Đề thi HSG Lớp 9 môn Vật lí - Trường THCS Yên Phong (Có đáp án)

ng kể. Khi điều chỉnh Rx = Rxo = 20W thì số chỉ vôn kế V1 gấp 1,2 lần số chỉ vôn kế V2 và ampe kế A chỉ 0,1A. 
a. Hãy tìm công suất tiêu thụ của đoạn mạch AB khi Rx = 20W và giá trị các điện trở R1, R2.
b. Thay đổi Rx để công suất tiêu thụ trên Rx đạt cực đại. Tìm Rx và giá trị công suất cực đại này. 
c. Rx có giá trị nằm trong khoảng nào để dòng điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D? 
Câu 3. (2,0 điểm)
Một tia sáng bất kỳ SI chiếu đến một quang hệ, sau đó ló ra khỏi hệ theo phương song song và ngược chiều với tia tới như hình vẽ. Biết quang hệ đó chỉ có hai dụng cụ và cấu tạo từ các loại dụng cụ quang học đơn giản (gương phẳng, thấu kính hội tụ).
a. Quang hệ gồm hai dụng cụ nào, cách bố trí các dụng cụ đó.
b. Có thể tịnh tiến tia tới SI (tia tới luôn song song với phương ban đầu) sao cho tia ló JK trùng với tia tới được không? Nếu có thì tia tới đi qua vị trí nào của hệ.
A
B
M
N
O
Câu 4: (2,5 điểm)
Thanh AB đồng chất, tiết diện đều có chiều dài l và trọng lượng P = 3(N) được treo bởi hai sợi dây nhẹ không giãn OM và BN như hình vẽ. Biết OA = . Khi hệ cân bằng thì thanh AB nằm ngang, còn hai dây treo đều có phương thẳng đứng.
a. Tìm lực căng của các sợi dây?
b. Một chú chim chích bông có khối lượng m bay đến, nhẹ nhàng đậu vào đầu A của thanh. Biết dây OM chịu được lực căng lớn nhất là T01 = 2,5(N), dây BN chịu được lực căng lớn nhất là T02 = 1,5(N). Tìm điều kiện của m để vị trí cân bằng của thanh không bị thay đổi so với lúc ban đầu.
Câu 5. (1,0 điểm)
Hãy trình bày phương án thực nghiệm xác định giá trị của 3 điện trở R1, R2, R3 với các dụng cụ sau đây: 1 nguồn điện có hiệu điện thế không đổi và chưa biết giá trị, 1 điện trở có giá trị R0 đã biết, 1 ampe kế có điện trở chưa biết, 3 điện trở cần đo R1, R2, R3, Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể. Chú ý: Để không làm hỏng dụng cụ đo thì không được mắc ampe kế song song với bất cứ dụng cụ nào.
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học: 2018 - 2019
MÔN: VẬT LÍ
(Hướng dẫn chấm gồm 06... = m.10 Vchìm. Dn = 
 Vchìm = 
0,25 điểm
Mực nước sau cân bằng nhiệt là : 
Nước trong bình đã dâng lên thêm là: 
= 7(cm)
0,25 điểm
2
(2,5 điểm)
a. (1,0 điểm)
- Gọi số chỉ các Vôn kế V1 và V2 lần lượt là U1 và U2 ta có: 
và U1 + U2 = U = 22V => U1 = 12V ; U2 = 10V
RAB = R12 + R3X (3)
Từ (1), (2) và (3) suy ra: R12 = 12W và RAB = 22W.
0,25 điểm
- Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB là: .
- Cường độ dòng điện trong mạch chính là: I = 
Suy ra: I3 = Ix = = 0,5 (A) .
0,25 điểm
- Nếu dòng điện qua A có chiều từ C đến D thì: 
I1=IA + I3 = 0,6A (4) và I2 = IX - IA = 0,4A (5). 
Từ (4) và (5) suy ra: và .
0,25 điểm
- Nếu dòng điện qua A có chiều từ D đến C thì làm tương tự ta có: 
R1 = 30W và R2 = 20 W.
