Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Khối 9 - Năm học 2017-2018 - Sở Giáo dục và đào tạo Thanh Hoa

101 trang nhatle22 3382

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Khối 9 - Năm học 2017-2018 - Sở Giáo dục và đào tạo Thanh Hoa", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

de_thi_chon_hoc_sinh_gioi_cap_tinh_mon_vat_ly_khoi_9_nam_hoc.docx

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Khối 9 - Năm học 2017-2018 - Sở Giáo dục và đào tạo Thanh Hoa

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH THANH HOÁ Năm học 2017- 2018 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÍ – 9 THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Số báodanh Ngày thi: 10 tháng 3 năm 2018 Đề thi có 06 câu, gồm 02 trang Câu 1 (2,5 điểm): Một ô tô chuyển động trên các đoạn đường thẳng liên tiếp AB, BC, CD có chiều dài bằng nhau và bằng 36 km, coi tốc độ chuyển động của ô tô trên mỗi đoạn đường là không đổi. Trên đoạn AB xe chuyển động với tốc độ v 0, trên đoạn BC tốc độ của xe bằng 0,8v 0, trên đoạn CD tốc độ của xe là 0,75v 0, thời gian xe chuyển động từ B đến D là 1 giờ 15 phút. Tìm v 0và tốc độ trung bình của xe trên cả quãng đườngAD. Câu 2 (2,5 điểm): Một bình hình trụ chứa nước có diện tích đáy là S = 300 cm 2. Trong bình có nổi thẳng đứng một khúc 2 gỗ hình trụ có chiều cao h = 20 cm và diện tích đáy S 1 = 100 cm . Biết khối lượng riêng của gỗ là 3 3 D = 300 kg/m , của nước là Dn = 1000kg/m . a. Tính chiều cao của phần khúc gỗ chìm trongnước. b. Cần thực hiện một công tốithiểu là bao nhiêu để kéo khúc gỗ hoàn toàn ra khỏi nước? Câu 3 (4,0 điểm): Có ba bình cách nhiệt giống nhau, chứa cùng một loại chất lỏng tới một nửa thể tích của mỗi bình. Bình 1 chứa chất lỏng ở nhiệt độ 20 0C, bình 2 chứa chất lỏng ở nhiệt độ 40 0C và bình 3 chứa chất lỏng ở nhiệt độ800C. a. Sau vài lần rót chất lỏng từ bình này sang bình khác, người ta thấy bình 3 được chứa đầy chấtlỏng 1 ở nhiệt độ 500C, còn bình 2 chỉ chứa chất lỏng ở 480C đến thể tích của bình. Hỏi chất lỏng chứa 3 trong bình 1 lúc này có nhiệt độ bằng bao nhiêu? b. Hỏi sau rất nhiều lần rót đi rót lại các chất lỏng trong 3 bình trên với nhau và bình 3 được chứa đầy chất lỏng thì nhiệt độ chất lỏng ở mỗi bình bằng baonhiêu? Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình, môi trường, sự giãn nở vì nhiệt của chất lỏng và bình chứa. Câu 4 (4,0 điểm): Một vật sáng phẳng, mỏng có dạng tam giác vuông ABC (AB = 3 cm; BC = 4 cm) được đặt trước một thấu kính hội tụ L có tiêu cự f = 12 cm sao cho BC nằm trên trục chính của thấu kính và đầu C cách thấu kính một khoảng bằng 16 cm (Hình1). a. Hãy dựng ảnh của vật sáng ABC qua thấukính. b. Xác định diện tích ảnh của vật sángABC. Câu 5 (5,0 điểm): 1. Cho mạch điện như hình 2. Trong đó: U = 24 V, R1 = 12  , R2 = 9  , R4 = 6  , R3là một biếntrở, ampe kế, các dây nối có điện trở nhỏ không đáng kể. a. Cho R3 = 6  . Tính cường độ dòng điện qua các điện trở R1, R3 và số chỉ của ampekế. b. Thay ampe kế bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm R3 để số chỉ của vôn kế là 16 V. Nếuđiều chỉnh giá trị của biến trở R3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế thay đổi thế nào? 2. Một mạng điện trở phẳng, rộng vô hạn, có dạng giống như mạch vữa của một bức tường đang xây (Hình 3). Điện trở của mỗi đoạn dây nối giữa hai nút gần nhau nhất đều bằng r = 2 Ω. Nối hai điểm a, b vàohaicựccủanguồnđiệncóhiệuđiệnthếU=6V.Tìmcôngsuấtđiện tiêuthụcủamạngđiện. Câu 6 (2,0 điểm): Hãy trình bày phương án thí nghiệm xác định khối lượng riêng của thủy tinh vụn. Dụng cụ: - Một cốc nước đủ sâu (biết khối lượng riêng của nước làDn); - Một ống nghiệm hìnhtrụ; - Thủy tinhvụn; - Một thước chia tớimm. www.thuvienhoclieu.com Trang1
L A • • BC F O F’ Hình 1 + ●U● R1 A R3 R2 R4 Hình2 • • • a• b• • • • • Hình3 Hết Giám thị coi thi không giải thích gì thêm! www.thuvienhoclieu.com Trang2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH THANH HÓA Năm học 2017- 2018 Môn thi: Vật lí. ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC Lớp 9 THCS Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm Câu 1 (2,5 điểm) - Gọi độ dài mỗi đoạn đường là L. Thời gian ô tô chuyển động trên các đoạnđường BC, CD lần lượt là: L L L L t = = ; t = = 0,5 đ 2 v 0,8v 3 v 0,75v 2 0 3 0 - Thời gian xe đi hết quãng đường BC và CDlà: L L L 1 1 1. t +t= + = ( + ) = 1,25(h) 0,5 đ 2 3 0,8v 0,75v v 0,8 0,75 2,5 đ 0 0 0 0,5 đ - Thay số vào ta được: v0 = 74,4km/h - Tốc độ trung bình của ô tô trên cả quãng đường ADlà: AD AD 36.3 v = = = 62,29(km/h) tb t t + t+ t 36 36 36 1,0 đ AD 1 2 3 + + 74,4 74,4.0,8 74,4.0,75 Câu 2 (2,5 điểm) - Gọi chiều cao phần chìm của khúc gỗ là h1, khúc gỗ nổi cân bằng, ta có: 2.a P = FA 10DhS1 = 10Dnh1S1 0,5 đ Dh 300.20 1,0 đ h = = = 6 (cm) = 0,06 m 1 D 1000 0,5 đ n b. Khi lực tác dụng kéo khúc gỗ lên một đoạn là x thì mực nước trong bình hạ xuống một đoạn là y. x x.S1 x.100 x - Ta có x.S1 = y(S – S1) y = = = y 0,25 đ S-S1 300-100 2 - Khi kéo khúc gỗ lên khỏi mặt nước,tacó h h1 x x + y = h1 x + = 0,06 x =0,04(m) S 0,25 đ 2 1 2.b S 1,5 đ - Trọng lượng của khúcgỗ: P = 10D.V = 10D.h.S1 = 10.300.0,2.0,01 = 6 (N) 0,25 đ - Lực kéo khúc gỗ tăng đều từ 0 đến P, lực kéo trungbình: 0 + P 0,25 đ Ftb = 2 - Công tối thiểu để kéo khúc gỗ lên khỏi mặtnước: 0 + P 0 + 6 0,5 đ A = Ftb.s = . s = .0,04 = 0,12 (J). 2 2 Câu 3 (4,0 điểm) Gọi khối lượng chất lỏng trong mỗi bình lúc đầu là m, nhiệt dung riêng của chất lỏng là C, nhiệt độ của chất lỏng ở bình 1 sau vài lần rót từ bình này sang bình khác là t, 1 3.a - Giả sử bình 2 và bình 3 cùng hạ nhiệt độ tới 200C thì chúng tỏa ra nhiệt lượng là: 0,5đ Q1 = mC(40 - 20) + mC(80 - 20) = 80mC(J) (1) 2,5 đ 1 - Sauvàilầnrót,khốilượngchấtlỏngởbình 3là2m,ởbình2là( .2m)vàởbình1 3 0,5đ www.thuvienhoclieu.com Trang3
www.thuvienhoclieu.com Trang4
2 1 là: 3m - (2m + m ) = m 3 3 0,5 đ - Giả sử cả ba bình đều hạ nhiệt độ tới 200C thì chúng tỏa ra nhiệtlượng là 1 , 2 Q2 = mC( t – 20) + mC(48 – 20) + 2mC(50 –20)(J) (2) 3 1 3 - Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình chứa và môi trường nên ta có: Q1 =Q2 1 56 80mC = mC( t, - 20) + mC + 60mC 1,0 đ 3 1 3 - Giải phương trình trên ta được t, =240C. 1 - Sau nhiều lần rót đi rót lại thì nhiệt độ chất lỏng trong 3 bình là như nhau và bằng nhiệt độ cân bằng của chất lỏng khi ta trộn chất lỏng ở 3 bình với nhau, gọi nhiệt độđó 0,5 đ 3.b làt. - Vì không có sự trao đổi nhiệt với bên ngoài nên tacó: 0,5 đ 1,5 đ Qthu = Qtoa Qthu - Qtoa = 0 mC(t - 20) + mC(t - 40) + mC(t - 80) = 0 - Giải phương trình trên ta được: t 46,670C 0,5 đ Câu 4 (4,0 điểm) * Vẽ ảnh của vật sáng ABC - Dựng tia sáng AI song song với trục chính cho tia ló (1) IF’ đi qua tiêu điểmF’. - Dựng tiasángAOđiquaquangtâmcủathấukính,tialóđithẳngvàcắttialó(1)tại A’. A’ là ảnh của A. 0,5 đ - DựngCDvuônggócvớitrụcchínhcủathấukính(DnằmtrênAI).TừDkẻDOđi qua quang tâm của thấu kính, nó cắt tia IF’ ở D’, ta xem D’ là ảnh của D quaTK. 4.a - Từ D’ hạ D’C’ vuông góc với trục chính của thấu kính, C’ là ảnh của C quaTK. 1,0 đ * Ta có hìnhvẽbên A D I F’ B’ C’ B C 0,5 đ O A’ D’ - Tính diện tích ảnh A’B’C’ Gọi OB = d1; OB’ = d1’; OC = d2; OC’ = d2’ ' A'B' OB' d 0,5 đ Ta có: ΔABO ~ ΔA'B'O == 1 (1) AB OB d1 A'B' B'F' d -f' OIF ' ~ ΔB'A'F' = = 1 (2) OI OF' f 0,5 đ - Mặt khác: d1= d2 + BC = 16 + 4 =20cm. (3) ' ' d -f d ' df 20.12 1 1 1 - Từ (1), (2) và (3) suyra: = d1 = = = 30cm. f d d -f 20 -12 1 1 0,5 đ d' 30 4.b - Thay vào (1) ta có: A’B’ = 1.AB= .3 = 4,5cm. d1 20 3,0 đ D'C' d' - Tương tự: ΔD'C'O ~ΔDCO = 2 (4) 0,5 đ DC d2 D'C' D'C' d' -f ΔD'C'F' ~ΔIOF = = 2 (5) IO AB f 0,5 đ d f 16.12 - Từ (4) và (5) suy ra: d' = 2 = = 48cm. 2 d-f 16 -12 www.thuvienhoclieu.com Trang5
2 -Suyra: B’C’ = d2’ – d1’ = 48 – 30 = 18cm 1 1 2 - Diện tích ảnh A’B’C’ là: SA’B’C’ = .A’B’.B’C’ = .4,5.18 = 40,5 (cm ) 0,5 đ 2 2 www.thuvienhoclieu.com Trang6
Câu 5 (5,0 điểm) - Do ampe kế có điện trở không đáng kể, chập M  N, mạch điện có dạng như hình vẽ R nt (R // R )//R1. 2 3 4 R U 24 I1 1 0,5 đ I = = = 2A. 1 A R1 12 M,N ● I3 R3 ● 5.1.a R3.R4 I2 R234 =R2+ =12 R R +R C I4 4 0,5 đ 3 4 R2 2,0 đ U 24 I= = = 2A. 2 R 12 234 0,5 đ I2 I3 = I4 = = 1 A. 2 - Quay về sơ đồ gốc, tại nút M: IA = I1 + I3 = 3 A. Vậyampe kế chỉ 3 A. 0,5 đ - Vônkếcóđiệntrởrấtlớn,mạchđiệnđượcmắc:(R1ntR 3)//R 2ntR4,vônkếchỉ UMN. Ta có UAM = U1 = U – UMN = 24 – 16 = 8 V U1 8 2 ● ● I1 = = = A U R 12 3 I 1 A R1 M V N 0,5 đ I IR 1 1 = 2 R3 - Mặt khác: I2 R1+R3 I2 I + I =IR 2 R 1 2 4 R 9 CI4 Suy ra: I = 2 I= I 5.1.b 1 R2 + R1+R3 21 +R3 21 + R 2 21 + R 1,5 đ I = I 3 = . 3 1 9 3 9 2 2 21 + R3 - Lại có: UMN = UMC + UCN= I1R3 + IR4 Thay số: 16 = R + . .6 3 3 3 9 0,5 đ R3 = 6  - Khi R3 tăng điện trở toàn mạch tăng cường độ dòng điện mạchchính U U2 I = I4 = giảm U4 = I.R4 giảm U2 = U – U4 tăng I2 = tăng Rtm R2 0,5 đ I1 = I – I2 giảm U1 = I1R1 giảm. UMN = U – U1 sẽ tăng lên, tức là số chỉ của vôn kế tăng. www.thuvienhoclieu.com Trang7
- Từ mạng có dạng ‘‘bức tường’’ ta dễ dàng vẽ lại mạng điện trở thành dạng ‘‘tổ ong’’ như hình bên a• c 5.2 •b 1,5 đ 0,5 đ - Giả sử có dòng điện I đi vào từ a, dòng điện này từ a theo mọi hướng ra vô cùng, do www.thuvienhoclieu.com Trang8
I I tính đối xứng của mạch nên dòng từ a đến c là , dòng từ c đến b là . 3 6 I - Lại giả sử có dòng điện I theo mọi hướng đi tới b tương tự trên ta thấy có dòng từ 0,5đ 6 I a đến c, dòng từ c đến b. 3 - Tổng hợp 2 trường hợp trên có dòng điện I vào a và ra c thì dòng điện chạy qua I I I I I I đoạn ac là: Iac = + = và dòng điện chạy qua đoạn cb là: Icb = + = 3 6 2 3 6 2 - Điện trở tương tương của mạng điện giữa hai điểm a, blà U U + U I r + I r R = ab = ac cb= ac cb = r = 2Ω 0,5đ ab III 2 2 abU 6 * Công suất tiêu thụ của mạng điện là: P ab = = = 18W Rab 2 Câu 6 (2,0 điểm) Bước 1: Dùng thước đo đường kính trong của ống nghiệm là 2r; đo đường kính ngoài 2 của ống nghiệm là 2R. Suy ra tiết diện trong của ống nghiệm là S 1 = πr ; tiết diện 0,5 đ 2 ngoài của ống S2 = πR Bước 2: - Rót một ít nước vào ống nghiệm sao cho khi thả ống vào cốc thì ống nổi thẳngđứng. ' - Đo chiều cao cột nước trong ống nghiệmlà h1,thả h h 2 2 ống nổi trong cốc nước, đo chiều cao phần ống nghiệm 0,5 đ h ' chìm trong nướclàh2 1 h 1 - Ống nghiệm nổi cânbằng: ■♦ 6 Pống=FA1=S2.h2.10.Dn (1) •● Bước 3: 2,0 đ - Bỏ vào ống một ít thủy tinh vụn, đo chiều cao cột nước trong ống nghiệm lúc này là h’1, đo chiều cao phần ống nghiệm chìm trong nước làh’2. 0,5 đ - Ống nghiệm nổi cân bằng: Pống + Pthủytinh = FA2 = S2.h’2.10.Dn(2) Bước 4: Tính toán - Thể tích thủy tinh vụn là: V = (h1’-h1)S1 - Trọng lượng thủy tinh vụn là: Pthủytinh = FA2 – Pống = S2.10.Dn(h2’ –h2) - Khối lượng riêng thủy tinhvụn: 0,5 đ P S .10.D h ’ – h R2 .D h ’ – h D=thuûytinh 2 n 2 2 n 2 2 10V 10. h ’ h S r2 h ’ -h 1 1 1 1 1 Lưu ý: - Câu 4 (Quang học), nếu thí sinh áp dụng công thức thấu kính mà không chứng minh thì điểm của câu này trừ đi 0,5 điểm; - Trên đây là lời giải phổ biến. Nếu thí sinh làm cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. 9
UBND TỈNH BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2017 – 2018 Môn thi: Vật lí – Lớp 9 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài:150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang) Bài 1. (4,0 điểm) Một người đứng đón ô tô tại điểm N cách đường đi của ô v1 H tô một đoạn NH = 50 m. Biết người đó bắt đầu chạy để đón ô O tô ngay khi thấy ô tô cách mình một khoảng NO = 200 m. Coi chuyển động của ô tô và người trong suốt quá trình chuyển động là chuyển động thẳng đều với tốc độ không đổi lần lượt Hình 1 N là v1 = 36 km/h và v2 = 18 km/h. a) Hỏi người đó phải chạy theo hướng hợp với NH một góc bao nhiêu để có thể đón được ô tô ngay khi gặp ô tô? b) Người đó phải chạy theo hướng nào và với tốc độ nhỏ nhất là bao nhiêu để có thể đón được ô tô? BC AC AB Biết trong một tam giác ABC ta có và 0 sin 1 với mọi góc 00 ≤ 훼 ≤ 1800 sin A sin B sin C . Bài 2. (4,0 điểm) 1. Một bình nhiệt lượng kế khối lượng m1 m chứa một lượng nước có khối lượng m2 2m, hệ 0 thống đang có nhiệt độ t1 10 C .Người ta thả vào bình một cục nước đá khối lượng M nhiệt độ 0 t2 5 C, khi cân bằng nhiệt thì cục nước đá mới chỉ tan một nửa khối lượng của nó. Sau đó rót 0 thêm một lượng nước ở nhiệt độ t3 50 C, có khối lượng bằng tổng khối lượng của nước và nước đá 0 có trong bình. Nhiệt độ cân bằng của hệ sau đó là t4 20 C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, coi thể tích của bình đủ lớn, biết nhiệt dung riêng của nước và nước đá lần lượt là c 1 = 4 4200J/(kg.độ); c2 = 2100J/(kg.độ), nhiệt nóng chảy của nước đá là  34.10 J / kg. Xác định nhiệt dung riêng của chất làm nhiệt lượng kế. 2. Bạn Đăng Khoa đi tắm biển cùng với gia đình vào một ngày hè nắng gắt. Bạn ấy thấy dưới chân mình cát rất nóng, nhưng khi chạm chân vào nước biển bạn ấy thấy nước biển khá mát. Hãy sử dụng các kiến thức vật lí đã được học, các em giải thích giúp bạn Đăng Khoa vì sao lại như vậy? Bài 3. (4,0 điểm) Cho mạch điện như hình 2. Biết hiệu điện thế ở hai cực nguồn + U0 - R1 điện được giữ không đổi U 0 = 18V, điện trở R 1 = 4 , điện trở của M N Ampe kế là không đáng kể, hiệu điện thế định mức của đèn Đ là A C Uđ = 6V. Dịch chuyển con chạy C trên biến trở MN thì thấy khi đèn Đ sáng bình thường cũng là lúc số chỉ của Ampe kế nhỏ nhất và đúng bằng 1A. Hình 2 1. Tính điện trở của đèn Đ và điện trở đoạn MN? 2. Chọn điện trở đoạn MC bằng bao nhiêu thì số chỉ của Ampe kế là lớn nhất, tìm số chỉ lớn nhất đó? Bài 4.(4,0 điểm) 10 A S I1 I2 K
