Đề 07 kiểm tra môn vật lý lớp 9

ĐỀ 07
Câu 1 (2,0 điểm): Ở trạm vũ trụ A trên mặt đất có một phi thuyền vừa rời bệ phóng với vận tốc v1 = 275m/s và cứ bay thẳng đứng lên trên bầu trời với vận tốc đó. Sau 1 giờ bay, phi thuyền đến vị trí M thì đột ngột giảm vận tốc xuống còn v2 = 205m/s nhưng vẫn giữ nguyên hướng chuyển động. Coi trái đất là hình cầu có bán kính R = 6400km. Bỏ qua ảnh hưởng của mây, khói, bụi...trên bầu khí quyển. 
 a. Tại vị trí M, từ phi thuyền có thể quan sát được vùng mặt đất có chu vi lớn nhất bằng bao nhiêu?
 b. Tính thời gian phi thuyền bay từ vị trí M đến vị trí có thể quan sát được vùng mặt đất có chu vi lớn nhất bằng 28420km.
Câu 2 (2,0 điểm): Dây nhôm được dùng trong việc truyền tải điện năng. Để đảm bảo an toàn, nhà sản xuất phải tính toán sao cho khi tải điện thì nhiệt độ của dây tải cao hơn nhiệt độ của môi trường xung quanh không quá 10,5oC. Biết công suất tỏa nhiệt từ dây tải ra môi trường tỉ lệ thuận với diện tích xung quanh của dây tải và tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ giữa dây tải với môi trường theo hệ số tỉ lệ k = 0,25(W/m2K). Cho điện trở suất của nhôm là = 2,8.10-8 m. Để tải dòng điện có cường độ I = 20A thì nhà sản xuất phải làm dây nhôm có đường kính tiết diện nhỏ nhất bằng bao nhiêu?
Câu 3 (2,0 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?
A
B
M
N
O
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 4 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện thế U giữa hai điểm A và B không đổi. Các điện trở R2 = R3 = R4 = R; R1 = 3R; Rx là biến trở. 
 a. Điều chỉnh biến trở Rx đến giá trị sao cho công suất tỏa nhiệt trên điện trở R1 là P1 = 12W. Tính công suất tỏa nhiệt trên điện trở R4 khi đó.
 b. Tính giá trị của Rx theo R để công suất tỏa nhiệt trên Rx là lớn nhất.
A
R1
R2
R3
R4
Rx
B
C
D
ĐÁP ÁN 07
CÂU
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
Câu 1
2 điểm
* Chu vi của vùng mặt đất rộng nhất có thể quan sát 
được chính là chu vi của hình tròn bán kính IH.
a. Độ cao của vị trí M so với mặt đất là:
 AM = v1.t1= 990000(m) = 990(km)
 OM = OA + AM = 7390(km)
Chu vi: C1Max = 2R1 = 20096(km)
b.
 MN = ON - OM =1661(km)
 8102(s) = 2,25(h)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 2
2 điểm
* Xét một đoạn dây dẫn có chiều dài l, đường kính tiết diện là d, tải dòng điện có cường độ I. Khi ổn định thì hiệu nhiệt độ giữa dây và môi trường là .
- Diện tích tiết diện của dây là: .
- Điện trở của dây là: .
* Công suất nhiệt do hiệu ứng Jun sinh ra trên dây là: 
 . 
- Diện tích xung quanh của dây là: .
* Công suất tỏa nhiệt ra môi trường là: 
 .
* Ta có:
 d 0,012(m) = 1,2(cm) .Vậy dmin = 1,2(cm).
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 3
2 điểm
* Vì thanh AB đồng chất, tiết diện đều nên trọng 
tâm G của nó ở giữa thanh.
Ta có: GA = GB = ; OA = OG = ; OB = 
G
A
B
M
N
O
T1
P
T2
a. Thanh AB chịu tác dụng của các lực:
 - Trọng lực P.
 - Lực căng T1 của dây OM.
 - Lực căng T2 của dây BN.
* Chọn trục quay tại B, khi thanh cân bằng ta có:
 T1. BO = P.BG T1. = P. T1 = 2(N).
* Chọn trục quay tại O, khi thanh cân bằng ta có:
 T2.OB = P.OG T2. = P. T2 = 1(N).
G
A
B
M
N
O
T1’
T2’
P’
b. Khi chim đậu vào đầu A, thanh AB chịu tác dụng 
của các lực:
 - Trọng lực P.
 - Trọng lượng P’của chim.
 - Lực căng T’1 của dây OM.
 - Lực căng T’2 của dây BN.
* Chọn trục quay tại B, khi thanh cân bằng ta có:
P
 P.BG + P’.BA = T’1.BO 
 P. + 10.m.l = T’1. 
 2P + 40m = 3T’1
Khi thỏa mãn điều kiện ta luôn có: 
 0 0) (1) 
* 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 
Khi thỏa mãn điều kiện ta luôn có: 
 0 0) (2) 
* Từ (1) và (2) m ≤ 0,0375(kg) hay m ≤ 37,5(g)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4
2 điểm
a. Có: I1 + I3 = I2 + I4 
A
R1
R2
R3
R4
Rx
B
C
D
 RI1 + RI3 = RI2 + RI4 (1)
Lại có U1 + U2 = U3 + U4
 3RI1 + RI2 = RI3 + RI4 (2)
Từ (1) và (2), cộng vế ta có:
 4RI1 = 2RI4 I4 = 2I1 
 Ta có: 
 P4 = 16W
b. Giả sử dòng điện qua Rx có chiều từ D tới C
Tại C ta có I2 =I1 + Ix 
 (1)
Tại D ta có I3 =I4 + Ix 
 (2)
Từ (1) và (2), biến đổi ra hệ phương trình sau:
Cộng vế ta được:
 U3(8Rx2 +10RRx) = 6URRx + 4URx2 U3(4Rx +5R) = U(3R + 2Rx)
 U3 = I3 ==
 I4 ===
Tại D ta có Ix = I3 - I4 = -
 Ix =(thỏa mãn)
Có Px = Ix2.Rx = = 
Để Pmax thì ()min Ta thấy = 20R (không đổi)
Áp dụng hệ quả Bđt Côsi có ()min khi 
Rx = 1,25R
Vậy khi Rx = 1,25R thì công suất tiêu thụ trên Rx là lớn nhất.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
N
Đ1
Đ2
Đ3
Đ4
M
K1
B
A