Đề thi chọn đội dự tuyển chính thức môn Vật lí Lớp 9 - Năm học 2023-2024 (Có đáp án)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT


KỲ THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN CHÍNH THỨC
NĂM HỌC 2023-2024
Môn thi: Vật Lý 
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề thi này có 05 câu, gồm 02 trang
Câu 1(4,0 điểm)
1. Có ba vật I, II và III xuất phát cùng lúc, chuyển động cùng chiều trên cùng một đường thẳng với vận tốc không đổi lần lượt là v1= 6 m/s, v2= 4 m/s, v3= 10 m/s. Vật I và vật III xuất phát tại A để đuổi theo vật II xuất phát tại B. Biết AB= 360m.
a. Vật I đuổi kịp vật II tại vị trí cách A bao nhiêu mét?
b. Tính thời gian vật III đã đi kể từ khi xuất phát cho tới khi cách đều hai vật còn lại.
c. Khi vật III đuổi kịp vật II thì vật III quay ngay trở lại. Tính quãng đường vật III đã đi được kể từ khi xuất phát cho đến khi gặp lại vật I.
2. Hai quả cầu A, B có trọng lượng bằng nhau nhưng làm bằng hai chất khác nhau, được treo vào hai đầu của một đòn cứng có trọng lượng không đáng kể có độ dài là l = 84 cm. Lúc đầu đòn cân bằng. Sau đó đem nhúng cả hai quả cầu ngập trong nước. Người ta thấy phải dịch chuyển điểm tựa đi 6 cm về phía B để đòn trở lại thăng bằng. Tính trọng lượng riêng của chất làm quả cầu B. Biết trọng lượng riêng của chất làm quả cầu A là dA = 3.104 N/m3, của nước là dn = 104 N/m3.
Câu 2(4,0 điểm)
Cho hai bình cách nhiệt hoàn toàn với môi trường bên ngoài. Người ta đổ vào mỗi bình 300g nước, nước trong bình 1 và bình 2 có nhiệt độ lần lượt là t01= 55,60C và t02= 300C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước với bình và sự tỏa nhiệt ra môi trường.
a. Lấy 100g nước từ bình 1 đổ sang bình 2. Tính nhiệt độ của nước ở bình 2 khi cân bằng nhiệt.
b. Từ trạng thái cân bằng nhiệt của bình 2, lấy ra 100g nước rồi đổ sang bình 1. Tính nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt ở bình 1 và hiệu nhiệt độ giữa hai bình khi đó.
c. Coi quá trình lấy 100g nước từ bình 1 đổ sang bình 2, rồi lấy 100g nước từ bình 2 đổ trở lại bình 1 là một lượt đổ. Tính số lượt đổ tối thiểu để hiệu nhiệt độ giữa hai bình khi cân bằng nhiệt nhỏ hơn 0,30C. 
Câu 3(4,0 điểm)
R3
R4
A
B
A
C
D
R5
R2
+
-
R1
Cho mạch điện như hình vẽ.
Nguồn điện có hiệu điện thế UAB= 2V không đổi,
R1= 0,5Ω, R2= 2Ω, R3= 6Ω, 
R4= 1Ω, R5 là một biến trở. Bỏ qua 
điện trở của ampe kế và dây nối.
a. Điều chỉnh sao cho R5= 1Ω, 
xác định số chỉ của ampe kế.
b. Tìm R5 để số chỉ của ampe kế là 0,1A và dòng điện 
qua nó có chiều từ C đến D.
c. Tìm R5 để công suất tiêu thụ trên R5 là lớn nhất.
Câu 4(4,0 điểm)
Hai gương G1, G2 có mặt phản xạ hướng vào nhau hợp với nhau góc a như hình vẽ. Tính số đo góc a trong mỗi trường hợp sau: 
a. Tia tới SI song song với gương G2 lần lượt phản xạ qua các gương G1, G2. Tia phản xạ qua gương G2 song song với gương G1.
b. Tia tới SI song song với gương G2 sau khi phản xạ lần lượt qua các gương G1, G2, G1 , G2, G1 thì tia phản xạ cuối cùng trùng với tia SI.