1. Một tia sáng chiếu vào hai gương phẳng có đường truyền như hình A 3. Tính góc trong 2 trường hợp sau đây: a) Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI 1 song song với đáy BC I 1 và tia phản xạ I2K vuông góc với đáy BC. S b) Biết tam giác ABC cân ( AB = AC), tia tới SI1vuông góc với cạnh I 2 AB và tia phản xạ I2K vuông góc với đáy BC. 2.Một vật đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Ảnh ban đầu của vật tạo bởi thấu kính có độ cao bằng ½ vật. Dịch chuyển vật 90cm dọc theo trục chính thì ta thấy ảnh mới của vật có độ cao gấp 4 lần vật và cùng chiều với vật.Xác định chiều dịch K C chuyển của vật đối với thấu kính, vị trí ban đầu của vật. Tính tiêu cự f của B thấu kính? Hình 3 Bài 5. (4,0 điểm) 1. Biết hiệu điện thế 2 đầu mạch điện của hình 4 là U 0 = 3V, điện trở R1 = 2,4 , khóa K đang mở. Đóng khóa K thì thấy đèn Đ sáng bình thường, cường độ dòng điện chạy qua R 1 tăng thêm 40% và chạy qua R 2 giảm bớt 16% so với khi khóa K mở. Bỏ qua điện trở của khóa K. a) Tính điện trở R2. Hình 4 b) Xác định hiệu điện thế định mức và công suất định mức của đèn Đ. 2. Một sợi dây cầu chì được mắc nối tiếp với thiết bị điện cần bảo vệ và phải đáp ứng yêu cầu sau: Khi dòng điện có cường độ lớn hơn hoặc bằng đi qua, trong thời gian nhỏ ∆푡 dây bị nóng chảy rồi đứt làm ngắt mạch. Gọi 푡0 là nhiệt độ môi trường, 푙, 휌, 푆, 푡1 , , , 휆 tương ứng là chiều dài, điện trở suất, diện tích tiết diện, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt dung riêng, khối lượng riêng và nhiệt lượng cần làm cho một đơn vị khối lượng dây chì nóng chảy ở nhiệt độ nóng chảy. Bỏ qua sự truyền nhiệt từ dây chì sang môi trường. Hãy giải thích tại sao khi đặt cầu chì để bảo vệ các thiết bị tiêu thụ điện, ta chỉ chú ý đến tiết diện của dây chì mà không chú ý chiều dài của nó. Chú ý khi dây chì đứt thì chỉ một phần nhỏ chiều dài dây ∆ bị nóng chảy. HẾT Họ và tên thí sinh : Số báo danh PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÙ NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017-2018 Môn: VẬT LÝ Thời gian: 135 phút (không kể thời gian giao đề) I. PHẦN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN. (10 điểm) Em hãy chọn các phương án trả lời đúng và ghi vào bài làm trên Tờ giấy thi: Câu 1. Có một cơ hệ như hình vẽ. Trọng lượng hai vật là PA và PB , biết PA <PB . Áp lực của vật B lên mặt sàn có giá trị là: A. PA C. PA + PB PA B. PB D. PB - PA PB Câu 2. Một ô tô rời bến lúc 6h với vận tốc 40km/h. Lúc 7h, một ô tô khác đuổi theo với vận 11
tốc 60km/h. Ô tô sau đuổi kịp ô tô trước lúc: A. 8h B. 8h30ph C. 9h D. 7h40ph Câu 3. Dùng Pa lăng có hai ròng rọc động và hai ròng rọc cố định để đưa vật có khốilượng2tạ lêncao2métbằngmộtlực kéo625Nvàphảikéodâymộtđoạn8mét.Hiệu suất của Pa lăng là: A. 85% B. 80% C. 75% D.70% Câu 4. Một đoàn tàu đang chạy trên đoạn đường ray thẳng với vận tốc không đổi bằng 54km/h, biết lực kéo của đầu máy là 20000N. Lực cản khi đó có giá trị là: A. 20000N B. Lớn hơn 20000N C. Nhỏ hơn 20000N D. Không thể xác định được 0 0 Câu 5. Muốn có nước ở nhiệt độ t = 50 C, người ta lấy m1 = 3kg nước ở nhiệt độ 100 C trộn 0 với m2 nước ở t1 = 20 C, xác định lượng nước lạnh m2 cần dùng? A. m2 = 4,9 kg B. m2 = 6kg C. m2 = 5kg D. m2 = 5,5 kg Câu 6. Cho m1 kg nước và m2 kg dầu trộn vào nhau. Nhiệt độ của nước và của dầu lần lượt là t1 và t 2 , nhiệt dung riêng của nước và dầu lần lượt là c1 và c2 . Biết m1 3m2 ; c1 2c2 ; t 2 5t1 . Bỏ qua sự truyền nhiệt ra ngoài môi trường thì nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp là. 11 17 5 7 A. t t B. t t C. t t D. t t 7 1 5 1 17 1 11 1 Câu 7. Cho mạch điện như hình vẽ: Biết R 1 = 4 , Đ bóng đèn Đ ghi 6V - 3W, R2 là một biến trở. Đặt vào hai đầu MN một hiệu điện thế không đổi 10V. Để R1 đèn sáng bình thường thì R2 bằng R2 A. 8 B. 10  M N C. 12 D. 14  2 Câu 8. Một sợi dây làm bằng kim loại dài l1 =150 m, có tiết diện S1 = 0,4 mm và có điện trở R1 bằng 60 . Hỏi một dây khác làm bằng kim lọai đó dài l2= 30m có điện trở R2 = 30 thì có tiết diện S2 là: 2 2 2 2 A. S2 = 0,8mm B. S2 = 0,16mm C. S2 = 1,6mm D. S2 = 0,08 mm Câu 9. Đèn Đ1 loại 110V-25W và Đ2 ghi 110V-100W được mắc nối tiếp với nhau vào nguồn điện có hiệu điện thế 217,8V. Cường độ dòng điện chạy qua đền Đ1 bằng . A. 0,27A B. 0,36A C. 0,9A D. 0,18A Câu 10.Cho đoạn mạch có dạng (R1//Đ1) nt Đ2 được mắc vào nguồn điện có hiệu điện thế không đổi. Biết đèn Đ1loại 2,5V-1W. Đ2 loại 6V-3W. R1 là một biến trở và đèn sáng bình thường. Khi đó biến trở R1 có giá trị bằng. A.0,25 B. 25 C. 2,5 D. 250 Câu 11. Một bóng đèn có ghi 220V – 60W được mắc vào hiệu điện thế 220 V. Biết cứ 1 số điện giá 1350 (đồng) thì số tiền phải trả cho việc sử dụng bóng đèn này để thắp sáng trong 1 tháng (cho rằng một tháng có 30 ngày, bóng đèn được sử dụng trung bình mỗi ngày 6 giờ) là A. 15480 (đồng) B. 145800 (đồng) C. 1458 (đồng) D. 14580 (đồng) Câu 12. Ba vật đặc chất liệu khác nhau là a, b, c lần lượt có tỉ số khối lượng là 1 : 3 : 2 và tỉ số khối lượng riêng là 2 : 7 : 4. Nhúng cả ba vật trên chìm vào nước thì tỉ số lực đẩy ácsimét của nước lên các vật lần lượt là 1 3 1 7 1 3 A. : : B. 2: : 4 C. 3: 10: 6 D. : : 1 2 7 2 3 2 7 2 Câu 13. Một dây nhôm dài l1 = 200m, tiết diện S =1 1mm có điện trở R =1 5,6 . Một dây 2 nhôm khác có tiết diện S2 = 2mm , có điện trở R2 = 16,8 sẽ có chiều dài l2 là : 12
A . 1000m B. 1100m C. 1200m D. 1300m Câu 14. Cường độ dòng điện chạy qua một đoạn mạch chỉ có điện trở thuần A. không đổi khi tăng hiệu điện thế hai đầu mạch lên hai lần và giảm điện trở đoạn mạch 4 lần. B. không đổi khi giảm đồng thời hiệu điện thế hai đầu mạch và điện trở của mạch 2 lần. C. tăng khi điện trở của đoạn mạch tăng. D. giảm khi hiệu điện thế đặt vào hai đầu mạch tăng. Câu 15. Đặt một hiệu điện thế 9V vào hai đầu bóng đèn Đ (12V- 6W). Khẳng định nào dưới đây đúng? A. Cường độ dòng điện chạy qua đèn là 0,375A. B. Công suất tiêu thụ của bóng đèn là 3,375W. C. Cường độ dòng điện chạy qua đèn là 0,5A. D. Đèn sáng bình thường. Câu 16: Mắc lần lượt hai điện trở R 1 và R2 vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 6V thì dòng điện qua R1 và R2 lần lượt là 1,2A và 2A. Nếu ghép R1 và R2 song song với nhau và nối với hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế 12V thì cường độ dòng điện qua mạch chính là A. 6,4A. B. 0,625A. C. 3,2A. D. 1,5A. Câu 17. Đâu là đặc điểm của ảnh một vật tạo bởi gương phẳng? Hãy chọn câu trả lời đúng: A. Đối xứng với vật qua gương B. Độ lớn to hơn vật C. Ảnh ảo to bằng vật D. Tất cả các tính chất trên đều sai Câu 18: Tia sáng mặt trời nghiêng một góc 30 0 so với phương nằm ngang. Đặt một gương phẳng để sao cho sau khi tia sáng mặt trời phản xạ qua gương phẳng thì truyền thẳng đứng xuống đáy giếng. Góc phản xạ và góc tới trong trường hợp này bằng: A. 300 B. 400 C. 450 D. 600. Câu 19. Chiếu một tia sáng lên một gương phẳng ta thu được tia phản xạ vuông góc với tia tới. Góc tới có giá trị nào sau đây? A. 00 B. 900 C. 600 D. 450 Câu 20. Phải đặt một vật ( có dạng một mũi tên) như thế nào trước một gương phẳng để nhìn thấy ảnh của vật lộn ngược so với vật? A. Đặt vật song song với mặt gương B. Đặt vật vuông góc với mặt gương C. Đặt vật hợp với mặt gương một góc 450 D. Đặt vật hợp với mặt gương một góc 600 II. PHẦN TỰ LUẬN: (10 điểm) Câu 1. (2,5 điểm) 1. Lúc 4 giờ 30 phút, một máy bay cất cánh từ thành phố A với vận tốc 500km/h. Khi đến thành phố B, máy bay nghỉ mất 30 phút rồi bay trở về A với vận tốc 400km/h và tới A lúc 10 giờ 51 phút. Tính khoảng cách từ A đến B 2.Thả một khối gỗ hình lập phương có cạnh a = 20cm, trọng lượng riêng d = 3 3 9000N/m , vào chậu đựng chất lỏng có trọng lượng riêng d 1 = 12000N/m . Tìm độ cao của khối gỗ chìm trong chất lỏng. Câu 2.(1,5 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệt độ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nước ở 14 oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1 oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. 13
Câu 3. (2,0 điểm) Một chùm tia sáng mặt trời nghiêng một góc 300 so với phương nằm ngang. Dùng một gương phẳng hứng chùm tia sáng đó để chiếu xuống một đáy giếng sâu, thẳng đứng và hẹp (như hình vẽ) a) Vẽ hình biểu diễn đường truyền của tia phản xạ. b) Tính góc nghiêng  của mặt gương so với phương nằm ngang? Câu 4. (4,0 điểm) Với mạch điện như hình vẽ. R1 1. Biết R 1 = 1Ω, R 2 = 8Ω, R 3 = 6Ω, R 4 = 3Ω, bóng đèn ghi 6V – 6W, hiệu điện thế nguồn U = R2 K 15V. Bỏ qua điện trở các dây nối, xem điện trở dây U tóc bóng đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy Đ R3 R4 cho biết bóng đèn sáng như thế nào? Vì sao? a. Khi K mở. b. Khi K đóng. 2. Biết U = 16V, R1 = R2 = R3 = R4 = R, bóng đèn chưa có số ghi. Hãy xác định hiệu điện thế định mức của bóng đèn, biết rằng đèn sáng bình thường cả khi đóng hoặc mở khóa K. Hết Họ và tên thí sinh: SBD: HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017-2018 MÔN: VẬT LÝ I. PHẦN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN( 10 điểm) Mỗi câu đúng được 0,5điểm Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án D C B A C A C B B B Câu 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Đáp án D A C B A,B A A,C D D B II. PHẦN TỰ LUẬN ( 10 điểm) Câu 1: (2,5 điểm) 1. Gọi t1, t2 và tn lần lượt là thời gian của máy bay khi đi, về và nghỉ 14
Ta có t1 + t2 + tn = 6.35h 0.25 t1 + t2 = 6.35 - tn = 6.35 – 0.5 = 5.85 (h) 0.25 s s 0,25 Mà t1 + t2 = + v1 v2 s s s s 0.25 + = 5.85  + = 5.85 0.25 v1 v2 500 400 s = 1300 (km) 2. Gäi chiÒu cao cña khèi gç ch×m trong chÊt láng lµ h (m). PhÇn ch×m trong chÊt láng cã thÓ tÝch: V = a2h 0,25 2 Lùc ®Èy Acsimet cña chÊt láng t¸c dông lªn khèi gç lµ: F = d1a h 0,25 Träng lîng cña khèi gç lµ : P = a3d 0,25 V× khèi gç ®øng c©n b»ng trªn mÆt chÊt láng nªn ta cã; F = P 0,25 ad 0,2.9000 Hay: d a2h = a3d h = 0,15(m) = 15 cm 1 0,25 d1 12000 Câu 2. (1,5 điểm) - Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg). (1) 0,25 - Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q1 = mccc (136 - 18) = 15340mc ; 0,25 Q2 = mkck (136 - 18) = 24780mk . - Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = mncn (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) ; Q = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) . 4 0,25 - Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 0,25 - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc 0,015kg; mk 0,035kg. Đổi ra đơn vị gam: mc 15g; mk 35g. 0,50 Câu 3.(2,0 điểm) a) Vẽ hình biểu diễn đường truyền tia sáng - Vẽ được tia phản xạ IS’ 0.5 - Xác định được pháp tuyến IN và đường truyền của tia sáng 0.5 b/ Có A· IS ' =90 0 S· IS ' =90 0 +30 0 =120 0 0.25 S· IS ' 120 0 S· IN = N· IS , = = = 60 0 0.25 2 2 0.25 A· IN = S· IN -S· IA = S· IN -α = 60 0 -30 0 = 30 0 β = G· IA = G· IN -A· IN = 90 0 -30 0 = 60 0 0.25 Vậy góc nghiêng  của mặt gương so với phương nằm ngang bằng 600 Câu 4. (4,0 điểm) + Khi K mở mạch điện như hình 1: Đ R 0,25 1.a + Điện trở bóng đèn là: 2 R R 2 4 1 (1,5đ) U ĐM R3 RĐ = 6 0,25 PĐM 15