0,25 điểm
b. (1,0 điểm)
- Công suất tiêu thụ trên RX khi biến trở thay đổi giá trị là: .
- Mặt khác ta lại có: ; 
Từ (6), (7) và (8) suy ra:
0,5 điểm
Ta tìm thấy PX lớn nhất khi : 
Khi đó PXmax = 6,3W
0,5 điểm
c. (0,5 điểm)
* Trường hợp: R1 =30 W:
Cường độ dòng điện qua ampe kế có độ lớn là: 
IA = = 
Với: R3x = 
Thay số ta có biểu thức: IA = 
+ Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì:
> 0 khi .
0,25 điểm
* Xét trường hợp R1 = 20:
Tương tự ta có: IA = .
+ Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì:
 suy ra: 0 .
0,25 điểm
3
(2,0 điểm)
a. (1,0 điểm)
Vì sau khi ra khỏi hệ thì tia ló truyền theo chiều ngược lại nên trong hệ chắc chắn phải có gương. Suy ra quang hệ trong hộp kín sẽ là một trong hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: Trong hệ có hai gương phẳng
Ta có	
Vậy hai gương đặt vuông góc với nhau.
0,5 điểm
Trường hợp 2: Hệ gồm 1 thấu kính và một gương phẳng
Vì tia SI//JK nên điểm tới gương phải nằm trên tiêu diện của thấu kính. 
Như vậy gương phải đặt trùng tiêu diện của thấu kính.
0,5 điểm
b. (1,0 điểm)
Hoàn toàn có thể xảy ra ở cả 2 trường hợp
Trường hợp 1: Để tia SI trùng với JK thì MN = 0 tia tới phải đi tới O.
 Điều này có thể làm được khi tịnh tiến SI tới đường nét đứt
0,5 điểm
Trường hợp 2...i B, khi thanh cân bằng ta có:
 P.BG + P’.BA = T’1.BO 
 P. + 10.m.l = T’1. 
 2P + 40m = 3T’1
0,25 điểm
Khi thỏa mãn điều kiện ta luôn có: 
 0 0) (1) 
0,25 điểm
* Tương tự, chọn trục quay tại O, khi thanh cân bằng ta có:
 P’.OA + T’2.OB = P.OG
 10.m. + T’2. = P. 
 10m + 3T’2 = P 
0,25 điểm
Khi thỏa mãn điều kiện ta luôn có: 
 0 0) (2) 
0,25 điểm
* Từ (1) và (2) m ≤ 0,0375(kg) hay m ≤ 37,5(g)
0,25 điểm
5
(1,0 điểm)
A
+
-
R1
+ Lần 1 : mắc R1 vào mạch điện như hình vẽ thì ampe kế A chỉ giá trị I1
Có : I1 = => R1 = - RA (1)
A
+
-
R2
+ Lần 2 : mắc R2 vào mạch điện như hình vẽ thì ampe kế A chỉ giá trị I2
Có : I2 = 
=> R2 = - RA (2)
A
+
-
R3
+ Lần 3 : mắc R3 vào mạch điện như hình vẽ thì ampe kế A chỉ giá trị I3
Có : I3 = => R3 = - RA (3)
A
+
-
R1
R2
R3
+ Lần 4 : mắc R1, R2, R3 vào mạch điện như hình vẽ thì ampe kế A chỉ giá trị I4
Có : I4 = 
=> R1 + R2 + R3 = - RA (4)
Từ (1), (2), (3), (4) => RA = (5)
+ Lần 5 : mắc R0 vào mạch điện như hình vẽ thì ampe kế A chỉ giá trị I0
Có : I0 = => RA = - R0 (6)
A
+
-
R0
Từ (5), (6) ta có :
 U = (7)
0,75 điểm
Thay (6) vào (1), (2), (3) ta thu được các giá trị của điện trở : 
R1 = U+ R0 ; R2 = U+ R0 ; 
R3 = U+ R0 
0,25 điểm
* Chú ý: Nếu học sinh làm theo các cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa
Giáo viên ra đề
Hoàng Quốc Tuấn – THCS Yên Phong – Yên Mô
Nguyễn Phương Nam – THCS Yên Nhân – Yên Mô