + + • Cường độ dòng điện mạch chính: ( ) 23 12 + + == x x R U I tm • Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(có chứa x): 23 2 + = x I x 0,5 0,25 0,25 Cường độ dòng điện qua R 3 là: ( ) 232 1 3 + + = x x I • Xét tại nút C: I A = I x – I 3 ⇒ ( ) ( ) 2,0 232 3 232 1 23 2 = + − = + + − + = x x x x x I A (1) (do ) 3 II x ≥ • Giải phương trình trên ta được x = 1Ω ⇒ R 5 = 0,5Ω 0,25 b. Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất • Từ phương trình (1), ta có: ( ) 232 3 + − = x x I A (với x = 0,5 + R 5 Biến đổi từ 0,5Ω - Khi R 5 =0 đến 3,0Ω - Khi R 5 =2,5Ω) vậy I A 3 3 3 1 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 x x x x x x x − = = − = − + + + + + • Nhận thấy I A max ⇔ mẫu (6x+4) Min và (6+4/x) Min ⇔ x min Theo đầu bài có x min = 0,5Ω ⇒ R 5 = 0 Thay vào I A ta được I Amax = 0,357A 0,25 0,5 câu 3 2điểm - Theo bài ra, khi thay đổi các cặp đầu vào của mạch điện thì hiệu điện thế giữa các cặp đầu ra cũng thay đổi, ta suy ra rằng giữa các cặp chốt phải có điện trở khác nhau và số điện trở ít nhất của mạch trong hộp kín H là 3. - Hình vẽ (Học sinh có thể trình bày một trong hai sơ đồ cách mắc sau và tính các đại lượng mà bài toán yêu cầu theo sơ đồ đó, mỗi cách trình bày hoàn toàn đúng đều cho điểm tối đa của bài. Hoặc trình bày cách giải khác nhưng số điện trở lớn hơn 3 thì chỉ cho 50% điểm của bài nếu lời giải đúng) Cách 1 : - Khi U 13 = 15(V) thì U 12 = 6(V) và U 23 = 9(V). Ta có : 1 12 3 23 R U 6 2 R U 9 3 = = = (1) - Khi U 23 = 15(V) thì U 21 = 10(V) và U 13 = 5(V). Ta có : 2 21 3 13 R U 10 2 R U 5 = = = (2) Từ (1) và (2) suy ra : R 1 là điện trở nhỏ nhất ⇒ R 1 = R, R 2 = 3R, R 3 = 1,5R. - Khi U 12 = 15(V). Ta có : 13 1 32 2 U R R 1 U R 3R 3 = = = (1) Mặt khác : U 13 + U 32 = U 12 = 15(V) (2) Từ (1) và (2) ta có : U 13 = 3,75 (V); U 32 = 11,25 (V). Cách 2 : - Khi U 13 = 15(V) thì U 12 = 6(V) và U 23 = 9(V). Ta có : 3 12 1 23 R U 6 2 R U 9 3 = = = (3) - Khi U 23 = 15(V) thì U 21 = 10(V) và U 13 = 5(V). 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 1 2 3 R R R 1 2 3 1 2 3 R R R 1 2 3 Ta có : 3 21 2 13 R U 10 2 R U 5 = = = (4) Từ (1) và (2) suy ra : R 2 là điện trở nhỏ nhất ⇒ R 2 = R, R 1 = 3R, R 3 = 2R. - Khi U 12 = 15(V). Ta có : 13 2 32 1 U R R 1 U R 3R 3 = = = (3) Mặt khác : U 13 + U 32 = U 12 = 15(V) (4) Từ (3) và (4) ta có : U 13 = 3,75 (V); U 32 = 11,25 (V). 1,5 Câu 4 2điểm Vì chỉ cần tính gần đúng khối lượng riêng của vật và vì vật có kích thước nhỏ nên ta có thể coi gần đúng rằng khi vật rơi tới mặt nước là chìm hoàn toàn ngay. Gọi thể tích của vật là V và khối lượng riêng của vật là D, Khối lượng riêng của nước là D’. h = 15 cm; h’ = 65 cm. Khi vật rơi trong không khí. Lực tác dụng vào vật là trọng lực. P = 10DV 0,25 Công của trọng lực là: A 1 = 10DVh 0,25 Khi vật rơi trong nước. lực ác si mét tác dụng lên vật là: F A = 10D’V 0,25 Vì sau đó vật nổi lên, nên F A > P Hợp lực tác dụng lên vật khi vật rơi trong nước là: F = F A – P = 10D’V – 10DV 0,25 Công của lực này là: A 2 = (10D’V – 10DV)h’ 0,25 Theo định luật bảo toàn công: A 1 = A 2 ⇒ 10DVh = (10D’V – 10DV)h’ 0,25 ⇒ D = ' ' ' D hh h + Thay số, tính được D = 812,5 Kg/m 3 0,5 Câu 5 2điểm Gọi diện tích đáy cốc là S, Khối lượng riêng của cốc là D 0 ; Khối lượng riêng của nước là D 1 ; khối lượng riêng của chất lỏng cần xác định là D 2 và thể tích cốc là V. chiều cao của cốc là h. Lần 1: thả cốc không có chất lỏng vào nước. phần chìm của cốc trong nước là h 1 Ta có: 10D 0 V = 10D 1 Sh 1 ⇒ D 0 V = D 1 Sh 1 . (1) 0.5 ⇒ D 0 Sh = D 1 Sh 1 ⇒ D 0 = h h 1 D 1 ⇒ xác định được khối lượng riêng của cốc. 0.5 Lần 2: Đổ thêm vào cốc 1 lượng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng ( vừa phải) có chiều cao h 2 , phần cốc chìm trong nước có chiều cao h 3 Ta có: D 1 Sh 1 + D 2 Sh 2 = D 1 Sh 3 . ( theo (1) và P = F A ) 0.5 D 2 = (h 3 – h 1 )D 1 ⇒ xác định được khối lượng riêng chất lỏng. 0.25 Các chiều cao h, h 1 , h 2 , h 3 được xác định bằng thước thẳng. D 1 đã biết. 0.25 Lưu ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa HẾT . PHÒNG GD-ĐT THỊ XÃ PHÚC YÊN TRƯỜNG HAI BÀ TRƯNG ĐỀ KHẢO SÁT HSG LỚP 9 LẦN 4 Môn: Vật Lí Thời gian làm bài: 150 Phút. Bài 1: Một chiếc xe khởi hành từ A. Thời gian xe chuyển động 10km cuối là t 3 = 10 /90 = 1/9h Vậy t = t 1 + t 2 + t 3 = 2+ 2/3 + 1 /9 = 25/9h • Vận tốc trung bình v TB = 100/(25 /9) = 36km/h 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b. Thời. 100 => n(n+1) = 80 => n 2 +n- 80 =0 => n =8,45 hoặc n= - 9, 45 Vì n nguyên dương, nếu n= 8 thì S = 2,5.8(8+1) = 90 (km) • Như vậy vận tốc trung bình là v TB = AB/t • Thời gian 8 lần