PĐM + Cường độ dòng điện định mức của đèn là: I ĐM 1(A) 0,25 U ĐM + Điện trở tương đương của toàn mạch: (R2 RĐ ).R3 0,25 Rtđ R1 R4 8,2 R2 RĐ R3 + Cường độ dòng điện qua đèn R lúc này là: Đ R 2 U (R2 RĐ ).R3 R3 . R 1 R R R R 0,25 I tđ 2 Đ 3 0,55(A) 4 Đ1 R2 RĐ + Vì: IĐ1 RĐ = R 0,25 + Thay vào (1) => U = 8IĐ.RĐ = 8UĐ => UĐ = U/8 = 2V 0,25 PHÒNG GD&ĐT QUÃNG NAMĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2017-2018 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÍ VÒNG II Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2,5 điểm) Một quả cầuđồng chất có khối lượng M = 10kg và thể tích V = 0,016m3. a. Hãyđưa ra kết luận về trạng thái của quả cầu khi thả nó vào bể nước. b. Dùng một sợi dây mảnh, mộtđầu buộc vào quả cầu, đầu kia buộc vào mộtđiểm cốđịnhởđáy bể nước sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước và dây treo có phương thẳngđứng. Tính lực căng dây? Cho biết: Khối lượng riêng của nước D = 103kg/m3. Câu 2: (3,0 điểm) Cho 2 bóngđènĐ1 (12V - 9W) vàĐ2 (6V - 3W). a. Có thể mắc nối tiếp 2 bóngđèn này vào hiệuđiện thế U = 18V để chúng sáng bình thườngđược không? Vì sao? b. Mắc 2 bóngđèn này cùng với 1 biến trở - U + có con chạy vào hiệuđiện thế cũ (U = 18V) o o như hình vẽ thì phảiđiều chỉnh biến trở có điện trở là bao nhiêu để 2 đèn sáng bình thường? Đ c. Bây giờ tháo biến trở ra và thay vàođó 2 là 1 điện trở R sao cho công suất tiêu thụ trên Đ1 16 Rb
đènĐ1 gấp 3 lần công suất tiêu thụ trên đènĐ2. Tính R? (Biết hiệu điện thế nguồn vẫn không đổi) Câu 3: (2,5 điểm) Người ta bỏ một miếng hợp kim chì và kẽm có khối lượng 50g ở nhiệtđộ 136oC vào một nhiệt lượng kế chứa 50g nướcở 14oC. Hỏi có bao nhiêu gam chì và bao nhiêu gam kẽm trong miếng hợp kim trên? Biết rằng nhiệtđộ khi có cân bằng nhiệt là 18oC và muốn cho riêng nhiệt lượng kế nóng thêm lên 1 oC thì cần 65,1J; nhiệt dung riêng của nước, chì và kẽm lần lượt là 4190J/(kg.K), 130J/(kg.K) và 210J/(kg.K). Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Câu 4: (2,0 điểm) Hai điện trở R 1 và R2 được mắc vào một hiệu điện thế không đổi bằng cách ghép song song với nhau hoặc ghép nối tiếp với nhau. Gọi Pss là công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi ghép song song, Pnt là công suất tiêu thụ P khi ghép nối tiếp. Chứng minh : ss 4 . Pnt Cho biết: R1 + R2 2 R1.R2 HẾT (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm) PHÒNG GD&ĐT QUÃNG NAM HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2017-2018 Môn: VẬT LÍ (VÒNG II) Câu 1: (2,5 điểm) a. Khối lượng riêng của quả cầu là: M 10 3 DC = = = 625(kg/m ) 0,25đ V 0,016 3 3 Ta thấy D C (= 625kg/m ) T = FA – P = 10Dn.V – 10M = 10.1000.0,016 – 10.10 = 160 – 100 = 60 (N) 0,25đ Vậy lực căng dây T bằng 60N. P Câu 2: (3,0 điểm) a. Cườngđộ dòngđiệnđịnh mức qua mỗiđèn: . Pđm1 = Uđm1.Iđm1 - U + Pdm1 9 o o => Iđm1 = = = 0,75(A) 0,25đ U dm1 12 Đ2 Pdm2 3 Iđm2 = = = 0,5(A) 0,25đ U dm2 6 Đ1 Ta thấy Iđm1 Iđm2 nên không thể mắc nối tiếp để 2 đèn sáng bình thường. 0,5đ b. Để 2 đèn sáng bình thường thì: U1 = Uđm1 = 12V; I1 = Iđm1 = 0,75A 0,25đ Rb và U2 = Uđm2 = 6V; I2 = Iđm2 = 0,5A 0,25đ 17
Do đènĐ2 // Rb => U2 = Ub = 6V Cườngđộ dòngđiện qua biến trở: I1 = I2 + Ib => Ib = I1 – I2 = 0,75 – 0,5 = 0,25(A). 0,25đ U b 6 Giá trịđiện trở của biến trở lúcđó bằng: Rb = = = 24 ( ) 0,25đ I b 0,25 2 2 c. Theo đề ra ta có: P1 = 3P2 I1 .R1 = 3I2 .R2 2 2 2 I 3R U dm2 .P 6 .9 9 I 3  1 = 2 = 3.dm1 = 3. = =>1 =  2I = 3I (1) 0,25đ 2 2 1 2 I 2 R1 U dm1.Pdm2 12 .3 4 I 2 2 Mà I1 = I2 + IR nên (1)  2(I2 + IR) = 3I2 2I2 + 2IR = 3I2 => I2 = 2IR (2) 0,25đ Do đènĐ2 // R nên U2 = UR I2.R2 = IR.R 2 2 U dm2 6 Thay (2) vào ta được 2.IR.R2 = IR.R => R = 2R2 = 2. = 2. = 24 ( ) 0,5đ Pdm2 3 Câu 3: (2,5 điểm) - Gọi khối lượng của chì và kẽm lần lượt là mc và mk, ta có: mc + mk = 0,05(kg). ( = 50g) (1) 0,25đ - Nhiệt lượng do chì và kẽm toả ra: Q1 = mccc (136 - 18) = 15340mc ; 0,25đ Q2 = mkck (136 - 18) = 24780mk . 0,25đ - Nước và nhiệt lượng kế thu nhiệt lượng là: Q3 = mncn (18 - 14) = 0,05 4190 4 = 838(J) ; 0,25đ Q4 = 65,1 (18 - 14) = 260,4(J) . 0,25đ - Phương trình cân bằng nhiệt: Q1 + Q2 = Q3 + Q4 0,5đ 15340mc + 24780mk = 1098,4 (2) 0,25đ - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta có: mc 0,015kg; mk 0,035kg. 0,5đ Đổi ra đơn vị gam: mc 15g; mk 35g. Câu 4: (2,0 điểm) U 2 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc song song: Pss . 0,5đ R1R2 R1 R2 U 2 - Công suất tiêu thụ của đoạn mạch khi hai điện trở mắc nối tiếp: Pnt . 0,5đ R1 R2 P (R R )2 - Lập tỷ số: ss 1 2 ; 0,5đ Pnt R1R2 2 2 - Do : R1 R2 2 R1R2 => (R1 + R2) 4 (R1.R2 ) , nên ta có: P 4( R R )2 P ss 1 2 ss 4 0,5đ Pnt R1R2 Pnt HẾT (Lưu ý: Nếu học sinh làm cách khác nhưng có kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS QUẢNG NAM Năm học 2013 – 2014 Môn thi : VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian :150 phút ( không kể thời gian giao đề) Ngày thi :08/4/2014 18
Câu 1. (4 điểm) Trên đoạn đường thẳng AB có hai xe chuyển động. Xe mô tô đi từ A về B, trong nửa đoạn đường đầu xe chuyển động với vận tốc v 1 = 20km/h, trong nửa đoạn đường còn lại xe chuyển động với vận tốc v 2 = 60km/h. Xe ô tô đi từ B về A, trong nửa thời gian đầu xe chuyển động với vận tốc v1, trong nửa thời gian còn lại xe chuyển động với vận tốc v 2. Biết rằng nếu hai xe xuất phát cách nhau 30 phút thì xe mô tô đến B và xe ô tô đến A cùng lúc. 1. Tính quãng đường AB. 2. Nếu hai xe xuất phát cùng lúc thì vị trí gặp nhau của hai xe cách A bao nhiêu? Câu 2. (4 điểm) 0 Một cục nước đá ở nhiệt độ t 1 = -5 C được dìm ngập hoàn toàn vào nước ở nhiệt độ t 2, có cùng khối lượng với nước đá, đựng trong một bình nhiệt lượng kế hình trụ. Chỉ có nước và nước đá trao đổi nhiệt với nhau. Bỏ qua sự thay đổi thể tích của nước và nước đá theo nhiệt độ. 1. Tùy theo điều kiện về nhiệt độ ban đầu t 2 của nước. Hãy nêu và biện luận các trường hợp có thể xảy ra đối với mức nước trong bình nhiệt lượng kế khi có cân bằng nhiệt. 2. Trường hợp mức nước trong bình nhiệt lượng kế giảm 2% so với ban đầu khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ ban đầu của nước là bao nhiêu? Cho biết: Nhiệt dung riêng, nhiệt nóng chảy, khối lượng riêng của nước đá lần lượt là c 1 = 5 3 2090 J/ kg.K,  = 3,33.10 J/kg, D1 = 0,916 g/cm ; Nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của 3 nước lần lượt là c2 = 4180 J/ kg.K, D2 = 1 g/cm . Câu 3. (4 điểm) Có hai điện trở R1, R2 mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế không đổi U. Dùng một vôn kế lần lượt mắc vào hai đầu R 1, hai đầu R2 và hai đầu cả đoạn mạch thì số chỉ của vôn kế tương ứng là U1 = 4V, U2 = 6V, U3 = 12V. Bây giờ mắc nối tiếp R 1, R2 và vôn kế vào hiệu điện thế U nói trên thì vôn kế chỉ bao nhiêu? R1 R2 R1 R2 V + U - + U - Câu 4. (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 18V, MN là biến trở có điện trở toàn phần R = 8Ω, R1 = 4,8Ω, bóng đèn có điện trở U không đổi RĐ = 6Ω. Ampe kế, khóa K, con chạy và dây nối có R2 R1 điện trở không đáng kể. P 1. Khi khóa K đóng, điều chỉnh con chạy C của biến trở Đ C trùng với điểm M, thì ampe kế chỉ 2,5A. Tìm giá trị của R2? M N 2. Khi khóa K mở, tìm vị trí của con chạy C trên biến trở để R đèn sáng mờ nhất? K 3. Khi khóa K mở, dịch con chạy C từ M đến N thì độ sáng A của đèn thay đổi thế nào? Giải thích? Câu 5. (4 điểm) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính ở phía trước một thấu kính phân kỳ (A trên trục chính) cho ảnh A1B1 cao 0,8cm. Thay thấu kính phân kỳ bằng thấu kính hội tụ có cùng tiêu cự, đặt cùng trục chính ở vị trí của thấu kính phân kỳ thì thu được ảnh thật A 2B2cao 4cm. Khoảng cách giữa 2 ảnh là 72cm. Tìm tiêu cự của các thấu kính và chiều cao của vật bằng phương pháp hình học. Hết 19
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS QUẢNG NAM Năm học 2013 – 2014 Môn thi : VẬT LÝ ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Đáp án Điểm Câu 1 1. Tính quãng đường AB (4 đ) Vận tốc trung bình của xe mô tô AB AB 2v .v 2.20.60 0,5 đ v 1 2 30 km/h A t t AB AB v v 20 60 1 2 1 2 2v1 2v2 Vận tốc trung bình của xe ô tô v .t v .t 1 1 AB v v 20 60 0,5 đ v 2 2 1 2 40 km/h B t t 2 2 Do v < v nên để đến nơi cùng lúc xe mô tô phải xuất phát trước 30 phút A B 0,5 đ AB AB 1 v .v 30.40 AB A B 60 km vA vB 2 2 vB vA 2 40 30 2. Tìm vị trí hai xe gặp nhau Thời gian mô tô chuyển động với vận tốc v1 để đi hết một nữa đoạn đường AB AB 30 0,25 đ t1 1,5h 2v1 20 Thời gian ô tô chuyển động với vận tốc v1 0,25 đ , AB 30 t1 0,75h 2vB 40 Gọi t là thời gian chuyển động của hai xe kể từ lúc xuất phát đến lúc gặp nhau thì t phải nằm 0,5 đ trong khoảng: , t1 t t1 0,75h t 1,5h Khoảng cách từ A đến điểm gặp nhau được tính: 0,5 đ ' ' s v1t AB v1.t1 v2.(t t1) ' AB t1 v2 v1 60 0,75(60 20) 9 t h 0,5 đ v1 v2 60 20 8 9 s 20. 22,5km 8 Câu 2 1. Biện luận các trường hợp có thể xảy ra. (4 đ) Nhiệt lượng nước đá thu vào để tăng nhiệt độ từ -50C đến 00C là 0,25đ Q1 C1m0 ( 5) 2090.5.m 10450m Nhiệt lượng nước đá thu vào để nóng chảy hoàn toàn 0,25đ Q2 m 333000m 0 Nhiệt lượng nước tỏa ra khi hạ nhiệt độ từ t2 xuống 0 C 0,25đ Q3 C2mt2 4180.t2.m Bằng cách so sánh các nhiệt lượng ta thấy có các trường hợp sau đây có thể xảy ra Trường hợp 1: 10450 0 Q3< Q1 4180.t .m 10450m t 2,5 C 0,25đ 2 2 4180 Một phần nước bị đông đặc thành nước đá, mức nước trong bình sẽ tăng Trường hợp 2: 0,25đ 0 Q3 = Q1, t2 = 2,5 C thì nước đá tăng nhiệt độ đến 00C và không bị nóng chảy, hệ cân bằng ở 00C, mức nước không thay đổi. 20
Trường hợp 3: Q1 <Q3 < Q1 + Q2 10450m 4180.t2.m 10450m 333000m 0 0 0,25đ 2,5 C t2 82,16 C thì nước đá nóng chảy một phần và mức nước trong bình hạ xuống. Trường hợp 4: 0 Q3 Q1 Q2 , t2 82,16 C 0,25đ thì nước đá nóng chảy hoàn toàn và mức nước trong bình hạ xuống 2. Tính nhiệt độ ban đầu của nước: - Gọi S là tiết diện đáy bình; h 0 là độ cao cột nước ban đầu; h là độ cao cột nước sau khi cân bằng nhiệt; m là khối lượng nước và khối lượng nước đá ban đầu; m là khối lượng nước đá tan sau khi cân bằng nhiệt (nếu có). - Ta có: m m 0,25đ V0 S.h0 (1) D1 D2 m m m m m m m m V S.h (2) 0,25đ D2 D1 D2 D2 D1 - Từ (1) và (2) suy ra: m m m m m m V h h D D D D D D 1 1 2 2 1 1 1 2 V h h m m m m 0 0 0 D1 D2 D1 D2 m m 0,5đ h D D m D D 1 2 . 2 1 h m m m D D 0 2 1 D1 D2 h 0,25đ - Giả sử khi cân bằng nhiệt nước đá tan hết: m m , khi đó đạt cực đại, thay số ta h0 h tính được 4,38% . 0,25đ h0 - Theo đề ra mức nước giảm 2% nên nước đá tan chưa hết nhiệt độ cân bằng t 00 C h 0,25đ - Thay 2% vào biểu thức (3) ta tính được: h0 m 0,456m - Phương trình cân bằng nhiệt: mC2 t2 0 mC1 0 t1 m 0,25đ mC1t1 m 2090.5 0,456.333000 0 t2 ; 38,83 C mC2 4180 0,5đ 653 t 38,830 C 2 21 Câu 3 (4 đ) V R 0,5đ Mắc vôn kế vào hai đầu đoạn mạch thì vôn kế chỉ 1 R2 hiệu điện thế U3 = U = 12V. U 21
Mắc vôn kế vào R ta có : 1 V 1,0 đ IV U U U U R1 R2 I = I + I 1 1 1 2 1 V R R R 2 1 V I1 I2 2 1 1 (1) U R2 R1 RV 1,0 đ Mắc vôn kế vào R2 ta có : V IV U U U U R1 R2 I = I + I 2 2 2 1 2 V R R R 2 1 V I1 I2 1 1 1 (2) U R1 R2 RV 0,25đ Từ (1) và (2) ta có 3R1 2R2 (3) 0,25 đ Thay (3) vào (2) tính được RV = 3R1 Hiệu điện thế trên vôn kế khi mắc nối tiếp R1, R2, RV vào hiệu điện thế U số chỉ của vôn kế là: 0,5đ U U R V R R R V 1 2 V 0,5đ U 36 UV 3R1 6.54V R1 1,5R1 3R1 5,5 Câu 4 a.Khi K đóng, con chạy C trùng với M thì biến trở bị nối tắt, dòng điện không qua biến trở, (4 đ) mạch điện gồm (R2 // Đ) nt R1, IA = I =2,5A 0,5đ U Rđ .R2 18 6.R2 Rtm R1 3 R2 = 4() 0,5đ I Rđ R2 2,5 6 R2 b. Khi K mở, Đặt x = RMC RCN = R – x = 8 – x () 2 R2 RĐ x 4 6 x x 6,8x 152 0,75đ Rtm R1 R x 4,8 8 x R2 RĐ x 4 6 x 10 x U 18 10 x 0,5đ I 2 Rtm x 6,8x 152 0,75đ I.R2 4.I 72 72 I Đ 2 2 R2 RĐ x 10 x x 6,8x 152 163,56 x 3,4 2 Đèn sáng tối nhất khi IĐ nhỏ nhất 163,56 – (x – 3,4) lớn nhất x = 3,4() 0,5đ Vậy để đèn sáng mờ nhất thì con chạy C ở vị trí sao cho RMC= 3,4() và R CN = 4,6(). c.Khi K mở, đèn sáng mờ nhất khi con chạy C ở vị trí sao cho RMC = 3,4 (  ), nên nếu dịch chuyển con chạy từ M tới vị trí ứng với R MC = 3,4  thì đèn sáng mờ dần, nếu tiếp tục dịch chuyển con chạy từ vị trí đó tới N thì đèn sẽ sáng mạnh dần lên. 0,5đ 22
