Bộ đề thi HSG môn Vật lý 9 tỉnh Nam Định

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 phơng 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 ph- ơng 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 = = 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 IV. Các máy cơ đơn giản 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 Phòng giáo dục - đào tạo Huyện trực ninh đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2002 - 2003 Bộ môn: Vật lý lớp 9 2 P ur F r T ur 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 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 6 điểm). Cho mạch điện nh hình vẽ: R 1 = 4 ; R 2 = R 3 = R 4 = 12 a) K 1 đóng, K 2 ngắt. Tính R AB . b) K 1 , K 2 cùng đóng. Tính R AB . c) Biết U AB = 48V. Hãy so sánh dòng điện qua R 1 trong hai trờng hợp cả 2 khoá cùng ngắt và cùng đóng. Bài 2: ( 6 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ. Hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch U MN = 7V. Giá trị các điện trở R 1 = 3 ; R 2 = 6 ; AB là một dây dẫn dài l = 1,5m, tiết diện đều S = 0,1mm 2 , điện trở suất = 4.10 -7 m. Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể. a) Tính điện trở của dây dẫn AB. b) Dịch chuyển con chạy C đến vị trí sao cho AC = 1 2 CB. Xác định số chỉ của ampe kế. Nếu thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn khi đó vôn kế chỉ 4V. hãy xác định vị trí của con chạy C. Bài 3: ( 3 điểm). Một thanh dài l = 1m có trọng lợng P = 15N, một đầu đợc gắn vào trần nhà nhờ một bản lề. Thanh đợc giữ nằm nghiêng nhờ một sợi dây thẳng đứng buộc ở dầu tự do của thanh. Hãy tìm lực căng T của dây nếu trọng tâm của thanh cách bản lề một đoạn bằng d = 0,4m. Bài 4: ( 5 điểm) Trớc gơng thẳng G lấy hai điểm A, B bất kỳ ( A, B không nằm trên mặt phẳng gơng) a) Xem A là điểm sáng, trình bày cách vẽ một tia sáng xuất phát từ A phản xạ tại I trên gơng rồi đến B. b) Chứng tỏ rằng đờng đi của tia sáng AIB theo cách vẽ trên là đờng ngắn nhất trong số những đờng vẽ từ A đến một điểm I' I trên gơng rồi đến B. 3 R 2 R 3 R 4 R 1 K 1 ` K 2 ` A B R 1 R 2 A M N A B + - Phòng giáo dục - đào tạo Huyện trực ninh đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 1998 - 1999 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1 : Hai dây dẫn đồng và nhôm có cùng chiều dài, tiết diện lần lợt là 1,7mm 2 và 1,4mm 2 . ngời ta mắc lần lợt 2 dây vào 2 điểm A, B có hiệu điện thế U = 12V, thì ng- ời ta xác định đợc dòng qua dây đồng lớn hơn dòng qua dây nhôm là 0,2A. Hỏi: a) Dòng điện qua dây đồng và dây nhôm. Cho đồng = 1,7.10-8 m ; nhôm = 2,8.10 -8 m. b) Điện trở của mỗi dây. Bài 2 : ngời ta muốn mạ bạc mặt ngoài cảu một hộp kim loại hình lập phơng có cạnh là a = 10cm bằng một lớp bạc dày 0,02mm. Tính thời gian cần thiết, nếu dùng dòng điện có cờng độ 1,5A. Cho rằng 96000C giải phóng đợc 108g bạc. Khối lợng riêng của bạc là 10,5g/cm 3 Bài 2: Cho mạch điện nh hình vẽ, trong đó hiêu điện thế giữa hai đầu A, B không đổi. Các điện trở có giá trị lần lợt là R 1 = 15 ; R 2 = 7 ; R 3 = 10 ; R 4 = 5 . Khi K 1 mở, K 2 đóng ampe kế A 1 chỉ 2A. a) Xác định cờng độ dòng điện chạy qua các điện trở khi K 1 ; K 2 đóng. b) Xác định số chỉ của ampe kế A khi K 1 đóng, K 2 ngắt. 4 R 4 R 3 R 1 A 1 A R 2 K 1 ` K 2 B A Phòng giáo dục - đào tạo Huyện trực ninh đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2004 - 2005 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 5 điểm). Một chiếc xà đồng chất, tiết diện không đều dài L = 8m, khối lợng 120kg đợc tỳ lên hai đầu A, B lên hai bức tờng. Trọng tâm