Câu 5(4,0 điểm)
a. Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi. Cho các dụng cụ sau: lực kế, sợi dây
( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước. Biết viên sỏi bỏ lọt và ngập trong bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0.
b. Cho một nguồn điện không rõ hiệu điện thế, một điện trở R chưa rõ giá trị, một ampe kế và một vôn kế loại không lí tưởng. Hãy trình bày cách xác định điện trở của R, của ampe kế và của vôn kế. Chú ý tránh những cách mắc có thể làm hỏng ampe kế.
 ----------- Hết -----------
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM


KỲ THI CHỌN ĐỘI DỰ TUYỂN CHÍNH THỨC
NĂM HỌC 2023- 2024. 
Môn thi: Vật Lý 
.
.
.
A
B
C
Câu
Ý
NỘI DUNG
Điểm
1
(4,0đ)
1.a
(0,75đ)
Sau khoảng thời gian t1, vật I đuổi kịp vật II tại C.
Ta có AC= v1t1; BC= v2t1
0,25
Þ AC – BC= AB Þ ( v1 – v2)t1= AB
Þ t1= ABv1-v2=3606-4=180(s)

0,25
Vật I đuổi kịp vật II tại vị trí cách A là: AC= 6.180= 1080(m)
0,25
1.b
(0,75đ)
.
.
.
A
B
M
.
.
P
N
Sau thời gian t2 vật III cách đều vật I và II. Khi đó vị trí các vật I, II và III lần lượt là M, N, P.
AM= v1.t2= 6t2; AN= AB + v2t2= 360 + 4t2
AP= v3.t2= 10t2
Ta có: MP = PN
0,25
Þ AM-AP= AN-AP 
Þ 6t2-10t2= 360+4t2-10t2 Þ t2=36(s)t2=180(s)
.
.
.
A
B
D

0,5
1.c
(0,5đ)
Sau thời gian t3 vật III đuổi kịp vật II tại D, ta có:
AD= v3t3; BD= v2t3; Þ AD – BD = AB Þ ( v3 – v2)t3 = AB
Þ t3= ABv3-v2=36010-4= 60(s)
0,25
Khoảng cách giữa vật I cách vật III: 
L= ( v3 – v2)t3= (10 – 6).60= 240(m)
Thời gian kể từ khi vật III quay lại cho đến khi vật III gặp lại vật I là:
Δt= Lv3+v1=24010+6= 15(s)
Quãng đường vật III đã đi được là: 
s= v3( t3+ Δt)= 10(60+15)= 750(m)
0,25
2
(2,0đ)
Vì trọng lượng hai quả cầu cân bằng nhau nên lúc đầu điểm tựa O ở chính giữa đòn: OA=OB=42cm. 
Khi nhúng hai quả cầu vào nước thì điểm tựa là O' ta có: 
O'A = 48 cm; O'B =36 cm 
FA1
P
P
O
O’
B
A
FA2
0,5
0,5
Lực đẩy Ác si met tác dụng lên hai quả cầu là: 
Hợp lực tác dụng lên đầu A là : P – FA1
Hợp lực tác dụng lên đầu B là : P – FA2
Đòn bẩy cân bằng nên ta có:
(P – FA1). O’A = (P – FA2).O’B 
0,5
Thay các giá trị vào ta được :
ó
ó (N/m3) 
Vậy trọng lượng riêng của quả cầu B là: dB = 9.104 (N/m3) 
0,5
2
(4,0đ)
2.a
(1,5đ)
Gọi nhiệt dung riêng của nước là c, lượng nước chuyển là Δm= 0,1kg.
Sau lần đổ thứ nhất gọi nhiệt độ bình 2 là t1.
0,5

Phương trình cân bằng nhiệt đối với bình 2 là:
mc(t1 – t02) = Δm.c(t01 – t1)
0,5
Þ t1= mt02+Δmt01m+Δm=0,3.30+0,1.55,60,3+0,1= 36,40C
0,5
2.b
(1,5đ)
Sau lần đổ thứ hai gọi nhiệt độ bình 1 là t2.
Phương trình cân bằng nhiệt đối với bình 1 là:
Δm.c(t2 – t1)= c(m – Δm)(t01 – t2) 
0,5
Þ t2= (m- Δm)t01+Δmt1m=(0,3-0,1).55,6+0,1.36,40,3= 49,20C
0,5
Hiệu nhiệt độ hai bình là: t2 – t1= 49,2 – 36,4= 12,80C
0,5
2.c
(1,0đ)
Đặt t1= mt02+Δmt01m+Δm = kt01+t02k+1 với k = Δmm < 1
t2= (m- Δm)t01+Δmt1m = kt1 + (1 – k)t01 = kt02+t01k+1 
Sau lượt đổ thứ nhất: t2 – t1 = (t01 – t02)1-k1+k 
 