Câu 5 Hình vẽ đúng đầy đủ chiều truyền (4đ) B I B1 1,0đ F F’ A2 A A1 O B2 0,5 đ A1B1 OA1 0,8 1 OA1B1 OA2 B2 : A2 B2 OA2 4 5 0,5đ OA 5OA mà OA OA 72 (gt) OA 12(cm);OA 60(cm) 2 1 1 2 1 2 0,75 đ FA1 FO FO OA1 FO f 12 f FA1B1 FOI : (1) A1B1 OI A1B1 OI 0,8 OI 0,75 đ ' ' F ' A2 F 'O OA2 F 'O F 'O 60 f f F A2 B2 F OI : (2) A2 B2 OI A2 B2 OI 4 OI 0,25đ f 12 60 f 0,25đ (1) và (2) f 20(cm) 0,8 4 thay vào (1) AB = OI =2(cm) (Trường hợp thí sinh dùng công thức thấu kính để giải và cho kết quả đúng thì xem xét độ chính xác và cho điểm tối đa) Thí sinh giải bằng cách khác đáp án, kết quả đúng thì cho điểm tối đa. Các kết quả tính được nếu không có đơn vị hoặc sai đơn vị thì trừ 0,25đ cho mỗi loại đơn vị của toàn bài. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THCS DUY TIÊN NĂM HỌC 2013-2014 MÔN VẬT LÝ 9 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 150 phút) Đ R1 Câu 1 (7,5 điểm): Cho mạch điện như hình 1. C Biết hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch là A B UAB=9V không đổi, R1=3, R2=6, đèn Đ loại 6V- A 6W, R3 là một biến trở, Ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. 1/ Mở khóa k k D R2 R3 a) Điều chỉnh R3=6. Hỏi đèn sáng như thế nào? Hình 1 b) Tìm giá trị của R3 để cường độ dòng điện qua mạch chính gấp 3 lần cường độ dòng điện qua R. R2 3 V c) Tìm giá trị của R3 để công suất tiêu thụ trên R3 có giá trị bằng 4W. M R1 2/ Đóng khóa K, điều chỉnh biến trở có giá trị bằng 6. C Tìm số chỉ của ampe kế. N Câu 2 (6 điểm): Cho mạch điện như hình 2. Biết R1=2, R2=6, biến trở MN có điện trở toàn phần bằng 12, A B vôn kế có điện trở lớn vô cùng, hiệu điện thế giữa hai đầu Hình 2 23 Hình 3
đoạn mạch là UAB=6V không đổi. 1/ Xác định số chỉ của vôn kế khi: a) Con chạy C đặt tại điểm N. b) Con chạy C đặt tại vị trí chính giữa biến trở . 2/ Khi con chạy C dịch chuyển từ M sang N thì cường độ dòng điện trong mạch chính có giá trị lớn nhất là bao nhiêu? Câu 3 (4,5 điểm): a) Hình 3a mô tả cấu tạo của dụng cụ để phát hiện dòng điện (một loại điện kế). Dụng cụ này gồm một ống dây B, trong lòng ống dây B có một thanh nam châm A nằm thăng bằng, vuông góc với trục ống dây và có thể quay quanh một trục đặt giữa thanh, vuông góc với mặt phẳng trang giấy (mô tả cụ thể ở hình 3b). Nếu dòng điện qua cuộn dây B có chiều được Chiều chuyển động đánh dấu như hình vẽ thì kim chỉ thị quay sang bên phải A B + + + hay bên trái? M N b) Một khung dây dẫn hình vuông không biến + + + dạng MNPQ chuyển động thẳng đều trong mặt phẳng trang giấy. Khung dây chuyển động từ ngoài vào vùng + + + Q P không gian có từ trường đều (chỉ tồn tại trong miền D C ABCD). Từ trường đều có các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng trang giấy và có chiều đi từ phía trước ra Hình 4 phía sau, kí hiệu bởi dấu + (hình 4). Hãy cho biết trong quá trình khung dây MNPQ chuyển động, khi nào thì trong khung dây xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi nào thì không xuất hiện dòng điện cảm ứng. Giải thích? Câu 4 (2 điểm): Dụng cụ: Một ống dây dẫn, một kim nam châm nhỏ quay tự do xung quanh trục thẳng đứng, một nguồn điện, khóa K và các dây dẫn điện. Hãy xác định tên cực của một ac quy (loại 6V) bị mất dấu. 24
PHÒNG GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG DUY TIÊN MÔN VẬT LÝ 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2013-2014 Câu Nội dung Điểm Câu 1 1) Mở khóa K. Cấu trúc Đ (7,5 mạch: R1 nt(Đ//R3) điểm) a) A R1 B C 2 2 Uđ(đm) 6 R Ð 6() A 0.5 Pđ(đm) 6 R3 R ÐR3 6.6 R CB 3() R Ð R3 6 6 0.5 R AB R1 R CB 3 3 6() UAB 9 IAB 1,5(A) R AB 6 0.5 UCB IABR CB 1,5.3 4,5(V) UĐ=UCB=4,5V < UĐ(đm) 0.25 Vậy đèn sáng yếu hơn mức bình thường. 0.5 b) Có IAB = IĐ + I3 0.25 Theo bài ra: IAB = 3I3 IĐ = 2I3 0.5 R Ð I3 1 R3 2R Ð 2.6 12() 0.5 R3 IÐ 2 6x c) Đặt R3=x R () CB 6 x 0.25 6x 9x 18 R =R +R 3 () 0.25 AB 1 CB 6 x x 6 UAB x 6 0.25 IAB = = (A) R AB x 2 x 6 6x 6x U =I .R = . (V) 0.25 CB AB CB x 2 x 6 x 2 UCB 6x 1 6 0.25 I3 = = . (A) R3 x 2 x x 2 2 2 6 36x 0.25 P3 =I3 R3 = x 2 (W) x 2 x 4x 4 0.25 25
36x 2 P3 = 4W 4 x 5x 4 0 x2 4x 4 0.25 x = 1 hoặc x = 4 Vậy với R3 = 1 hoặc R3 = 4 thì công suất tiêu thụ trên R3 bằng 4W 2) Đóng khóa K: Đ R1 Ta có C R R 6.3 1 2 A B R12 2() A 0.25 R1 R 2 6 3 k D R2 R3 R AB R12 R3Ð 2 3 5() 0.25 U 9 I AB 1,8(A) AB 0.25 R AB 5 U I R 1,8.2 3,6(V) 12 AB 12 0.25 U12 3,6 I1 1,2(A) R1 3 0.25 U3Ð UAB U12 IABR12 9 3,6 5,4(V) U3Ð 5,4 0.25 IÐ 0,9(A) R Ð 6 Vì I1> IĐ nên dòng điện qua ampe kế có chiều từ C tới D. 0.25 Xét tại nút C ta có: 0.25 I1 = IA + IĐ IA = I1 - IĐ = 1,2 - 0,9 = 0,3(A) Câu 2 1/ R2 (6 điểm) a) Khi con chạy C đặt tại điểm N, đoạn V mạch chứa biến trở và R2 bị nối tắt M 0.5 R (không có dòng điện chạy qua), mạch 1 C chỉ có R1. N U2 = I2R2 = 0(V) Ta có UV = UAB - U2 = 6-0=6(V) 0.5 A B Hình 2 b) Khi con chạy C đặt tại chính giữa biến trở, ta có cấu trúc mạch: R1 nt [RCN // (RCM nt R2) R 0.25 R R MN 6() CN CM 2 0.25 R 2,CM R 2 +R CM 6 6 12() R R 12.6 R = 2,CM CN 4() CB 0.25 R 2,CM R CN 12 6 R AB R1 R CB 2 4 6() 0.25 U 6 I AB 1(A) AB 0.25 R AB 6 26
U1 IABR1 1.2 2(V) 0.25 0.25 UCB UAB U1 6 2 4(V) U 4 1 CB 0.25 I2,CM (A) R 2,CM 12 3 1 0.25 UCM I2,CM R CM .6 2(V) 3 0.5 UV = U1 + UCM = 2 + 2 = 4(V) 0.25 Vậy vôn kế chỉ 4V 2/ Đặt RCN = x RCM = 12 - x. 0.25 R 2,CM R 2 R CM 6 12 x 18 x() R 2,CM R CN 18 x x R CB () R 2,CM R CN 18 18 x x x2 18x 36 R R R 2 () 0.25 AB 1 CB 18 18 U 108 108 I AB (A) AB 2 2 0.25 R AB x 18x 36 (x 9) 117 - Biện luận: + Khi x tăng từ 0 đến 9 thì x-9 tăng và x - 9 ≤ 0 (x - 9)2 giảm 2 2 -(x - 9) tăng tăng(x 9 )I 117 AB giảm 0.25 + Khi x tăng từ 0 đến 12 thì x-9 tăng và x - 9 0 (x - 9)2 tăng 2 2 0.25 -(x - 9) giảm giảm(x 9) I 117 AB tăng Vậy I đạt giá trị lớn nhất tại x = 0 hoặc x= 12. AB 0.25 - Khi x = 0 thì IAB = 3A - Khi x = 12 thì I = 1A. AB 0.25 Có 3A > 1A. Vậy I đạt giá trị lớn nhất là 3A khi con chạy C ở vị trí AB 0.25 điểm N Câu 3 a) Áp dụng quy tắc nắm tay phải ta (4.5 xác định được đường sức từ trong 0.5 điểm) lòng ống dây có chiều từ dưới lên trên Vì khi nam châm đặt trong từ trường 0.5 thì sau khi đứng cân bằng, Nam châm sẽ định theo hướng sao cho các đường sức từ đi vào cực Nam và đi ra ở cực Bắc Hình 3 Cực Bắc của nam châm sẽ hướng 0.5 lên trên. Kim chỉ thị quay sang bên phải. 0.5 27
b) - Khi chưa có phần nào của khung dây vào trong vùng không gian có từ trường thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện của khung luôn 0.5 bằng 0 (không bị biến thiên) nên không có dòng điện cảm ứng trong khung. - Khi khung dây đang vào trong vùng không gian có từ trường: số đường sức từ xuyên qua tiết diện của khung tăng dần nên trong 0.5 khung xuất hiện dòng điện cảm ứng. - Khi khung dây nằm toàn bộ trong từ trường đều thì số đường sức từ qua tiết diện của khung không thay đổi nên không có dòng điện 0.5 cảm ứng trong khung dây. - Khi khung dây đang ra khỏi vùng không gian có trường thì số đường sức từ qua khung dây giảm dần nên trong khung dây xuất hiện 0.5 dòng điện cảm ứng. - Khi toàn bộ khung dây ra khỏi vùng không gian có từ trường thì không có đường sức từ nào qua tiết diện của khung nên không có 0.5 dòng điện cảm ứng trong khung. Câu 4 Bố trí thí nghiệm như hình vẽ: (2 điểm) A B 0.5 k M N - Đóng khóa K cho dòng điện chạy qua ống dây. Khi đó ống dây có từ trường và đóng vai trò như một nam châm. Dựa vào sự tương tác giữa hai nam châm ta sẽ xác định được các cực của ống dây, từ đó áp dụng quy tắc nắm tay phải để xác 1 định chiều dòng điện qua các vòng dây và biết được các cực của nguồn điện. + Nếu cực Nam của kim nam châm bị hút lại gần đầu B ống dây đầu B là cực từ Bắc M là cực dương, N là cực âm + Nếu cực Bắc của kim nam châm bị hút lại gần đầu b của ống dây N là cực dương, M là cực âm. 0.25 0.25 Chú ý : - Học sinh làm cách khác nếu đúng thì cho điểm tương đương 28
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN HOÀI ÂN NĂM HỌC 2014-2015 Môn: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể phát đề) Bài 1 (5 điểm) Hai người đi xe máy khởi hành cùng một lúc tại hai điểm A và B cách nhau 25km. Người thứ nhất xuất phát từ A với vận tốc V 1, người thứ hai xuất phát từ B với vận tốc V2. Tính vận tốc V1 , V2 ? Biết rằng nếu hai người đi ngược chiều nhau thì sau 15 phút họ gặp nhau, còn nếu đi cùng chiều theo hướng AB thì sau 75 phút người thứ nhất mới đuổi kịp người thứ hai. Coi chuyển động của hai người là chuyển động đều. Bài 2 (4 điểm) Một bình thông nhau hình chữ U, tiết diện nhánh A lớn gấp 2 lần tiết diện nhánh B. Nhánh A chứa 1 lít nước và được ngăn cách với nhánh B một khóa T. Hỏi: a. Người ta phải đổ vào nhánh B một lượng dầu là bao nhiêu để khi mở khóa T thì nước và dầu vẫn đứng yên? Biết trọng lượng riêng của nước và dầu lần lượt là 10000N/m3 và 8000N/m3. Lượng chất lỏng trong ống nối nhỏ không đáng kể. b. Hãy xác định độ cao của cột dầu theo độ cao của cột nước? Nước T Bài 3 (4 điểm) 0 Thả một khối đồng có khối lượng mđ ở nhiệt độ 50 C vào bình nước thì làm nhiệt độ nước tăng từ 20 0C đến 300C. Thả tiếp vào đó một khối đồng thứ hai có khối lượng 0 m’đ = 2mđ ở nhiệt độ 100 C thì nhiệt độ sau cùng của nước là bao nhiêu? Xem như chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa các khối đồng và nước. Bài 4 (4 điểm) Đặt một hiệu điện thế U=36V vào hai đầu đoạn mạch gồm ba điện trở R 1, R2, R3 mắc song song. Cường độ dòng điện trong mạch chính là 4A. Hãy xác định R 1, R2, R3 theo hai cách giải ? Biết rằng R1 = 2R2 = 3R3 Bài 5 (3 điểm) Cho một mạch điện như hình vẽ. Dùng một vôn kế có điện trở Rv đo ở hai đầu mạch AB thì vôn kế chỉ 12V, đo ở hai đầu R1 thì vôn kế chỉ 4V, đo ở hai đầu R2 vôn kế chỉ 6V. Hỏi khi không mắc vôn kế thì hiệu điện thế R1 R2 ở hai đầu R1 , hai đầu R2 là bao nhiêu? K A B 29
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN HOÀI ÂN NĂM HỌC 2014-2015 Môn: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM Biểu Bài Đáp án điểm Bài 1 Giải: (5 điểm) Ta có quãng đường đi được của mỗi người khi đi ngược chiều: 1đ v1 v2 v1 v2 s1 = , s2 = . Mà s1 + s2 = 25 Nên + = 25 4 4 4 4 1đ Hay v1 + v2 = 100 (1) Ta có quãng đường đi được của mỗi người khi đi cùng chiều: 5v1 5v2 1đ s1 = , s2 = Mà s1 = s2 +25 4 4 5v1 5v2 Nên = + 25 Hay 5v1 = 5v2 +100 1đ 4 4 v1 – v2 = 20 (2) 1đ Giải (1) và (2) ta được v1 = 60km/h ; v2 = 40km/h Bài 2 a. Lượng dầu cần phải đổ vào nhánh B. (Hình vẽ) 3 -3 3 (4 điểm) Vn = 1 lít = 1 dm = 10 m Để khi mở khóa T nước và dầu vẫn đứng yên, nghĩa là áp suất tại hai đáy của hai nhánh đều bằng nhau Pn = Pd 0.5đ Vn Vd 0.5đ dn.hn = dd.hd dn. = dd. Sx Sd Vn Vd dn. = dd. 2Sd Sd Nước dn.Vn = 2.dd.Vd 0.5đ 4 3 T d n .Vn 10 .10 Vd = = 3 0.5đ 2d d 2.8.10 -6 3 Vd = 625.10 (m ) = 0.625 lít b. Ta có: 0.5đ Vn Vd hn = ; hd = S S x d 1đ h V S V .2 2.0,625 d = d .n = d = = 1.25 0.5đ hn S d Vn Vn 1 hd = 1.25.hn Vậy cột dầu cao hơn và cao hơn 1.25 lần. Bài 3 Khi thả lần thứ nhất, ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau: (4 điểm) mđ.Cđ.(tđ– t) = mn.Cn.(t– tn) 0.5đ (50 – 30).mđ.Cđ = (30 – 20).mn.Cn mn.Cn = 2.mđ.Cđ (1) 1đ Khi thả lần thứ hai ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau: 2.mđ.Cđ.(t’đ – t’) = (mn.Cn + mđ.Cđ).(t’ - t) (2) 1đ Thế (1) vào (2) 30
=> 2.mđ.Cđ.(100 – t’) = (2.mđ.Cđ + mđ.Cđ).(t’-30) 0.5đ 2.100 – 2.t’ = 3.t’ – 3.30 5.t’ = 290 t’ = 290/5 = 580C 1đ Vậy nhiệt độ sau cùng của nước là 580C Bài 4 Cách 1: 2R2 = 3R3 R2 =1.5R3 (4 điểm) Điện trở tương đương của đoạn mạch: U 36 0.5đ I = R = = 9Ω R 4 0.5đ 1 1 1 1 1 1 1 Mà = + + = + + R R1 R2 R3 3.R3 1.5.R3 R3 1 1 2 3 2 0.5đ = = R3 = 2.R = 2.9 = 18Ω R 3.R3 R3 0.25đ 0.25đ R1 = 3. R3 = 3.18 = 54Ω R2 = 1,5. R3 = 1,5 .18 = 27Ω Cách 2: 0.25đ Cường độ dòng điện trong mạch chính: I= I1 + I2 +I3 = 4A (1) 0.25đ I 2 R1 Ta có: = = 2 I2 = 2I1 (2) 0.25đ I1 R2 I 3 R1 = =3 I3 = 3I1 (3) 0.5đ I1 R3 Từ (1), (2) và (3) giải ra ta được: I1 + 2I2 +3I3 = 4A 0.25đ I1 = 4/6A; I2 = 4/3A; I3 = 2A Giá trị các điện trở R1, R2, R3: 0.25đ U 36 36.6 R1= = = =54Ω I1 4 / 6 4 0.25đ U 36 36.4 R2 = = = = 27Ω I 2 4 / 3 3 U 36 R3 = = =18Ω I 3 2 Bài 5 Ta có: UAB = 12V (3 điểm) Mắc vôn kế giữa hai đầu R1: R1 R2 A B I1 +Iv = I2 4 4 8 1 1 2 0.5đ + = Hay + = (1) V R1 Rv R2 R1 Rv R2 Mắc vôn kế giữa hai đầu R2: I’1 = I’2 + I’v 0.5đ 6 6 6 1 1 1 R1 R2 A = + Hay = + (2) B R1 R2 Rv R1 R2 Rv 0.5đ V Từ (1) và (2) suy ra: 3R1=2R2 Khi không mắc vôn kế: 0.5đ U1+ U2 = UAB = 12V 31