của xà cách đầu A một khoảng GA = 3m. Hãy xác định lực đỡ của bức tờng lên các đầu xà. Bài 2: ( 6 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ. Trong đó các điện trở có giá trị đều bằng nhau và bằng 10 . Hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch U AB = 40V không đổi. Điện trở ampe kế không đáng kể. Điện trở vôn kế vô cùng lớn. a) Tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch. b) Hỏi ampe kế chỉ bao nhiêu? Vôn kế chỉ bao nhiêu? Bài 3: ( 5 điểm). Một bể bơi hình tròn, bán kính R = 5m chứa đầy nớc đến miệng. Một ngọn đèn treo ở phía trên điểm chính giữa bể ở độ cao H = 3m so với mặt nớc. Một ngời có tầm cao h = 1,65m tính từ mắt tới chân. Hỏi ngời đó có thể lùi xa một khoảng L bằng bao nhiêu kể từ mép bể mà vẫn thấy ảnh của ngọn đền do ánh sáng phản xạ trên mặt nớc. Bài 4 : ( 4 điểm ) Cho mạch điện nh hình vẽ. Trong đó U MN = 24V, R 1 = R 2 = 20 ; R 0 = 60 . Vôn kế V có điện trở rất lớn, đầu C có thể trợt dọc theo R 0 từ A đến B. Tìm vị trí của C để vôn kế chỉ: a) Số 0. b) Giá trị 2,4V. 5 R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 V A A B + - R 1 R 2 M N A B + - V Phòng giáo dục - đào tạo H u y ệ n t r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 1999 - 2000 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1 : Cho mạch điện nh hình vẽ, biến trở AB là một dây đồng chất, chiều dài l = 1,2m. Tiết diện ngang S = 0,1mm 2 , điện trở suất = 10 -6 m. Hiệu điện thế U MN không đổi, điện trở R 2 = 2 ; R 3 = 4 , các dụng cụ đo điện là lí tởng. a) Khi con chạy C ở vị trí trùng với điểm B thì ampe kế chỉ I 1 = 2A. Khi con chạy C trùng với điểm E ở điểm giữa A, B thì ampe kế chỉ I 2 = 3A. Tính hiệu điện thế U MN và điện trở R 1 b) Dịch chuyển con chạy C sao cho trùng với điểm A. Thay ampe kế bằng vôn kế, thì số chỉ của vôn kế bằng bao nhiêu? Bài 2: Cho hệ thống cân bằng nh hình vẽ 1. Thanh AB quay quanh bản lề tại A ( trọng lợng thanh AB coi không đáng kể). Đầu B đợc nối với sợi dây, vắt qua ròng rọc, nối với vật m 1 có khối lợng 100kg. Biết AO = 3m, OB = 6m, DC = 3m, DE = 5m. Dây song song với mặt phẳng nghiêng, ma sát không đáng kể. a) Tính khối lợng vật m 2 . b) Thực tế ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng không bỏ qua, ma sát ở ròng rọc vẫn bỏ qua. Biết hiệu suất mặt phẳng nghiêng là 80%. Khi đó ngời ta phải thay vật m 2 bằng vật m 3 có khối lợng bằng bao nhiêu để hệ thống cân bằng? Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng? 6 Đề chính thức C E m 1 D B O A m 2 R 1 R 2 R 3 E A B M N A C Bài 3 : Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ O 1 . Điểm B nằm trên trục chính và cách thấu kính 30cm. Thấu kính có tiêu cự f 1 = 10cm. Phía sau thấu kính O 1 đặt 1 thấu kính hội tụ O 2 có tiêu cự f 2 = 15cm, có trục chính trùng với trục chính của O 1 và cách O 1 một khoảng 35cm. Xác định vị trí và tích chất của ảnh cuối cùng của vật AB cho bởi hệ hai thấu kính. Vẽ hình. Phòng giáo dục - đào tạo H u y ệ n t r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2004 - 2005 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 5 điểm). Để đa một vật có khối lợng 200kg lên độ cao 10m, ngời ta dùng một mặt phẳng nghiêng dài l = 12m. lực kéo vật lúc này là F = 1900N. a) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng. b) Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng. Bài 2: ( 5 điểm) Hai gơng phẳng G1 và G2 đặt song song với nhau, có mặt phản xạ quay vào nhau và cách nhau một khoảng AB = d. Giữa hai gơng, trên đờng AB, ngời ta đặt một điểm sáng S, cách gơng G1 một khoảng SA = a. Xét 1 điểm O nằm trên đờng thẳng đi qua S và vuông góc với AB có khoảng cách OS = h. a) Vẽ đờng đi của một tia sáng xuất phát từ S, phản xạ lần lợt trên gơng G2 ( tại điểm H), trên gơng G1 ( tại điểm K), rồi truyền qua O. b) Tính khoảng cách từ H, K đến AB. Bài 3: ( 5 điểm). Có nhiều điện trở bằng nhau, mỗi chiếc ghi 5 - 2A. a) Hãy mắc các điện trở đó thành một mạch điện hỗn tạp có điện trở tơng đơng bằng 7 với số điện trở là ít nhất. b) Tính hiệu điện thế tối đa đợc phép đặt vào hai đầu mạch điện hỗn tạp vừa mắc đợc ở câu a). Bài 4: ( 5 điểm) 7 A B O S G 1 G 2 Cho mạch điện nh hình vẽ: R1 = 6 , UMN = 12V, các dụng cụ đo là lý tởng. a) Tìm số chỉ của ampe kế? b) Thay ampe kế bằng vôn kế ( lý tởng), thì thấy cờng độ dòng điện qua R1 bằng 1A. + Tính số chỉ của vôn kế. + Tính R2. Phòng giáo dục - đào tạo H u y ệ n t r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2005 - 2006 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 5 điểm). Một khối nớc đá hình lập phơng cạnh a, khối lợng riêng d. Khi thả vào trong nớc có khối lợng riêng D ( D > d), ngời ta thấy một phần khối nớc đá này nhô trên mặt nớc. Hãy tính độ cao của phần nớc đá ngập trong nớc ( bỏ qua hiện tợng dính ớt). áp dụng bằng số : a = 3cm, d = 900kg/m 3 , D = 1000kg/m 3 . Bài 2: ( 5 điểm) Để có 100kg nớc ở nhiệt độ 35 0 C, ngời ta đun sôi lợng nớc ở nhiệt độ 10 0 C rồi đổ vào lợng nớc ở nhiệt độ 15 0 C. a) Hỏi phải đun lợng nớc bao nhiêu và đổ vào bao nhiêu nớc ở nhiệt độ 15 0 C. b) nếu dùng bếp dầu đun sôi lợng nớc đó, thì phải cần bao nhiêu dầu để thực hiện đ- ợc công việc nói trên. Biết rằng năng suất toả nhiệt của dầu là 44.10 6 J/kg, nhiệt dung riêng của nớc là C = 4200J/kg. K và hiệu suất của bếp là 40%. Bài 3: ( 5 điểm). Cho mạch điện nh hình vẽ. Biết hiệu điện thế giữa A và B là U = 6V không đổi, R 1 = 2 , R 2 = 3 , R 3 = 6 . Nối C và D bằng một dây dẫn có điện trở không đáng kể. a) Tính dòng điện qua các điện trở R 1 , R 2 , R 3 và công suất toả nhiệt trên các trở. b) Nếu giữa dây nối CD ngời ta mắc vào một vôn kế có điện trở vô cùng lớn thì vôn kế sẽ chỉ giá trị bao nhiêu? Cực dơng của vôn kế phải đợc mắc vào điểm nào? 8 R 1 R 2 M N A R 3 R 1 R 2 A B C D + - Bài 4: ( 5 điểm) Có một ampe kế, một vôn kế, một nguồn điện có hiệu điện thế U, một điện trở có giá trị cha biết và các dây nối. Làm thế nào ta có thể xác định đợc giá trị của điện trở với độ chính xác cao nhất? Hãy trình bày cách làm của em? Phòng giáo dục - đào tạo H u y ệ n t r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2006 - 2007 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: Một thanh AB có trọng lợng P = 100N. a) Đầu tiên thanh đợc đặt thẳng đứng chịu tác dụng của một lực F = 200N theo ph- ơng ngang. Tìm lực căng của dây Ac. Biết AB = BC. b) Sau đó ngời ta đặt thanh nằm ngang gắn vào tờng nhờ bản lề tại B. Tìm lực căng của dây AC lúc này? ( AC = BC) Bài 2: a) Ngời ta rót vào khối nớc đá khối lợng m 1 = 2kg một lợng nớc m 2 = 1kg ở nhiệt độ t 2 = 10 0 C. Khi có cân bằng nhiệt, lợng nớc đá tăng thêm m' = 50g. Xác định nhiệt độ ban đầu của nớc đá. Biết nhiệt dung riêng của nớc đá là C 1 = 2000J/kg.K, của nớc là C 2 = 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với đồ dùng thí nghiệm. b) Sau đó ngời ta cho hơi nớc sôi vào bình trong một thời gian và sau khi thiết lập cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nớc là 50 0 C. Tìm lợng hơi nớc đã dẫn vào? Cho nhiệt hoá hơi của nớc là L = 2,3.10 6 J/kg. Bài 3: 9 A C B (b) F A C B (a) Một gơng phẳng hình tròn, có tâm I bán kính 10cm. Đặt mắt tại O trên trục Ix vuông góc với mặt phẳng gơng và cách mặt gơng một đoạn OI = 40cm. Một điểm sáng S đặt cách mặt phẳng gơng 120cm, cách trục Ix một khoảng 50cm. a) Mắt có nhìn thấy ảnh S' của S qua gơng không? Tại sao? b) Mắt phải dịch chuyển thế nào trên trục Ix để nhìn thấy ảnh S' của S? Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu của mắt đến vị trí mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S' của S qua gơng. Bài 4: Cho mạch điện nh hình vẽ: R 1 = 12 , R 2 = 5 , R 3 = 4 . Các dây nối không đáng kể. Hiệu điện thế U AB = 18V. Bỏ qua điện trở của ampe kế, tính số chỉ của các ampe kế? Phòng giáo dục - đào tạo H u y ệ n t r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2007 - 2008 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 5 điểm). 1) Một thau nhôm có khối lợng 0,5kg đựng 2kg nớc ở nhiệt độ 20 0 C. a) Thả vào thau nớc một thỏi đồng có khối lợng 200g lấy ở lò ra. Nớc nóng đến 21,2 0 C. Tìm nhiệt độ của bếp lò? Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nớc, đồng lần lợt là: C 1 = 880J/kg.K; C 2 = 4200J/kg.K; C 3 = 380J/kg.K. Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trờng. b) Thực ra trong trờng hợp này, nhiệt lợng toả ra mối trờng là 10% nhiệt lợng cung cấp cho thau nớc. Tìm nhiệt độ thực sự của bếp lò? c) nếu tiếp tục bỏ vào thau nớc một thỏi nớc đá có khối lợng 100g ở 0 0 C. Nớc đá có tan hết không? Tìm nhiệt độ cuối cùng của hệ thống hoặc lợng nớc đá còn sót lại nếu không tan hết? Biết nhiệt nóng chảy của nớc đá là = 3,4.10 5 J/kg. Bài 2: ( 5 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ: U = 12V; R 2 = 3 ; R 1 = 1,5R 4 ; R 3 = 6 . Điện trở của các dây nối không đáng kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. a) Biết vô kế chỉ 2V, tính cờng độ dòng điện mạch chính, c- ờng độ dòng điện qua các điện trở R 2 ; R 3 . b) Tính giá trị các điện trở R 1 ; R 4 . c) Thay vôn kế bằng một ampe kế có điện trở không đáng kể. Tính số chỉ của ampe kế. Bài 3: ( 6 điểm). 10 R 1 R 2 R 3 R 4 A 2 A B + - A 1 R 2 R 3 R 1 R 4 A B + - V [...]... điểm) A B Cho hệ ròng rọc nh hình vẽ, vật m2 = 20kg a) Xác định khối lợng vật m1 để hệ thống cân bằng? Tính hợp lực tác dụng lên thanh đỡ AB khi đó? b) Để vật m2 lên cao 50cm thì vật m1 phải di chuyển một m1 đoạn bao nhiêu? m2 Phòng giáo dục - đào tạo Huyện trực ninh đề thi khảo sát môn vật lý 8 Năm học: 2004 - 2005 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: Cùng một lúc có hai xe xuất... Tính hiệu điện thế tối đa đợc phép đặt vào hai đầu mạch điện hỗn tạp vừa mắc đợc ở câu a) Bài 4: ( 5 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ: R1 = 6 , UMN = 12V, các dụng cụ đo là lý tởng a) Tìm số chỉ của ampe kế? b) Thay ampe kế bằng vôn kế ( lý tởng), thì thấy cờng độ dòng điện qua R1 bằng 1A + Tính số chỉ của vôn kế + Tính R2 12 ... điểm A và B cách nhau 60km, chúng chuyển động cùng chiều từ A đến B Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v1 = 30km/h, xe thứ hai khởi hành từ B với vận tốc v2 = 40km/h ( cả hai xe chuyển động thẳng đều) a) Tính khoảng cách giữa hai xe sau 1 giờ kể từ lúc xuất phát b) Sau khi xuất phát đợc 1 giờ 30 phút Bài 2: ( 5 điểm) Hai gơng phẳng G1 và G2 đặt song song với nhau, có mặt phản xạ quay vào nhau và . Huyện trực ninh đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 199 8 - 199 9 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1 : Hai. r ự c n i n h đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 199 9 - 2000 Bộ môn: Vật lý lớp 9 ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1 : Cho