0,25
Dễ dàng thấy rằng hiệu nhiệt độ của hai bình sau lượt đổ thứ hai là: t4 – t3 = (t2 – t1)1-k1+k= (t01 – t02)(1-k)2(1+k)2
0,25
Sau n lượt đổ thì hiệu nhiệt độ 2 bình là:
t2n – t2n-1 = (t01 – t02)(1-k)n(1+k)n
0,25
Thay số ta được: t2n – t2n-1 = 25,62n < 0,3
Suy ra nmin= 7
0,25
3
(4,0đ)
3.a
(1,5đ)
Mạch có dạng: R1nt[(R2 // R3) nt (R4 // R5)] 
Rtđ = R1 + R2R3R2+R3 + R4R5R4+R5 = 2,5(Ω)
0,25
Cường độ dòng điện mạch chính: I = URtđ = 0,8(A)

0,25
Cường độ dòng điện qua R3 là: I3 = IR2R2+R3 = 0,2(A)
0,25
Cường độ dòng điện qua R5 là: I5 = IR4R4+R5 = 0,4(A)

0,25
Do I3 < I5 nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D:
IA = I5 – I3 = 0,4 – 0,2 = 0,2(A)
0,5
3.b
(1,5đ)
Đặt R5 = x
Rtđ= 2 + xx+1 = 3x+2x+1
0,25
Cường độ dòng điện mạch chính: I = URtđ = 2(x+1)3x+2

0,25
Cường độ dòng điện qua R3 là: I3 = IR2R2+R3= (x+1)2(3x+2)

0,25
Cường độ dòng điện qua R5 là: I5 = IR4R4+R5= 23x+2

0,25
Để dòng điện qua ampe kế có chiều từ C đến D thì I5 > I3
Þ 23x+2 > (x+1)2(3x+2) Þ 0 ≤ x<3Ω

0,25
IA = I5 – I3 = 3-x2(3x+2) = 0,1 Þ x= 138Ω= 1,625Ω (thỏa mãn)

0,25
3.c
(1,0đ)
Công suất tiêu thụ trên R5 là: 
P5 = I52R5 = 4x(3x+2)2
0,25
P5 = 4x9x2+12x+4 = 49x+4x+12
0,25
Áp dụng bất đẳng thức côsi ta có: 
9 x+4x ≥ 29x.4x = 12 Þ P5 ≤ 412+12=16
0,25
Dấu “=” xẩy ra khi 9 x= 4x Þ x= 23Ω
Vậy khi x= 23Ω thì P5max = 16(W)
0,25
4
(4,0đ)
4.a
(2,0đ)


0,5
Có ÐI1 = ÐI2 theo tính chất của gương phẳng
 ( định luật phản xạ)
 Có ÐI1 = ÐO (SI// G2) Þ ÐO = ÐI2.
0,5
Tương tự ÐO = ÐJ1
 ÞD OIJ đều.
0,5
Þ ÐI2 + ÐJ1 + ÐO = 1800 Þ 3ÐO = 1800 Þ a = ÐO = 600.
0,5
4.b
(2,0đ)
Vì tia phản xạ cuối cùng trùng với tia IS nên JK vuông góc với G1
 
0,5
 Vì SI // G2 nên tương tự câu a, ta có ÐO = ÐI2 
0,25
 Kẻ pháp tuyến tại J có ÐJ1=ÐJ2.
0,25
 ÐJ1 = ÐO (Cùng phụ với ÐJ3)
0,25
 ÐJ1+ÐJ2+ÐI2 = 900 
0,25
 Þ 3ÐO = 900 Þ ÐO = 300 hay a = 300
0,5
5
(4,0đ)
5.a
(2,0đ)
Buộc viên sỏi bằng sợi dây rồi treo vào móc lực kế để xác định trọng lượng P của viên sỏi ngoài không khí .
0,25
Nhúng cho viên sỏi này ngập trong nước, lực kế chỉ giá trị P1
0,25
Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 ( với FA = V.do)
0,25
Xác định thể tích của vật : V= 
0,25
Xác định trọng lượng riêng của viên sỏi :
 d = 
0,5
với d= 10D; d0= 10D0Þ D = ( *)
Từ đó xác định được khối lượng riêng của viên sỏi D bằng công thức (*)
0,5
5.b
(2,0đ)
A
V
R
Mắc mạch điện như hình vẽ:
0,25
Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U1, còn số chỉ ampe kế là I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA=
0,25
A
V
R
Để xác định điện trở của vôn kế, ta mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ.
0,25
Số chỉ của ampe kế và vôn kế là I2 và U2. Khi đó điện trở của vôn kế là: RV=
0,25
Mắc lại mạch điện như hình:
A
V
R
Vôn kế chỉ U3, ampe kế chỉ I3. 
0,25
Vì U3=I3(RA+R) = I3 (+R)
0,5
Vậy giá trị của R là R= -
0,25