3U1 =2U2 0.5đ 2U => U1 = = 4.8V 5 0.5đ 3U => U2 = = 7.2V 5 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ THANH HÓA NĂM HỌC: 2015 – 2016 Môn: Vật lí - Lớp 9 Đề chính thức Đề thi gồm có: 1 trang Ngày thi: 13 tháng 10 năm 2015 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ BÀI Câu1:(3 điểm) Có ba ống giống nhau và thông đáy chứa nước chưa đầy (hình 1). Đổ vào ống bên trái một cột dầu cao H 1 = 10cm và đổ vào ống bên phải một cột dầu cao H 2 = 14cm. Hỏi mực nước ở ống giữa sẽ dâng lên cao bao 3 nhiêu? Cho biết trọng lượng riêng của nước d 1 = 10000N/m , của dầu d 2 = 8000N/m3. Câu 2:(2điểm) Một tòa nhà cao tầng (mỗi tầng cao 3,4m) dùng thangmáy có Hình1 khối lượng 200kg và sức chở tối đa được 16 người, mỗi người có khối lượn trung bình 50kg. Thang máy lên đều, mỗi chuyến từ tầng 1 lên tầng 10 nếu không dừng ở các tầng khác thìmất thời gian 1 phút. Bỏ qua lực cản lại chuyển động của thang máy. Tính công suất tối thiểu của động cơ thang máy. Câu3:(4 điểm) Một thau nhôm khối lượng 0,5kg đựng 2kg nước ở 20oC. a) Thả vào thau nước một thỏi đồng có khốilượng 200g lấy ở lò ra. Nước nóng đến 21,2 oC. Tìm nhiệt độ của bếp lò. Biết nhiệt dung riêng của nhôm, nước, đồng lần lượt là: c1=880J/kg.K; c2=4200J/kg.K; c3=380J/kg.K. Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường xung quanh. b) Thực ra, trong trường hợp này, nhiệt lượng toả ra môi trường là 10% nhiệt lượng cung cấp cho thau nước. Tìm nhiệtđộ thực sự của bếp lò. A B R Câu4: (5điểm) Cho mạch điện như hình 2. Trong đó: R =R =4; 5 1 2 /+ - / R =3; R =6; R =12; U =6V không đổi; điện trở của dây 3 4 5 AB R R dẫn và khoá không đáng kể. 3 4 D a) Khi K mở, tính điện trở tương đương của đoạn mạch và cường độ dòng điện qua mỗi điện trở. R b) Khi K đóng, tính cường độdòng điện qua khoá K? 2 R c) Thay K bằng một vôn kế thì vôn kế chỉ bao nhiêu? (Biết điện 1 C K trở của vôn kế đủ lớn để có thể bỏ qua dòng điện chạy qua nó). Câu5:(4 điểm) Cho hai gương phẳng M, N đặt song song,có Hình 2 32
mặt phản xạ quay vào nhau và cách nhau một khoảng AB=d=30cm (hình 3). Giữa hai gương có một điểm sáng S cách gương M một khoảng SA=10cm. M N Một điểm S' nằm trên đường thẳng SS' song song với hai gương, SS'=60cm. S’ a) Hãy trình bày cách vẽ tia sáng xuất phát từ S đến S' trong hai trường hợp: ' - Đến gương M tại I rồi phản xạ đến S'. - Đến gương M tại J, phản xạ đến gương N tại K rồi phản xạ đến S'. b) Hãy tính các khoảng cách I, J, K đến đoạn thẳng AB Câu 6:(2 điểm) Một lọ nhỏ bằng thuỷ tinh đựng đầy thuỷ ngân, được nút chặt bằng nút thuỷ tinh. Tìm cách xác khối lượng thuỷ ngân trong lọ mà không A S B được mở nút, biết khối lượng riêng của thuỷ ngân và thuỷ tinh lần lượt là D 1 Hình 3 và D2. Cho các dụng cụ: bình chia độ, nước, cân và bộ quả cân. (HẾT) Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Phòng thi: Họ tên, chữ kí giám thị 1: Họ tên, chữ kí giám thị 2: PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ THANH HÓA NĂM HỌC: 2015 – 2016 HƯỚNG DẪN CHẤM- MÔN: VẬT LÍ - LỚP 9 Câu 1: (3 điểm) Ta có hình vẽ: H1 H2 0,25điểm h3 h h1 h2 A C B a ) b ) Hình 1 Từ hình 1 ta có áp suất tại các điểm A, B, C ở đáy bình thông nhau do các chất lỏng gây ra: pA = d1.h1 +d2.H1 pB = d1.h2 +d2 .H2 0,75điểm pC = d1.h3 d2 Do pA = pC nên d1.h1 + d2 .H1 = d1.h3=>h1 = h3 - H1. (1) 0,5điểm d1 d2 Và pB = pC nên d1.h2 +d2 .H2 = d1.h3=>h2 = h3 - H2. (2) 0,5điểm d1 Vì V không đổi nên: h + h + h = 3h (3) nước 1 2 3 0,25điểm 33
d2 d2 Thay(1) và (2) vào (3) ta có: h3 - H1. + h3 - H2. + h3 = 3h d1 d1 0,25điểm d2 => 3h3 - 3h = (H1 + H2). d1 d2 Nước ở ống giữa sẽ dâng lên một đoạn: h3 - h = (H1 + H2). 0,25điểm 3.d1 3 Thay số với H1 = 10cm = 0,1m, H2 = 14cm = 0,14m, d1 = 10000 N/m 3 và d2 = 8000 N/m ta có: 8000 0,25điểm h - h = (0,1+0,14). = 0,064(m) = 6,4cm 3 3.10000 Câu 2:(2 điểm) Thang máy chuyển động thẳng đều và bỏ qua lực cản lại chuyểnđộng của thang máy nên lực kéo của động cơ là: 0,5điểm F =Pth + Png =10.(mth + mng)= 10.(200+16.50)=10000(N) Để lên đến tầng 10, thang máy phải vượt qua 9 tầng. Vậy độ cao thang máy phải vượt qua là: h = 3,4 . 9 = 30,6(m) 0,5điểm Công phải tiêu tốn tối thiểu cho mỗi lần lên là: A = F.h = 10000 . 30,6 = 306000 (J) 0,5điểm Công suất tối thiểu của động cơ kéo thang máy là: A 306000 0,5điểm = 5100(W) P t 60 Câu 3:(4 điểm) a) Gọi t là nhiệt độ ban đầu của bếp lò, cũng là nhiệtđộ ban đầu của thỏiđồng. Gọi m 1, m2, m3, lần lượt là khối lượng của thau nhôm, của nước và của thỏiđồng. Ta có m3=200g=0,2kg 0,5điểm Nhiệt lượng thau nhôm nhận được để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 21,2oC: Q1 = m1c1(t2-t1) 0,5điểm Nhiệt lượng nước nhận được để tăng nhiệt độ từ 20oC đến 21,2oC: 0,5điểm Q2 = m2c2(t2-t1) Nhiệt lượng thỏi đồng toả ra khi giảm nhiệt độ từ t(oC) xuống 21,2oC: 0,5điểm Q3 = m3c3(t-t2) Vì bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường xung quanh nên theo phương trình cân bằng nhiệt ta có : 0,5điểm Q3 = Q1 + Q2 Hay : m3c3(t-t2) = m1c1(t2-t1) + m2c2(t2-t1) m1c1 m 2c 2 . t 2 t1 => t = t 2 0,5điểm m3c3 0,5.880 2.4200 . 21,2 20 = 160,78( 21.2 oC) 0,2.380 b) Thực tế do có sự toả nhiệt ra môi trường nên phương trình cân bằng nhiệt được viết lại : Q3 = Q1 + Q2 + 10%.(Q1 + Q2) = 1,1.(Q1 + Q2) 0,5điểm Hay : m3c3(t’-t2) = 1,1.(m1c1+ m2c2)(t2-t1) 1,1. m1c1 m2c2 . t 2 t1 => t ‘= t 2 0,5điểm m3c3 34
1,1. 0,5.880 2.4200 . 21,2 20 = 174,74( 21.2 oC) 0,2.380 Câu 4:(5 điểm) a) Khi K mở không có dòng điện qua R4 và R5 nên I4 = 0; I5 = 0 0,5điểm Mạch điện được mắc như sau: R3 // (R1 nt R2) 0,25điểm Ta có: R12 = R1 + R2 = 4+4 = 8() 0,25điểm Điện trở tương đương của đoạn mạch là: R 3.R12 3.8 24 0,25điểm Rtđ = () R 3 R12 3 8 11 U 6 AB 2,75 A Dòngđiện qua R3 là: I3= 0,25điểm R 3 24 11 U AB 6 Dòngđiện qua R1 và qua R2 là : I1 = I2 = 0,75 A 0,5điểm R12 8 b) Khi K đóng : Vì điện trở của dây dẫn và khoá không đáng kể nên chập các điểm C và D. Mạch 0,25điểm điện được vẽ lại như hình 2: [(R2 // R4 // R5) nt R1] // R3 R3 R2I2 A I1 R1 CR4 B + - 0,25điểm R5 Hình2 R3 R2 I2 1 1 1 1 1 1 1 1 Ta có: => R245 = 2() 0,25điểm R A2 4 5 R 2 I1 R R4 1 R C5 R4 4 6 1 2 B 2 R1245 = R1 + R245 = 4 + 2 = 6() 0,25điểm R5 U AB 6 Cường độ dòng điện qua R1: I1 = = 1(A) 0,25điểm R1245 6 Suy ra UCB = I1 . R245 = 1.2 = 2(V) U CB 2 0,25điểm Cường độ dòng điện qua R2 : I2 = = 0,5(A) R 2 4 A B R5 /+ - / R3 R4 D 0,25điểm R2 I1 R1 I2 C IKK Hình 3 Trong mạch điện ở hình 3, xét tại nút C ta có: 0,25điểm 35
IK=I1 - I2 = 1 - 0,5 = 0,5(A) Vậy khi K đóng thì cường độ dòng điện qua khóa K là: IK = 0,5A c) Khi thay khoá K bằng một vôn kế có điện trở đủ lớn để có thể bỏ qua dòng điện chạy qua nó thì 0,5điểm cácđiện trởđược mắc như câu a: R3 // (R1 nt R2) Từ kết quả câu a ta có: U =I . R = 0,75 . 4 = 3 (V) 2 2 2 0,5điểm Vậy vôn kế chỉ UV=U2 = 3V Câu 5: (4,0 điểm) a) M N S' H S2 K I 1,0 điểm P J Hình 4 S (Mỗi trường1 hợpA vẽđúngS cho 0,5 điểm)B Lấy S đối xứng với S qua gương M. Nối S S' cắt gương M tại I. 1 1 0,5 điểm Vậy SIS' là tia cần vẽ. Lấy S đối xứng S' qua gương N. Nối S S cắt gương M tại J, cắt gương N tại K. Vậy SJKS' là tia 2 1 2 0,5 điểm cần vẽ. SS' 60 b) Xét ∆SS S' có AI là đường trung bình nên: AI 30(cm) 0,5 điểm 1 2 2 Ta có: S1S = 2.SA = 2.10 = 20(cm) SB = AB - AS = 30 - 10 = 20(cm) =>S’S2 = 2. SB= 2.20 = 40 (cm) SP SS 20 1 0,5 điểm 1 Xét∆SS1P đồng dạng với∆S'S2P : S P S S2 40 2 SP 1 1 => => SP SS 20(cm) SS 3 3 0,5 điểm SP 20 Xét ∆SS P có AJ là đường trung bình nên: AJ = 10(cm) 1 2 2 S’P = SS’ - SP = 60-20 =40 (cm) S'P 40 0,5 điểm Xét ∆S S'P có HK là đường trung bình nên: HK = 20(cm) 2 2 2 Câu 6: (2,0 điểm) - Dùng cân xác định khối lượng tổng cộng của cả lọ m (Gồm khối lượng của thuỷ ngân m1 và khối lượng của thuỷ tinh m2): m= m1+ m2 (1) 0,5 điểm -Dùng bình chia độ xác định thể tích V của cả lọ bao gồm thể tích V1 của thuỷ ngân và thể tích V2 m1 m2 1,0 điểm của thuỷ tinh: V= V1+ V2 = + (2) D1 D2 D1(m - VD2 ) Rút m2 từ (1) thay vào (2) được khối lượng của thuỷ ngân: m1 = 0,5 điểm D1 - D2 36
(HẾT) Lưu ý: Các cách giải khác đúng cho điểm tương đương. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN kú thi chän häc sinh giái tØnh líp 9 thcs n¨m häc 2010 - 2011 ĐỀ THI CHÍNHTHỨC Môn thi: VẬT LÝ- BẢNG B Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (3,0 điểm). Một chiếc thuyền bơi từ bến A đến bến B ở cùng một bên bờ sông với vận tốc đối với nước là v1 = 3km/h. Cùng lúc đó một ca nô chạy từ bến B theo hướng đến bến A với vận tốc đối với nước là v2 = 10km/h. Trong thời gian thuyền đi từ A đến B thì ca nô kịp đi được 4 lần quãng đường đó và về đến B cùng một lúc với thuyền. Hãy xác định hướng và độ lớn vận tốc của nước sông. Câu 2 (4,0 điểm). 0 Một bình hình trụ có bán kính đáy R1 = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t1 = 20 c. 0 Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R2 = 10cm ở nhiệt độ t2 = 40 c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. 3 3 Cho khối lượng riêng của nước D1 = 1000kg/m và của nhôm D2 = 2700kg/m , nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/kg.K và của nhôm C2 = 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường. a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. 0 b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng 3 và nhiệt dung riêng của dầu D3 = 800kg/m và C3 = 2800J/kg.K. Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình? Câu 3 (5,0 điểm). Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R0, được mắc với nhau theo những cách khác nhau. Lần lượt nối các đoạn mạch đó vào một nguồn điện không đổi luôn mắc nối tiếp với một điện trở r. Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp (cách 1), hoặc khi 3 điện trở trên mắc song song (cách 2) thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở đều bằng 0,2A. a. Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 trong những cách mắc còn lại. b. Trong mọi cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất? Nhiều nhất? Câu 4 (4,0 điểm). U Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện U có hiệu điện R R1 thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R = 3Ω, bóng đèn có điện trở 2 1 P không đổi R Đ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. Đ C R a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí N X M điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2. R b. Xác định giá trị của đoạn biến trở R X ( từ M tới C) để K đèn tối nhất khi khóa K mở. A Câu 5 (4,0 điểm). Vật AB xác định (A nằm trên trục chính) đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh thật lớn gấp 4 lần vật. Nếu đưa vật lại gần thấu kính thêm 4cm cũng như gần thêm 6cm sẽ cho ảnh có cùng độ lớn. Không dùng công thức thấu kính, hãy tính khoảng cách ban đầu của vật so với thấu kính và tiêu cự của thấu kính đó. 37
- - - Hết - - - Hä vµ tªn thÝ sinh: Sè b¸o danh: 38
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Vật lý – Bảng B Câu Nội dung Câu 1 Gọi khoảng cách giữa hai bến sông là S = AB, giả sử nước chảy từ A đến B với vận tốc u ( u < 3km/h ) S - Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: t1 = v1 u 2S 2S - Thời gian chuyển động của ca nô là: t2 = v2 u v2 u S 2S 2S Theo bài ra: t1 = t2 = v1 u v2 u v2 u 1 2 2 2 2 Hay: = u 4v2u 4v1v2 v2 0 (1) v1 u v2 u v2 u Giải phương trình (1) ta được: u - 0,506 km/h Vậy nước sông chảy theo hướng BA với vận tốc gần bằng 0,506 km/h Câu 2 a Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt (2,25) - Khối lượng của nước trong bình là: 1 4 m = V .D = ( R2 .R - . R3 ).D 10,467 (kg). 1 1 1 1 2 2 3 2 1 4 - Khối lượng của quả cầu là: m = V .D = R3 .D = 11,304 (kg). 2 2 2 3 2 2 - Phương trình cân bằng nhiệt: c1 m1 ( t - t1 ) = c2 m2 ( t2 - t ) c m t c m t Suy ra: t = 1 1 1 2 2 2 = 23,70 c. c1m1 c2 m2 b - Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là: (1,75) m1D3 m3 = = 8,37 (kg). D1 - Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là: c1m1t1 c2 m2t2 c3m3t3 0 tx = 21 c c1m1 c2 m2 c3m3 - Áp lực của quả cầu lên đáy bình là: 1 4 3 F = P2- FA= 10.m2 - . R ( D + D ).10 75,4(N) 2 3 2 1 3 Câu 3 39
a Các cách mắc còn lại gồm: (4,0) Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r Theo bài ra ta lần lượt có cđdđ trong mạch chính khi mắc nối tiếp: U Int = 0,2A (1) R1 R2 R3 r r 3R0 Cđdđ trong mạch chính khi mắc song song: R1 U I = 3.0,2 0,6A (2) r ss R R2 r 0 3 R3 r 3R Từ (1) và (2) ta có: 0 3 r R R 0 r 0 3 Đem giá trị này của r thay vào (1) U = 0,8R0 Với cách mắc 3: [(R0//R0)ntR0]nt r [(R1//R2)ntR3]nt r (đặt R1 = R2 = R3 = R0) U 0,8R0 Cđdđ qua R3: I3 = 0,32A R 2,5R R1 r R 0 0 0 2 R3 r I 3 R2 Do R1 = R2 nên I1 = I2 = 0,16A 2 R1 R2 Với cách mắc 4: Cđdđ trong mạch chính r U 0,8R I 0 0,48A 4 2.R .R 5R R r 0 0 0 3 3R0 3 Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm 2 điện trở R0: 2.R0 .R0 U12 = I 4 . 0,32R0 cđdđ qua mạch nối tiếp này là: 3R0 / / U1 0,32R0 / I 1 = I 2 = 0,16A cđdđ qua điện trở còn lại là I 3 = 0,32A 2R0 2R0 b Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U.I sẽ (1,0) nhỏ nhất khi I trong mạch chính nhỏ nhất cách mắc 1 sẽ tiêu thụ điện năng ít nhất và cách mắc 2 sẽ tiêu thụ điện năng lớn nhất. Câu 4 a Khi K đóng và con chạy ở đầu N thì toàn bộ biến trở MN mắc song song (1,5) với ampe kế. Khi đó mạch điện trở thành: (R2 // Đ) nt R1 Lúc này ampe kế đo cường độ dòng điện mạch chính U 21 R 5,25 (1) tm I 4 Rđ .R2 4,5.R2 Mặt khác: Rtm R1 3 (2) Rđ R2 4,5 R2 Từ (1) và (2) giải ra: R2 = 4,5Ω b Gọi điện trở của phần biến trở từ M tới con chạy là RX, như vậy điện trở (2,5) của đoạn từ C đến N là R - RX. 40
