Đề thi khảo sát đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý Lớp 9 - Đề 40 - Năm học 2017-2018 - Trường THCS Sông Lô (Có đáp án)

TRƯỜNG THCS SÔNG LÔ
ĐỀ 40
 ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9
NĂM HỌC: 2017 – 2018
Môn thi: vẬT LÝ
(Thời gian làm bài: 120 phút)
Câu 1.Hình 1
h1
h2
S1
S2
 Một chiếc cốc hình trụ có diện tích đáy . Gắn chiếc nến vào đáy cốc. Trọng lượng của nến và cốc lần lượt là và P1. Đặt cốc vào bình hình trụ có diện tích đáy , đáy bình nằm ngang rồi rót nước vào bình. Khi mực nước trong bình là thì phần cốc ngập trong nước là (Hình 1). Đốt nến và theo dõi mực nước trong bình. Biết phần nến bị cháy bay hơi vào không khí và trọng lượng của phần nến còn lại giảm đều theo thời gian. Nến cháy hết trong thời gian phút. Bỏ qua ảnh hưởng gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ khi nến cháy, cốc luôn thẳng đứng, trọng lượng riêng của nước là . Xác định.
 a. Trọng lượng P1 của cốc.
 b. Mực nước trong bình khi nến cháy hết.
 c. Biểu thức mô tả sự phụ thuộc của áp suất nước lên đáy bình theo thời gian.
 d. Tốc độ di chuyển của cốc so với đáy bình khi nến đang cháy.
Câu 2.Một bình chứa hình trụ, thành mỏng, có chiều cao , diện tích đáy đặt trên mặt bàn nằm ngang. Đổ vào bình 1 lít nước ở nhiệt độ . Thả vào bình một khối trụ đồng tính khối lượng m, diện tích đáy , chiều cao và nhiệt độ . Khi cân bằng nhiệt được thiết lập thì đáy dưới của khối trụ song song và cách đáy của bình một đoạn x = 4cm nhiệt độ nước trong bình là . Bỏ qua sự nở vì nhiệt, sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường xung quanh. Biết khối lượng riêng của nước , nhiệt dung riêng của nước và chất làm khối trụ lần lượt là và . Xác định: 
 a. Khối lượng m của khối trụ.
 b. Nhiệt độ ban đầu của khối trụ.
 c. Khối lượng tối thiểu của vật phải đặt lên khối trụ để khi cân bằng thì khối trụ chạm đáy bình. 
A
B
·
·
·
·
·
R1
R2
R3
R4
·
C
D
U
Hình 2
Câu 3. Cho mạch điện như hình 2. Hiệu điện thế đặt vào hai đầu A, B có giá trị U không đổi. Biết . 
 1. Mắc vào hai điểm B, D một ampe kế lí tưởng. Hãy tính: 
 a. Điện trở tương đương của đoạn mạch AB theo R0.
 b. Số chỉ của ampe kế theo U và R0. 
 2. Tháo ampe kế ra khỏi B, D. Dùng vôn kế có điện trở r0 lần lượt đo hiệu điện thế giữa hai đầu các điện trở R1, R2 thì số chỉ vôn kế tương ứng là UV1, UV2. Tính tỉ số UV1/UV2.
Hiệu điện thế
UAC
UCB
UAD
UDC
Giá trị
24V
26V
10V
10V

 3. Dùng vôn kế trên đo hiệu điện thế giữa hai đầu A, B thì số chỉ vôn kế là 100V. Sau đó lần lượt đo hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thì thu được số liệu như bảng bên. Biết rằng trong các số liệu ở bảng bên có một giá trị bị ghi sai. 
 a. Tính tỉ số R0/r0.
 b. Giá trị hiệu điện thế nào ở bảng trên bị sai? Giá trị đúng của nó là bao nhiêu? 
 Câu 4. Một thanh đồng chất có tiết diện đều được thả vào trong một chất lỏng có khối lượng riêng D. Một đầu của thanh được buộc với một vật có thể tích V bằng một sợi dây 
Hình 3
mảnh không co dãn. Khi có cân bằng thì chiều dài của thanh chìm trong
 chất lỏng, (hình 3).
 a. Tìm khối lượng riêng của thanh đó.
 b. Cho trọng lượng của thanh là P. Tìm khối lượng riêng của vật và lực 
căng T của sợi dây. 
Câu 5. Hai gương phẳng AB và CD đặt song song cách nhau một đoạn a = 10 cm và có mặt phản xạ hướng vào nhau. Điểm sáng S đặt cách đều hai gương, mắt người quan sát đặt tại M cách đều hai gương như hình vẽ. Biết AB = CD = 70 cm, SM = 80 cm. 	 
Xác định số ảnh của S mà người quan sát thấy được? A B
Vẽ đường đi của tia sáng từ S đến M sau khi phản xạ S M
 trên gương AB hai lần và trên gương CD một lần? Nêu cách vẽ? C D
Câu 6.Cho các linh kiện, thiết bị: một điện trở có giá trị đã biết, một biến trở có điện trở phân bố đều theo chiều dài, một điện trở , một ampe kế có điện trở, một nguồn điện (chưa biết hiệu điện thế), dây dẫn, một thước đo chiều dài. Hãy nêu một phương án thí nghiệm để xác định giá trị của điện trở Rx.
ĐKCB: 
Khi nến cháy hết, cốc bị ngập trong nước là , mực nước trong bình là .
ĐKCB: 
Do thể tích nước không đổi nên: 
Tại thời điểm t, cốc bị ngập trong nước là , mực nước trong bình là .
ĐKCB: 
Do thể tích nước không đổi nên: 
Thay ở trên vào và thay số ta được: 
Áp suất nước tác động lên đáy bình là:

Sau thời gian t, cốc dịch chuyển đoạn:
 

Giả sử khi thả khối trụ vào bình thì nước chưa tràn ra ngoài (y < h1 - x = 16cm).
 (thỏa mãn)
Điều kiện cân bằng cho khối trụ:
x
y
 
Bảo toàn năng lượng: 

Khi khối trụ chạm đáy thì thể tích của phần bình xung quanh khối trụ còn là:
® thể tích phần trụ chìm trong chất lỏng là: 
ĐKCB cho khối trụ: 

A
B
·
·
C
·
R1
R2
R4
R3
Do RA=0 nên chập B trùng D. 
Xét tại nút B có: 
 ® , ®
·
A
·
·
C
B
V
R1
R3
R4
R2
Mắc vôn kế vào AC ta được mạch:
·
A
·
·
C
B
V
R1
R3
R4
R2
Mắc vôn kế vào CB ta được mạch:
 
Do vai trò của điện trở R3, R4 là như nhau nên các HĐT đo trên các điện trở này được đo đúng. Khi Vôn kế mắc song song với R3 ta có mạch sau:
·
A
·
·
C
B
V
R2
R1
R3
R4
D
Thay U=100V và UR3=10V vào ta được: 
Theo kết quả phần 2 ta được: 
®HĐT đo trên điện trở R2 bị đo sai. Giá trị đúng là: 
 
a. Tìm khối lượng riêng của thanh: 
 * Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ
A
G
P
I
FA
T
Gọi thể tích, khối lượng riêng của thanh lần lượt là V0, D0. Trọng tâm của thanh là G, trung điểm của phần thanh ngập trong nước là I. 
* Chọn A làm điểm tựa cho đòn bẩy, ta có: 
* Khai triển 
Vậy khối lượng riêng của thanh là: D0 = 
b. Cho trọng lượng của thanh là P. Tìm khối lượng riêng của vật và lực căng T của sợi dây:
* Tìm sức căng T: Chọn I làm điểm tựa, ta có: 
 . Vậy sức căng T của sợi dây là T = 
* Gọi D1, P1 là khối lượng riêng và trọng lượng của vật. Tìm D1 :
 Ta có: T + FA = P1 + 10D.V = 10D1V 
* Khai triển P + 20DV = 20D1V 
Vậy: Khối lượng riêng của vật là: 

a .Xét ánh sáng đi từ S tới AB trước ta có sự tạo ảnh như sau: Sn
S	S1	S2	S3  Sn 
Ta có:SS1 = a
 SS2 = 2a	 S1	A	 K B
 SS3 = 3a	 S	M
 .	
 SSn = na	C D 
Mắt nhìn thấy ảnh Sn khi ánh sáng phản xạ trên AB 	S2
tại K đi vào mắt và AK AB.
SnSM Sn AK
 suy ra n = 4
 Xét ánh sáng đi từ S tới CD trước ta có kết quả tương tự.
 Vậy mắt đặt tại M nhìn thấy 2n = 8 ảnh của S	S3
Vẽ hình:
	S1 I1 	K
	S	M	
 Nêu cách vẽ:
Lấy S1 đối xứng với S qua AB
Lấy S2 đối xứng với S1 qua CD
Lấy S3 đối xứng với S2 qua AB
Nối S3 với M cắt AB ở K
Nối S2 với K cắt CD ở I2
Nối S1 với I2 cắt AB ở I1
Nối S , I1 , I2 , K , M ta được đường đi của tia sáng từ S tới M sau khi phản xạ trên gương AB hai lần và trên gương CD một lần.
Giải thích được đường đi của tia sáng : SI1I2KM