Khi K mở mạch điện thành: R ntR nt{R //[(R-R ntR )]} 1 X 2 X đ U R1 Đ R-RX RX P N C M R2 2 (R RX Rđ )R2 RX 6RX 81 Điện trở toàn mạch: Rtm RX R1 R RX Rđ R2 13,5 RX U U (13,5 RX ) Cường độ dòng điện ở mạch chính: I 2 Rtm RX 6RX 81 U (13,5 RX ) (9 RX ).4,5 4,5U (9 RX ) UPC = I.RPC = 2 . 2 RX 6RX 81 13,5 RX RX 6RX 81 U PC 4,5U Cường độ dòng điện chạy qua đèn: I đ 2 (3) 9 RX RX 6RX 81 Đèn tối nhất khi Iđ nhỏ nhất. Mẫu của biểu thức trong vế phải của (3) là một tam thức bậc hai mà hệ số của RX âm. Do đó mẫu đạt giá trị lớn nhất khi: 6 4,5.U R 3 hoặc phân tích: I để R = 3  X d 2 X 2.( 1) 90 (Rx 3) Vậy khi Rx = 3Ω thì Iđ nhỏ nhất, đèn tối nhất. Câu 5 N B A A A / F O F/ A A A B/ A A/ O A/ B / - Từ hình vẽ ta có: AOB ~ A/ OB / 4 A/ O 4AO AO AB ∆ONF/ ~ ∆ A/B/F/ A/ B / A/ B / OA/ f 4.OA f 4 4 f 0,8.OA (1) ON AB f f Do cùng một vật đặt trước 1 TKHT không thể có 2 ảnh thật bằng nhau nên: - Khi OA1 = OA – 4, thấu kính cho ảnh thật 41
- Khi OA2 = OA – 6, thấu kính cho ảnh ảo I A B1 A1 / F O F/ A1 A A / / B 2 B1 A K B2 A / A 2 A2 F O F/ / A Trường hợp ảnh thật: / / / / / / / / / / A1 B1 F A1 F B1 Do ∆IOF ~ ∆B 1A 1F / / (*) A1B1 OF IF / / / / / / / / / F B1 OF F B1 OF f Do ∆F OB 1 ~ ∆IB1B 1 / / / / / IB1 B1I IB1 F B1 B1I OF OA1 f / / F B1 f hay / ( ) IF OA1 f A/ B / f Từ (*) và ( ) 1 1 (2) A1B1 OA1 f / / / / / / / Trường hợp ảnh ảo: Ta có ∆KOF ~∆B 2A 2F và ∆B 2KB2~∆B 2F O / / / A2 B2 OF f Tương tự như trên ta có: / (3) A2 B2 OF B2 K f A2O / / / / Mặt khác: A 1B 1 = A 2B 2 ; A1B1 = A2B2 = AB (4) Từ (2), (3), (4) OA1 – f = f – OA2 (5) Mà OA1 = OA – 4; OA2 = OA – 6 OA – f = 5 (6) Từ (1) và (6) OA = 25cm, f = 20cm UBND TỈNH BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn: Vật lý - Lớp 9 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 24 tháng 3 năm 2016 === 42
Câu 1. (4.0 điểm) Một người đứng quan sát chuyển động của đám mây đen từ một khoảng cách an toàn. Từ lúc người đó nhìn thấy tia chớp đầu tiên phát ra từ đám mây, phải sau thời gian t 1 = 20s mới nghe thấy tiếng sấm tương ứng của nó. Tia chớp thứ hai xuất hiện sau tia chớp thứ nhất khoảng thời gian T1 = 3phút và sau khoảng thời gian t 2 = 5s kể từ lúc nhìn thấy tia chớp thứ hai mới nghe thấy tiếng sấm của nó. Tia chớp thứ ba xuất hiện sau tia chớp thứ hai khoảng thời gian T 2 = 4phút và sau khoảng thời gian t 3 = 30s kể từ lúc nhìn thấy tia chớp thứ ba mới nghe thấy tiếng sấm của nó. Cho rằng đám mây đen chuyển động không đổi chiều trên một đường thẳng nằm ngang, với vận tốc không đổi. Biết vận tốc âm thanh trong không khí là u = 330m/s; vận tốc ánh sáng là c = 3.108m/s. Tính khoảng cách ngắn nhất từ đám mây đen đến người quan sát và vận tốc của đám mây đen. R3 Câu 2. (5.0 điểm) Cho ba điện trở R 1, R2 và R3 = 16Ω, các điện trở chịu được hiệu điện thế tối đa tương ứng là U 1 = U2 = 6V; U3 = 12V. A Người ta ghép ba điện trở trên thành mạch điện như hình vẽ 1, biết điện B trở tương đương của mạch đó là RAB = 8Ω. R1 R2 1. Tính R1 và R2 biết rằng nếu đổi chỗ R 3 với R 2 thì điện trở của mạch là RAB = 7,5Ω. Hình vẽ 1 2. Tính công suất lớn nhất mà bộ điện trở chịu được. 3. Mắc nối tiếp đoạn mạch AB như trên với đoạn mạch BC gồm các bóng đèn cùng loại 4V-1W. Đặt vào hai đầu AC hiệu điện thế U = 16V không đổi. Tính số bóng đèn nhiều nhất có thể sử dụng để các bóng sáng bình thường và các điện trở không bị hỏng. Lúc đó các đèn ghép thế nào với nhau? Câu 3. (3.0 điểm) Trong một bình nước rộng có một lớp dầu dày d = 1,0cm. Người ta thả vào bình một cốc hình trụ thành mỏng, có m khối lượng m = 4,0g và có diện tích đáy S = 25cm 2. Lúc đầu cốc không chứa gì, đáy cốc nằm cao hơn điểm chính giữa của lớp dầu. Sau đó rót dầu vào cốc tới miệng thì mực dầu trong cốc cũng ngang d mực dầu trong bình. Trong cả hai trường hợp đáy cốc đều cách mặt a nước cùng một khoảng bằng a (hình vẽ 2). Xác định khối lượng 3 a riêng ρ1 của dầu, biết khối lượng riêng của nước là ρ0 = 1,0g/cm . Câu 4. (5.0 điểm)(Học sinh được sử dụng công thức thấu kính) Hình vẽ 2 1. Theo thứ tự có 3 điểm A, B, C nằm trên quang trục chính xy của một thấu kính, cho AB = 24cm, AC = 30cm. Biết rằng, nếu đặt điểm sáng tại A thì ta thu được ảnh thật của nó tạo bởi thấu kính ở C; nếu đặt điểm sáng tại B thì ta thu được ảnh ảo của nó tạo bởi thấu kính cũng ở C. Hãy xác định loại thấu kính và nó đặt ở khoảng nào (có giải thích); tính khoảng cách từ thấu kính đến điểm A và điểm B. 2. Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính 12cm. Dịch chuyển thấu kính theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính với vận tốc 5cm/s. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng giữ cố định? Câu 5. (3.0 điểm) Trong ba bình cách nhiệt giống nhau đều chứa lượng dầu như nhau ở nhiệt độ của phòng. Đốt nóng một hình trụ kim loại rồi thả vào bình thứ nhất. Sau khi bình thứ nhất thiết lập cân bằng nhiệt, ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai. Sau khi bình thứ hai thiết lập cân bằng nhiệt, ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba. Nhiệt độ của dầu trong bình thứ ba tăng bao nhiêu nếu dầu trong bình thứ hai tăng 50C và trong bình thứ nhất tăng 200C. === HẾT === Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị coi thi không giải thích gì thêm 43
UBND TỈNH BẮC NINH HƯỚNG DẪN CHẤM SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015- 2016 Môn: Vật lý - Lớp 9 Ngày thi: 24 tháng 3 năm 2016 === Câu Nội dung Điểm Câu 1 Ký hiệu A; B; C là các vị trí đám mây phát tia chớp tương ứng 1; 2; 3 (4.0đ) Gọi D là vị trí người quan sát, S1; S2; S3 là các đường đi của âm thanh và ánh sáng, ta có 0.25 đ các phương trình sau: 푆1 푆1 0.25 đ + 20 = →푆 ≈ 6600 1 푆2 푆2 0.25 đ + 5 = →푆 ≈ 1650 2 푆3 푆3 0.25 đ +30 = →푆3 ≈ 9900 A H B C v h S2 S1 S3 D Đặt S2 = a →S1 = 4a; S3 = 6a 0.25 đ Gọi H là vị trí của đám mây gần người quan sát nhất, DH=h, AH=x.Vận tốc đám mây là v. 0.25 đ Ta có: = 푣. 1 = 푣.( 1 + 2) 0.25 đ Ta được các phương trình: 2 2 2 2 푆1 = 16 = ℎ + (1) 0.25 đ 2 2 2 2 푆2 = = ℎ +(푣. 1 ― ) (2) 0.25 đ 2 2 2 2 푆3 = 36 = ℎ +(푣. 1 +푣. 2 ― ) (3) 0.25 đ 2 Từ phương trình (1) và (2): 15 = 푣. 1(2 ― 푣. 1) 0.25 đ 2 Từ phương trình (1) và (3): 20 = (푣. 1 + 푣. 2)(푣. 1 + 푣. 2 ―2 ) 0.25 đ 15 2 20 2 Ta được 2 ― 푣. = = 푣. ― 1 푣. 1 2 푣. 1 + 푣. 2 2 2 Hay 푣 = 15 + 20 = 38,54 /푠 0.5 đ 1. 2 ( 1 + 2). 2 Thay vào trên ta được: = 6412m và h=1564m 0.5 đ Học sinh có thể nhận xét: tốc độ ánh sáng rất lớn nên thời gian ánh sáng truyền từ tia chớp đến người quan sát là tức thời do đó: 푆 ≈ .푡 vẫn cho điểm tối đa Câu 2 1. 5.0đ (푅1 + 푅2)푅3 16(푅1 + 푅2) 푅 = = = 8 푅1 + 푅2 + 푅3 푅1 + 푅2 + 16 0.25 đ → R1 + R2 = 16Ω (*) 0.25 đ Khi đổi chỗ R3 với R2 0.25 đ 45
(푅1 + 푅3)푅2 (푅1 + 16)푅2 푅 = = = 7,5 푅1 + 푅2 + 푅3 16 + 16 →푅2(푅1 + 16) = 7,5(16 + 16) = 240 (1) Từ (*) → R2 + (R1 + 16) =32 (2) 0.25 đ Từ (1) và (2) ta thấy R2 và R1 + 16 là 2 nghiệm của phương trình bậc 2: 0.25 đ 2 x - 32x + 240 = 0, phương trình có 2 nghiệm x1 = 20Ω và x2 =12Ω 0.25 đ Vậy R2 = x2 = 12Ω R1 + 16 = 20 => R1 = 4Ω 2. R1 và R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2 0.25 đ => U1/U2 = R1/R2 = 2/6 0.25 đ Vậy nếu U2max =6V 0.25 đ thì lúc đó U1 = 2V và U3 = UAB = U1 + U2 = 8V (U3max) 0.25 đ Vậy hiệu điện thế UABmax =8V 0.25 đ 2 Công suất lớn nhất bộ điện trở đạt được là Pmax = U Abmax/RAB = 8W 0.25 đ 3. R Rbộ đèn AB B 0.25 đ A C U = 16V 2 Mỗi bóng có Rđ =U đ/P = 16Ω và cường độ định mức Iđ = 0,25A 0.25 đ Theo câu 2 ta tính được cường độ dòng lớn nhất mà bộ điện trở chịu được là 1A và đoạn 0.25 đ AB có điện trở RAB = 8Ω mắc nối tiếp với bộ bóng đèn như hình vẽ. Ta có phương trình công suất: P = P – P = 16.I – 8.I2 (*) và điều kiện I≤ 1A 0.25 đ BC AC AB 0.25 đ Từ (*) 푃 = 8푊, lúc đó I = 1A 0.25 đ Vậy số bóng nhiều nhất có thể mắc là 8 bóng Hiệu điện thế UBC = UAC - UAB = 8V Mà Uđ = 4V vậy có 2 cách mắc các bóng: Cách 1: các bóng mắc thành 4 dãy song song nhau, mỗi dãy có 2 bóng mắc nối tiếp. 0.25 đ Cách 2: các bóng mắc thành 2 dãy nối tiếp nhau, mỗi dãy có 4 bóng mắc song song. 0.25 đ Câu 3 Lúc đầu cốc không chứa gì và nổi trong dầu thì trọng lượng của cốc cân bằng với lực 0.25 đ 3.0đ đẩy Acsimet của dầu: 0.25 đ 10.mcốc = FA1 = 10(d - a)S.ρ1 (1) Sau khi rót dầu tới miệng cốc rồi thả vào bình thì trọng lượng của cốc dầu cân bằng lực 0.25 đ đẩy Acsimet của nước và dầu: 0.25 đ 10.mcốc + 10(d + a)S.ρ1 = FA2 = 10.d.S.ρ1 + 10.a.S.ρ0 (2) Thay (1) vào (2) rồi rút gọn ta được: d.ρ1 = a.ρ0 휌1 0.25 đ → = (3) 휌0 Thay (3) vào (1) ta được: 푆 2 휌1 ― 푆휌1 + ố = 0 0.25 đ 휌0 Thay số ta được: 0.25 đ 46
2 3 6 25휌1 ― 25.10 휌1 + 4.10 = 0 3 3 Giải phương trình bậc 2 trên, ta được hai nghiệm là: ρ1 = 800kg/m và ρ2 = 200kg/m 0.25 đ (loại) vì thay vào (3) ta được a = 0,2cm hay đáy cốc nằm thấp hơn điểm chính giữa của 0.5 đ lớp dầu. 3 0.5 đ Vậy ρ1 = 800kg/m . Câu 4 1) Để thu ảnh thật ở C, thấu kính là thấu kính hội tụ 0.25đ 5.0đ và hai điểm A và C nàm ở hai bên thấu kính. 0.25đ Đặt điểm sáng ở B thu được ảnh ảo ở C, chứng tỏ hai điểm B và C nằm một bên thấu kính và điểm B phải gần thấu kính hơn. 0.25đ Vậy thấu kính phải đặt trong khoảng AB. 0.25đ Gọi d là khoảng cách từ A đến thấu kính, khi đặt vật ở A vị trí của vật và ảnh tương ứng ′ là d1 = d và 1 = 30 ― (1) ′ Còn khi đặt vật ở B thì d2 = 24 – d và 2 = ― (30 ― ) = ― 30 (2) 0.25đ ′ ′ = 1 1 = 2 2 0.5đ ′ ′ 1 + 1 2 + 2 Thay (1) và (2) vào ta có: d=20cm 0.25đ Vậy thấu kính cách A là 20cm và cách B là 4cm 0.5đ 2) Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm trục phụ OI song song với tia tới SK. Vị trí ban đầu của thấu kính O. K I S O S1 H 0.5đ F’ O1 S2 Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển được một quãng đường OO1, nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường S1S2 Vì OI//SK 푆1 → = (1)O1H//SK 푆1푆 푆퐾 0.25đ 푆2 1 1 → = (2) 푆2푆 푆퐾 Xét tứ giác OO1HI có OI//O1H và OO1//IH → OO1HI là hình bình hành → OI=O1H (3) Từ (1), (2), (3) 푆1 푆2 1 0.25đ → = (4) 푆1푆 푆2푆 Mặt khác: OI//SK 푆1 푆1 푆1 → = = ( ∗ ) 퐾 푆 12 0.25đ IF’//OK 푆1 푆1퐹′ 푆1 ― 8 → = = ( ∗∗ ) 퐾 퐹′ 8 0.25đ Từ (*) và ( ) 47
푆1 푆1 ― 8 0.25đ → = →푆 = 24 (5) 12 8 1 Từ (4) và (5) 1 1 0.25đ → = 푆1푆2 3 Vận tốc của thấu kính là v, vận tốc của ảnh là v1 thì: 1 푣푡 1 = = →푣1 = 3푣 = 15 /푠 푆1푆2 푣1푡 3 0.5đ Câu 5 Gọi nhiệt độ của phòng là t0; nhiệt dung của bình dầu là q1 và của khối kim loại là q2, x 0.5đ 3.0 đ là độ tăng nhiệt độ của bình 3. Sau khi thả khối kim loại vào bình 1 thì nhiệt độ của bình dầu khi cân bằng nhiệt là (t0 + 20). Sau khi thả khối kim loại vào bình hai thì nhiệt độ của bình dầu khi cân bằng là (t + 5). 0 0.5đ Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 2 là: q1.5 = q2[(t0 + 20) – (t0 + 5)] = q2.15 (1) 0.5đ Phương trình cân bằng nhiệt khi thả khối kim loại vào bình 3 là: q1.x = q2[(t0 + 5) – (t0 + x)] = q2(5 – x) (2) 0.5đ Chia vế với vế của (1) và (2) ta được: 5 15 = 5 ― 0.5đ → = 1,250 0.5đ Chú ý: + Học sinh có cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. + Nếu thiếu 1 đơn vị trừ 0.25 điểm nhưng không trừ quá 1 điểm cho toàn bài thi. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 NĂM HỌC 2013 -2014 HẢI DƯƠNG MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi: 20 tháng 3 năm 2014 ( Đề này gồm 05 câu, 01 trang) 2 Câu 1(2,0 điểm):Một bình hình trụ có tiết diện đáy S 1 = 100 cm đựng nước. Thả vào bình 2 một thanh gỗ hình trụ có chiều cao h = 20 cm, tiết diện đáy S 2 = 50 cm thấy chiều cao của nước trong bình là H = 20 cm. Biết khối lượng riêng của nước và của gỗ lần lượt là: 3 3 2 D1 = 1000 kg/m , D2 = 750 kg/m . Lấy g = 10 m/s . a. Tính chiều cao phần gỗ chìm trong nước. b. Cần nhấn khối gỗ đi xuống quãng đường nhỏ nhất là bao nhiêu để nó chìm hoàn toàn trong nước ? c.Tính công tối thiểu của lực cần thực hiện để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy bình ? Câu 2 (2 điểm): Dùng 1 nhiệt kế người ta đo liên tiếp nhiệt độ của một chất lỏng trong 2 bình nhiệt lượng kế.Số chỉ của nhiệt kế lần lượt là: 800C, 160C, 780C, 190C. a. Tìm số chỉ của nhiệt kế trong hai lần đo kế tiếp. b. Sau nhiều lần đo liên tiếp như trên thì số chỉ của nhiệt kế là bao nhiêu? Câu 3 (2,5điểm): Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó U = 24V luôn không đổi, R1 = 12, 48
R2 = 9, R3 là biến trở, R4 = 6 . Điện trở của ampe kế và các dây dẫn không đáng kể. + - a. Cho R3 = 6. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở U R1, R3 và số chỉ của ampe kế. R1 b. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. A Tìm R3để số chỉ vôn kế là 16V. c. Nếu di chuyển con chạy để R3 tăng lên thì số chỉ của R3 vôn kế thay đổi như thế nào ? R2 R4 Câu 4 (1,5 điểm): Một bình hình trụ có bán kính đáy là R1 = 20cm chứa nước ở nhiệt độ 0 t1 = 20 C đặt trên mặt bàn nằm ngang. Người ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính 0 R2 = 10cm ở nhiệt độ t 2 = 40 C vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu với bình và môi trường; cho biết 3 3 khối lượng riêng của nước là D 1 = 1000kg/m và của nhôm là D 2 = 2700kg/m ; nhiệt dung 2 riêng của nước là c1 = 4200J/kg.K và của nhôm là c2 = 880J/kg.K. Lấy g = 10 m/s ; = 3,14. 4 Công thức tính thể tích của hình cầu là:V = R 3 với R là bán kính hình cầu. 3 a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt. Tính áp lực của quả cầu lên đáy bình. 0 b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t3 = 15 C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng 3 riêng của dầu là D 3 = 800kg/m , nhiệt dung riêng của dầu là c 3 = 2800J/kg.K; bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa nước, quả cầu và dầu với bình và môi trường. Hãy xác định: nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt, áp lực của quả cầu lên đáy bình. Câu 5 (2,0 điểm):Hai điểm sáng S 1 và S2 cùng nằm trên trục chính, ở hai bên của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6 cm và 12 cm. Khi đó ảnh của S 1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau. a. Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên. b. Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính và xác định vị trí của ảnh. Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: Chữ kí giám thị 1: Chữ kí giám thị 2: HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 9 NĂM HỌC 2013- 2014 (Đáp án gồm 4 trang) CÂU NỘI DUNG ĐIỂM a. (0,75 điểm) Khi thanh gỗ nằm cân bằng các lực tác dụng lên thanh gỗ là: 0.25đ Trọng lực P, Lực đẩy Ac-si-mét FA có phương chiều được biểu diễn như hình vẽ: S2 Câu 1 FA (2 điểm) h P H S1 Goi x là chiều cao phần gỗ chìm trong nước. Vì thanh gỗ nằm cân bằng trên mặt nước nên: 49
P = FA 0.25đ 10.D2. S2.h = 10.D1.S2.x D 750 0.25đ x = 2 .h .0,2 0,15(m) 15cm D1 1000 b. (0,5 điểm) Chiều cao phần nổi của thanh gỗ là: h - x = 5cm Gọi quãng đường nhỏ nhất gỗ dịch chuyển xuống là a và chiều cao cột nước dâng lên là b. Ta có : S2.a = ( S1 - S2 ) .b 0.25đ Suy ra a = b Để khối gỗ chìm hoàn toàn trong nước : a + b = h - x = 5cm Do đó a = 2,5cm. 0.25đ c. (0,75 điểm) Quá trình lực thực hiện công để nhấn chìm gỗ xuống đáy bình được chia thành 2 giai đoạn : * Giai đoạn 1 : Từ khi bắt đầu nhấn đến khi gỗ chìm hoàn trong nước Lực ấn khối gỗ tăng dần từ 0 (N) đến Fmax = FA - P Fmax = FA - P = 10D1S2 h - 7,5 = 2,5(N) Khối gỗ phải dịch chuyển xuống dưới một đoạn : a = 0,025 m Công của lực cần thực hiện tối thiểu ở giai đoạn này là : 0 Fmax 0 2,5 A1 = .a .0,025 0,03125(J ) 2 2 0.25đ * Giai đoạn 2 : Từ khi gỗ chìm hoàn toàn trong nước đến khi gỗ chạm đáy bình . Giai đoạn này : Lực cần tác dụng luôn không đổi là F2 = 2,5N Gỗ phải dịch chuyển xuống dưới một đoạn là : x’ = H - a – x = 0,2- 0,15 – 0,025 = 0,025 (m) Công của lực cần thực hiện tối thiểu ở giai đoạn này là: A2 = F2 .x’ = 2,5. 0,025 = 0,0625 (J) 0.25đ Vậy công của lực cần thực hiện tối thiểu để nhấn chìm gỗ đến đáy bình tổng cộng là : A = A1 + A2 = 0,03125 + 0,0625 = 0,09375 (J) 0.25đ a. (1,25 điểm) Gọi q0, q1, q2 lần lượt là nhiệt dung của nhiệt kế ,của chất lỏng ở bình 0.25đ cách nhiệt thứ nhất và thứ hai. *Xét lần nhiệt kế chỉ 78 0C ở bình 1: Bình 1 đã toả nhiệt và hạ nhiệt độ từ 800C đến 780C; nhiệt kế thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ 16 0C đên 780C ta có phương trình cân bằng nhiệt: q1(80-78) = q0 (78-16) q1 = 31 q0 (1) 0.25đ Câu 2 *Tương tự xét lần nhiệt kế chỉ 190C ở bình 2: (2 điểm) 59 0.25đ q2(19-16) = q0(78-19) q2= q0 (2) 3 * Gọi 2 lần nhúng tiếp theo nhiệt kế chỉ x và y ta có các phương trình cân bằng nhiệt: 0.25đ q1(78-x) = q0(x-19) (3) 50
từ đó suy ra: x ≈ 76,20C 0.25đ q2(y-19 ) = q0(76,2 – y ) (4) Từ đó suy ra: y ≈ 21,80C b. (0,75điểm) Sau nhiều lần đo lên tiếp như trên thì nhiệt độ của nhiệt kế, bình 1và 0.25đ bình 2 bằng nhau. Gọi t là nhiệt độ của nhiệt kế khi nhiệt độ của chúng bằng nhau Ta có phương trình cân bằng nhiệt là: 0.25đ q1( 80- t ) = q0 ( t -16 ) + q2( t - 16 ) (5) Từ (1), (2), (5) tìm được t = 54,40C 0.25đ a. (1điểm) Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế : R3.R4 6.6 U R34 3 R3 R4 6 6 I I1 R1 R234 = R2 + R34 = 9 + 3 = 12 U 24 R3 I2 2A I3 0.25đ R234 12 U34 = I2.R34 = 2.3 = 6V U3 6 I2 I4 I 1A R2 R4 0.25đ 3 R 6 Câu 3 3 (2,5điểm) U 24 0.25đ I1 2A R1 12 Ia = I1 + I3 = 2 + 1 = 3A 0.25đ b. (1điểm) U Tìm R3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R3 = x U1 = U - UV = 24 - 16 = 8V R1 U1 8 2 V I1 A R1 12 3 0.25đ I R I R 1 2 1 2 R3 I2 R13 I2 I1 R1 R3 R2 I 9 9 R 1 2 R4 I 12 x 9 21 x 21 x 21 x 2 suy ra I  I  = I4 9 1 9 3 Ta có UV = U3 + U4 = I3.R3 + I4.R4 = I1.R3 + I4.R4 0.25đ 2 21 x 2 2x 4(21 x) 10x 84  x  6 16 3 9 3 3 9 9 0.25đ 10x + 84 = 144 suy ra x = 6 . Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R3 = 6 0.25đ c. (0,5điểm) Khi R3 tăng thì điện trở của mạch tăng U 0,25đ I I4 : giảm U4 = I.R4 :giảm Rtd U2 U2 = U – U4 : tăng I : tăng I1 = I – I2 :giảm 2 R 2 0,25đ 51
U1 = I1.R1 : giảm UV = U – U 1 : tăng. Vậy số chỉ của vôn kế tăng khi R3 tăng. a. (0,75 điểm) a) Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt: 2 1 4 3 Khối lượng của nước trong bình là: m1 = V1D1 = ( R .R2 - . .R 1 2 3 2 )D1, thay số ta tính được: m1 = 10, 46 kg 4 3 Khối lượng của quả cầu: m2 = D2.V2 = .R .D2, thay số ta được m2 3 2 = 11,304 kg 0,25đ Từ điều kiện bài toán đã cho, ta có phương trình cân bằng nhiệt: c1m1 (t – t1) = c2m2 (t2 – t), do đó ta có nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt: c m t c m t t = 1 1 1 2 2 2 , thay số ta tính được t 23,7 0C c1m1 c2m2 0,25đ Áp lực của quả cầu lên đáy bình : 1 4 3 F = Pcầu – FA(cầu) = 10m2 - 10. . R 2 D1 Câu 4 2 3 (1,5điểm) thay số ta được : F = 92,106 N 0,25đ b. (0,75 điểm) Tính khối lượng của dầu m3 : do thể tích của dầu và nước bằng nhau m1D3 nên khối lượng của dầu là : m3 = , thay số m3 = 8,368 kg D1 0,25đ Khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của hệ là tx, ta có phương trình : c1m1 (t – tx) + c2m2 (t – tx) = c3m3 (tx – t3) c1m1t1 c2m2t2 c3m3t3 tx = c1m1 c2m2 c3m3 0,25đ 0 thay số ta tính được tx 21,05 C Áp lực của quả cầu lên đáy bình : 1 4 3 F = Pcầu – FA(cầu) = 10m2 - . R (D1 + D3) 2 3 2 thay số ta được : F = 75,36 N 0,25đ a. (1 điểm) 52
Vẽ hình: N I M S' 0,5đ F S1 O F' S2 Giải thích: - Hai ảnh của S1 và của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải có một ảnh thật và một ảnh ảo. 0,25đ Câu 5 - Vì S1O < S2O S 1 nằm trong khoảng tiêu cự và cho ảnh ảo; S2 (2 điểm) nằm ngoài khoảng tiêu cự và cho ảnh thật. 0,25 đ b. (1điểm) - Gọi S’ là ảnh của S1 và S2. Ta có : S S S I S O 6 S I // ON 1 1 S O S N S O S O S I S O S O 6 S O OI//NF' = S F' S N S O f S O S O f f.S O = 6(S O + f) (1) 0,25đ S F S O S M - Vì S2I // OM , tương tự như trên ta có : S O S S2 S I S O f S O f.S O = 12(S O - f) (2) 0,25đ S O S O 12 Từ (1) và (2) ta có : f = 8 (cm) 0,25đ Vị trí của ảnh cách thấu kính là : S'O = 24 cm 0,25đ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG LỚP 9 THCS - NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm: 02 trang) Câu 1 (2,0 điểm): Có 3 người cùng xuất phát để đi từ vị trí A đến vị trí B cách A 36 km mà chỉ có 1 chiếc xe đạp chở được một người. Để cả ba người đến vị trí B cùng một lúc thì người đi xe đạp chở một người đến một vị trí rồi thả để người này đi bộ, sau đó người đi xe đạp quay trở lại để đón người đi bộ trước. Cho biết vận tốc khi đi bộ của hai người như nhau, không đổi và bằng 4 km/h, vận tốc khi đi xe đạp là không đổi và bằng 12 km/h, đoạn đường AB là thẳng và thời gian quay xe là không đáng kể. 53
1. Hãy xác định vị trí mà người đi xe đạp phải quay lại và vị trí mà người đi xe đạp đón được người đi bộ trước? 2. Hãy xác định khoảng thời gian mà người đi xe đạp không chở người nào? Câu 2 (2,0 điểm) Cho một bình kim loại có khối lượng m 1 gam có chứa m1 gam nước lạnh. Người ta đổ m 2 gam nước nóng vào bình thì thấy khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của bình nước tăng thêm 10oC. Cho biết độ chênh lệch nhiệt độ ban đầu của nước nóng và nước lạnh trong bình là 70 oC, nhiệt dung riêng của nước gấp 4 lần nhiệt dung riêng của kim loại làm bình chứa. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. m 1. Tìm tỉ số 2 . m1 m1 2. Sau đó người ta đổ thêm 2m 2 gam nước nóng và gam nước lạnh nữa vào hỗn hợp mà ta vừa thu được. 2 Hãy xác định độ thay đổi nhiệt độ của hỗn hợp sau khi đổ thêm? Câu 3: ( 2,0 điểm ) Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R 0, được mắc với nhau theo những cách khác nhau. Lần lượt nối các đoạn mạch đó vào một nguồn điện không đổi luôn mắc nối tiếp với một điện trở r. Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp (cách 1), hoặc khi 3 điện trở trên mắc song song (cách 2) thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở đều bằng 0,15A. 1.Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 trong những cách còn lại? 2.Trong các cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất và cách mắc nào tiêu thụ nhiều điện năng nhất? 3.Cần ít nhất bao nhiêu điện trở R 0 và mắc chúng như thế nào vào nguồn điện không đổi mắc nối tiếp với điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R0 đều bằng 0,1A? Câu 4: (2,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ . Biết UMN không đổi, r = 2, điện trở R 1 có giá trị 12, đèn Đ2 loại 30V-100W. Biến trở được làm từ một vòng dây đồng chất, R1 tiết diện đều và uốn thành một vòng tròn tâm O, tiếp điểm A cố định, thanh kim loại CD (có điện trở không đáng kể) tiếp giáp vớivòng dây tại hai điểm C, D và có thể quay xung Đ quanh tâm O. Thanh CD được nối với điện trở R1 tại điểm O. · 0 Quay thanh CD đến vị trí sao cho góc AOD = = 90 thì cường độ dòng điện qua R 1 là 1Avà công suất tiêu thụ trên biến trở đạt giá trị cực đại.Coi điện trở của các bóng đèn không thay đổi, điện trở của các dây nối không đáng kể. 1. Tính điện trở của vòng dây làm biến trở và hiệu điện thế UMN. Khi đó đèn Đ sáng như thế nào? 2. Khảo sát độ sáng của đèn Đ khi quay thanh CD quanh tâm O một góc 1800 từ vị trí ban đầu? Câu 5 (2,0 điểm) Cho 2 thấu kính hội tụ O1, O2 được đặt sao cho trục chính của chúng trùng nhau. Khoảng cách giữa hai quang tâm của hai thấu kính là 75 cm. Tiêu cự của thấu kính O 1 là f1=30cm; tiêu cự của thấu kính O 2 là f2 = 60cm. Vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng được đặt vuông góc với trục chính, điểm A nằm trên trục chính và 54
ở trong khoảng giữa hai thấu kính. Điểm A cách quang tâm O1 một khoảng x. (như hình vẽ) 1. Cho x = 40cm. Vẽ ảnh của vật qua mỗi thấu kính, nhận xét về đặc điểm của mỗi ảnh và xác định vị trí của các ảnh? 2. Tìm x để hai ảnh cùng chiều và cao bằng nhau? (Thí sinh không được sử dụng công thức thấu kính) B x ’ ’ F1 O1 F1 O2 F2 A F2 Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ ký của giám thị 1 Chữ ký của giám thị 2 ĐÁP ÁN – BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÍ 9 NĂM HỌC 2014 - 2015 CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. (1,5 điểm) A N M B Gọi M là vị trí người đi xe đạp quay lại; N là vị trí người đi xe đạp quay lại đón được người đi bộ trước. - Thời gian người đi bộ trước đi hết đoạn đường AB là: AN NB AN 36 AN 0,25 đ t 1 4 12 4 12 - Thời gian người đi bộ sau đi hết đoạn đường AB là: AM MB AM 36 AM 0,25 đ t 2 12 4 12 4 1 - Thời gian người đi xe đạp đi hết đoạn đường AB là: (2 điểm) AM MN NB 36 2AM 2AN 0,25 đ t 3 12 12 Ta có: t1 = t2 = t3. Khi đó: 0,25 đ AN 36 AN AM 36 AM AM AN 36 (1) 4 12 12 4 0,25 đ AN 36 AN 36 2AM 2AN AM 2AN (2) 4 12 12 0,25 đ Từ (1),(2): AM = 24 km; AN = 12 km. 2. (0,5 điểm) 0,5 đ 55
Thời gian mà người đi xe đạp không chở người nào là: MN 12 t 1(h) 12 12 1. (1 điểm) Gọi nhiệt độ ban đầu của nước nóng là t2; nhiệt độ ban đầu của nước lạnh và bình chứa là t1; nhiệt độ của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt là t, nhiệt dung riêng của nước là C, nhiệt dung riêng của kim loại làm bình chứa là C’ Ta có: t2 – t 1 = 70 (1) ; t – t1 = 10 (2) 0,25 đ Theo phương trình về sự cân bằng nhiệt ta có: m2C(t2 – t) = m1C(t – t1) + m1C’(t – t1) 0,25 đ C m C(t t) m C(t t ) m (t t ) 2 2 1 1 1 4 1 m 5 t t 2 . 1 (3) 0,25 đ m1 4 t2 t Lấy (1) - (2) ta được: t2 – t = 60 (4) m 5 10 5 Từ (2), (3), (4) ta có : 2 . 0,25 đ m1 4 60 24 2. (1 điểm) ’ m1 Gọi t là nhiệt độ cân bằng của hỗn hợp khi đổ thêm 2m2 gam nước nóng và 2 gam nước lạnh vào hỗn hợp trên. Theo phương trình về sự cân bằng nhiệt ta có: 0,25 đ ’ m1 ’ ’ ’ 2 2m2C(t2 – t ) = C(t - t1) + (m1+ m2)C(t – t) + m1C’(t – t) 2 (2 điểm) ’ m1 ’ ’ m1 ’ 2m2(t2 – t ) = (t - t1) + (m1+ m2)(t – t) + (t – t) 2 4 5 0,25 đ Mà: m2 = m1; t2 = 60 + t; t1 = t – 10 24 0,25 đ 5 ’ m1 ’ 29m1 ’ m1 ’ Khi đó: 2. m1 (60 + t – t ) = (t - t + 10) + (t – t) + (t – t) 24 2 24 4 160 t’ – t 8,42 19 0,25 đ Vậy nhiệt độ của hỗn hợp tăng thêm 8,42oC. 1. (1 điểm) Các cách mắc còn lại gồm: Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r * Cđdđ trong mạch chính khi mắc nối tiếp các điện trở : R0 R0 R0 r 56
U Int = 0,15A (1) r 3R0 * Cđdđ trong mạch chính khi mắc song song các điện trở: R0 r U R0 I = 3.0,15 0,45A (2) ss R 3 r 0 R0 3 ( 2điểm) r 3R 0,25 đ Từ (1) và (2) ta có: 0 3 r R R 0 r 0 3 0,25 đ Đem giá trị này của r thay vào (1) U = 0,6R0 * Với cách mắc 3: [(R0//R0)ntR0]nt r U 0,6R0 R0 + I = 0,24A I1 3 R 0 2,5R0 R0 r r R0 I3 0,25 đ 2 R0 I3 + I1 = I2 = 0,12A I 2 2 * Với cách mắc 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r Cđdđ trong mạch chính R0 R0 U 0,6R I12 I 0 0,36A r 2.R .R 5R r 0 0 0 I R0 3R0 3 I3 2.R0.R0 + U12 = I. 0,24R0 3R0 0,25 đ U12 0,24R0 + I1 = I2 = 0,12A 2R0 2R0 U12 0,24R0 + I3 = 0,24A R0 R0 2. (0,5 điểm) Ta nhận thấy U không đổi công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U.I sẽ nhỏ nhất khi I trong mạch chính nhỏ nhất, công suất tiêu thụ ở mạch ngoài P = U.I sẽ lớn nhất khi I trong mạch chính lớn nhất 0,25 đ cách mắc 1 sẽ tiêu thụ điện năng ít nhất và cách mắc 2 sẽ tiêu thụ điện năng lớn nhất. 0,25 đ 3. (0,5 điểm) Để cường độ dòng điện chạy qua các điện trở R0 có cùng một giá trị thì phải mắc các điện trở thành n dãy song song, mỗi dãy có m điện trở R0mắc nối tiếp.(với m ; n N ) r Cường độ dòng điện trong mạch chính R R0 U U 0,6 0 I m m m r R R R 1 n 0 0 n 0 n n R0 R0 Để cđdđ qua mỗi điện trở R0 là 0,1A ta phải có: m 57
0,6 0,25 đ I 0,1n m + n = 6 m 1 n Ta có các trường hợp sau: m 1 2 3 4 5 n 5 4 3 2 1 0,25 đ Số đ.trở R0 5 8 9 8 5 Theo bảng trên ta cần ít nhất 5 điện trở R0 và có 2 cách mắc chúng. - 5 dãy song song, mỗi dãy 1 điện trở - 1 dãy gồm 5 điện trở mắc nối tiếp. 1. (1,25 điểm) Tính điện trở của dây biến trở, UMN và độ sáng của đèn Đ2. 302 - Điện trở của đèn Đ: R 9() 0,25 đ 2 100 - Đoạn mạch MN gồm: r nt [R2 // (R1 nt Rb)] RAC RAD RAC Rb = (1) RAC RAD 2 R2 R1b 9(12 Rb ) R1b = R1 + Rb = 12 + Rb ; R2.1b = R2 R1b 21 Rb 150 11Rb U MN U MN (21 Rb ) RMN = R2.1b + r = I2.1b = IMN = 21 Rb RMN 150 11Rb 9.U MN (12 Rb ) U1b = U2.1b = I2.1b.R2.1b = 150 11Rb U1b 9U MN Ib = I1 = I1b = (2) 0,25 đ R1b 150 11Rb 81U 2 R 81U 2 P = I 2 R MN b MN b b b 2 150 (150 11Rb ) 2 ( 11 Rb ) Rb 2 150 Pb cực đại 11 R cực tiểu. Theo BĐT Cosi thì xảy ra khi: b Rb 150 150 11 R R () b b 11 Rb 0,25 đ 300 0,25 đ RAC = RAD = 2Rb =  4 11 (2 điểm) 1200 điện trở của vòng dây làm biến trở là R = 4RAC =  11 0,25 đ 9U MN 100 +Theo bài ra : I1 1 UMN= V 150 11Rb 3 150 282 + U2 = U1b = I1b R1b = 1.( 1U2 ) 25,63(V ) 2< Uđm2 đèn 11 11 Đ2 sáng yếu hơn mức bình thường. 58
2. (0,75) điểm Khảo sát độ sáng của các đèn khi quay thanh CDquanh tâm O một góc 1800 từ vị trí ban đầu RAC RAD + Từ biểu thức Rb = RAC RAD Mà RAC + RAD không đổi. Rbmax khi (RAC .RAD)max R R 0,25 đ Theo BĐT Cosi: R R 2 R R R R ( AC AD )2 AC AD AC AD AC AD 2 Dấu “=” xảy ra khi : RAC = RAD Vậy Rbmax khi RAC = RAD, tức là khi thanh CD vuông góc với OA (trường hợp đang xét). Khi C  A hoặc D  A thì Rb=0. * Khi quay thanh CD từ vị trí ban đầu (α =00) đến vị trí góc α =900. Khi đó: 1 1 1 1 Rb giảm dần Rb + R1 = R1b giảm tăng tăng R1b R2 R1b R21b R2.1b giảm r + R2.1b = RMN giảm cường độ dòng điện mạch chính Ir tăng Ur = Ir.r tăng U2 giảm I2 giảm đèn Đtối dần đi. 0,25 đ * Khi quay thanh CD từ vị trí ban đầu (α =900) đến vị trí góc α =1800. Khi đó: 1 1 1 1 Rbtăng dần Rb + R1 = R1btăng giảm giảm R1b R2 R1b R21b R2.1btăng r + R2.1b = RMN tăng cường độ dòng điện mạch chính Irgiảm Ur = Ir.r giảm U2tăng I2tăng đèn Đ sáng dần lên. 0,25 đ 1. (1 điểm) B2 I1 B I2 ’ 0,25 đ A F1 F1 ’ 1 A2 O1 O2 F2 A F2 B1 Ảnh A1B1 tạo bởi thấu kính O1 là ảnh thật, ngược chiều với vật và lớn hơn vật. Ảnh A2B2 tạo bởi thấu kính O2 là ảnh ảo, cùng chiều với vật và lớn hơn vật. O1 AB : O1 A1B1 Ta có: AB O A 40 0,25 đ 1 (1) A1B1 O1 A1 O1 A1 59
' ' F1 O1I1 : F1 A1B1 Ta có: ' O1I1 O1F1 30 AB ' (2) A1B1 F1 A1 O1 A1 30 A1B1 Từ (1) và (2) ta có: 40 30 O1 A1 120(cm) O1 A1 O1 A1 30 Vậy ảnh A1B1 cách thấu kính O1 là 120 cm. 0,25 đ O2 AB : O2 A2 B2 Ta có: AB O A 35 2 (3) A2 B2 O2 A2 O2 A2 5 F 'O I : F ' A B (2 điểm) 2 2 2 2 2 2 Ta có: ' O2 I2 O2 F2 60 AB ' (4) A2 B2 F2 A2 O2 A2 60 A2 B2 Từ (3) và (4) ta có: 35 60 O A 84(cm) O A O A 60 2 2 2 2 2 2 0,25 đ Vậy ảnh A2B2 cách thấu kính O2 là 84 cm. 2. (1 điểm) * Vật ở trong khoảng O1F2 thì thấu kính O1 cho ảnh ảo, cùng chiều vật; thấu kính O2 cho ảnh thật, ngược chiều vật. * Vật ở trong khoảng O2F1 thì thấu kính O1 cho ảnh thật, ngược chiều vật; thấu kính O2 cho ảnh ảo, cùng chiều vật. * Vật ở trong khoảng F1F2 thì 2 thấu kính đều cho ảnh ảo, cùng chiều vật. Vậy muốn hai thấu kính cho 2 ảnh cùng chiều, cao bằng nhau thì vật chỉ có thể 0,25 đ nằm trong khoảng F1F2 và cho ảnh như hình vẽ B2 B1 I1 B I2 ’ F F1 ’ A2 1 O1 O2 F2 A A1 F2 0,25 đ 60
O1 AB : O1 A1B1 Ta có: AB O A x 1 (1) A1B1 O1 A1 O1 A1 ' ' F1 O1I1 : F1 A1B1 Ta có: ' O1I1 O1F1 30 AB ' (2) A1B1 F1 A1 O1 A1 30 A1B1 O2 AB : O2 A2 B2 Ta có: AB O A 75 x 2 (3) A2 B2 O2 A2 O2 A2 F 'O I : F ' A B 2 2 2 2 2 2 0,25 đ Ta có: ' O2 I2 O2 F2 60 AB ' (4) A2 B2 F2 A2 O2 A2 60 A2 B2 0,25 đ 30 60 Từ (2) và (4) ta có: O2 A2 2O1 A1 (5) O1 A1 30 O2 A2 60 x 75 x x 75 x Từ (1), (3) và (5) ta có: x 25(cm) O1 A1 O2 A2 O1 A1 2O1 A1 Chú ý: Nếu thí sinh làm theo cách khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH LỚP 9 THCS NĂM 2013 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: LÍ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài: 1( 4điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 90V, R1 = 40 ; R2 = 90  ; R4 = 20 ; R3 là một biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khóa K và dây nối. a) Cho R3 = 30 tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp : + Khóa K mở. + Khóa K đóng. b) Tính R3 để số chỉ của ampe kế khi K đóng cũng như khi K ngắt là bằng nhau. Bài 2: (3 điểm) Một chùm sáng song song có đường kính D = 5cm được chiếu tới thấu kính phân kì O 1 sao cho tia trung tâm của chùm sáng trùng với trục chính của thấu kính. Sau khi khúc xạ qua thấu kính này cho một hình tròn sáng có đường kính D1 =7cm trên màn chắn E đặt vuông góc với trục chính và cách thấu kính phân kì một khoảng là l. a) Nếu thay thấu kính phân kì bằng thấu kính hội tụ O2 có cùng tiêu cự và nằm ngay vị trí của thấu kính phân kì thì trên màn chắn E thu được hình tròn sáng có đường kính là bao nhiêu? b) Cho l =24cm. Tính tiêu cự của thấu kính hội tụ. Bài 3:( 4 điểm) 61
Một hộp kín chứa nguồn điện không đổi có hiệu điện thế U và một điện trở thay đổi r ( Hvẽ ). A U r B Khi sử dụng hộp kín trên để thắp sáng đồng thời hai bóng đèn Đ1 và Đ2 giống nhau và một bóng đèn Đ3, người ta nhận thấy rằng, để cả 3 bóng đèn sáng bình thường thì có thể tìm được hai cách mắc : + Cách mắc 1 : ( Đ1 // Đ2 ) nt Đ3 vào hai điểm A và B. + Cách mắc 2 : ( Đ1 nt Đ2 ) // Đ3 vào hai điểm A và B. a) Cho U = 30V, tính hiệu điên thế định mức của mỗi đèn ? b) Với một trong hai cách mắc trên, công suất toàn phần của hộp là P = 60W. Hãy tính các giá trị định mức của mỗi bóng đèn và trị số của điện trở r ? c) Nên chọn cách mắc nào trong hai cách trên ? Vì sao ? Bài 4 :(5điểm) Cho mạch điện MN như hình vẽ dưới đây, hiệu điện thế ở hai đầu mạch điện không đổi UMN = 7V; các điện trở R1 = 3 và R2 = 6 . AB là một dây dẫn điện có chiều dài 1,5m tiết diện không đổi S = 0,1mm2, điện trở suất = 4.10-7m ; điện trở của M N ampe kế A và các dây nối không đáng kể : a) Tính điện trở của dây dẫn AB ? R R b) Dịch chuyển con chạy c sao cho AC=1/2BC 1 2 Tính cường độ dòng điện qua ampe kế ? A c)Xác định vị trí con chạy C để Ia = 1/3A ? Bài 5: (4 điểm) A K C B A R1 Đ Cho mạch điện như hình vẽ. Biết UAB = 21V không đổi; RMN= 4,5Ω, R1 = 3Ω; RĐ = 4,5Ω không đổi; RAcó điện trở không đáng kể. Đặt M C N RCM = x. a)K đóng: R2 +Cho C ≡ N thì ampe kế chỉ 4A. Tính điện trở R2. +Tính hiệu suất sử dụng điện. Biết rằng điện năng tiêu thụ trên đèn A và R1 là có ích. B b) K mở: Xác định giá trị x để độ sáng của đèn yếu nhất. Hết 62
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Bài Nội dung Điểm Bài 1 a. 2 điểm (4điểm) + Khi K mở đoạn mạch được vẽ lại : 0,5đ R14.R2 RAB = RAD + R3 = R3 = 66 R14 R2 U AB IAB = = 1,36A 0,5đ RAB UAD = IAB . RAD = 48,96V U AD Số chỉ của ampe kế : Ia = I4 = 0,816A R14 + Khi K đóng, chập C với B. Đoạn mạch được vẽ lại : 0,5đ A R1 B _ + IAB Ia I234 A R4 D R2 R3R4 R3 R234 = R2 + R34 = R2 + = 102  R3 + R4 0,5đ R1R234 Tính đúng : RAB = = 28,7 R1 + R234 UAB I234 = = 0,88A R234 U34 = I234 .R34 = 10,56 V U34 => Ia = = 0,528A R4 b. 2 điểm A R1 B + K mở : A R4 D R2 R3 R14.R2 U 90 0,5đ RAB = R3 = 36 +R3 ; IAB = R14 R2 RAB 30 R3 R2 90 90 54 0,5đ Ia=.I AB . (1) R2 R14 150 36 R3 36 R3 63
+ K đóng : 0,5đ R34 = R .R 20R 3 4 3 R3 R4 20 R3 90(20 R3 ) 20R3 R234 = R2 + R34 = 20 R3 9 20 R3 I2 = I34 = 0,5đ 180 11R3 180R3 U34 = I34 . R34 = 180 11R3 9R3 Ia = I4 = (2) 180 11R3 2 Từ (1) và (2) => R3 - 30R3 – 1080 = 0 / Giải phương trình ta có : R3 = 51,1 ( Chọn ) R 3 = - 21,1( Loại vì R3< 0) Bài 2 a. 2,5 điểm E (3 điểm) A M F’ O1 0,5đ B N Khi dùng TKPK ta có hình vẽ: Dùng tam giác đồng dạng để có: F 'O AB 0,5đ 1 F ' E MN f 5 f 2,5l(1) f l 7 0,5đ khi thay TKPK bằng TKHT có f=2,5l ta có được hình vẽ dưới đây: A P 0,5đ O E F’ 2 Q B Dùng tam giác đồng dạng để có: F 'O AB 2 F ' E PQ f 5 0,5đ (2) Thế (1) vào (2) ta được: f l x 64
2,5l 5 5 5 (2) 2,5l l x 3 x x 3cm Vậy: hình tròn sáng trên màn khi dùng TKHT có đường kính là 3cm b. 0,5 điểm khi l=24cm,thế vào (1) ta được f=2,5.24=60cm vậy TKHT có tiêu cự f=60cm 0,5đ Bài 3 a. 2 điểm 0,5đ (4 điểm) Vẽ sơ đồ mỗi cách mắc và dựa vào đó để thấy : + Vì Đ1 và Đ2 giống nhau nên có I1 = I2 ; U1 = U2 + Theo cách mắc 1 ta có I3 = I1 + I2 = 2.I1 = 2.I2 ; theo cách mắc 2 thì U3 = U1 + U2 = 2U1 = 2U2 . + Ta có UAB = U1 + U3 . Gọi I là cường độ dòng điện trong mạch chính thì : I = I3 0,5đ U1 + U3 = U - rI 1,5U3 = U - rI3 rI3 = U - 1,5U3 (1) + Theo cách mắc 2 thì UAB = U3 = U - rI’ ( với I’ là cường độ dòng điện trong mạch chính ) và I’ = I1 + I3 U3 = U - r( I1 + I3 ) = U - 1,5.r.I3 (2) ( vì theo trên thì 2I1 = I3 ) 0,5đ + Thay (2) vào (1), ta có : U3 = U - 1,5( U - 1,5U3 ) U3 = 0,4U = 12V U1 = U2 = U3/2 = 6V 0,5đ b. 1 điểm Ta hãy xét từng sơ đồ cách mắc : * Sơ đồ cách mắc 1 : Ta có P = U.I = U.I3 I3 = 2A, thay vào (1) ta có r = 6 ; P3 = U3.I3 = 24W ; P1 = P2 = U1.I1 = U1.I3 / 2 = 6W * Sơ đồ cách mắc 2 : Ta có P = U.I’ = U( I1 + I3 ) = U.1,5.I3 I3 = 4/3 A, (2) r = 0,5đ U 1,5U 3 = 9 I 3 Tương tự : P3 = U3I3 = 16W và P1 = P2 = U1. I3 / 2 = 4W. 0,5đ c. 1 điểm Để chọn sơ đồ cách mắc, ta hãy tính hiệu suất sử dụng địên trên mỗi sơ đồ : 0,5đ U U U + Với cách mắc 1 : H = 601 ; Với3 . 1cách00 mắc 2 : . H 3 100 1 U 1 U  = 40. 0,5đ + Ta chọn sơ đồ cách mắc 1 vì có hiệu suất sử dụng điện cao hơn. Bài 4 a. 1 điểm (5 điểm) l 0,5đ Đổi 0,1mm2 = 1. 10-7 m2 . Áp dụng công thức tính điện trở R . ; thay số và tính S RAB = 6 0,5đ b. 1 điểm BC 1 0,5đ Khi AC R AC = .RAB RAC = 2 và có RCB = RAB - RAC = 4 2 3 R1 R2 3 Xét mạch cầu MN ta có nên mạch cầu là cân bằng. VậyIA = 0 RAC RCB 2 0,5đ c. 3 điểm Đặt RAC = x ( ĐK : 0 x 6 ) ta có RCB = ( 6 - x ) 0,5đ 65