›
›
›

Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2012-2013 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Dương

doc 31 trang nhatle22 4631
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2012-2013 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Dương", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docde_thi_chon_hoc_sinh_gioi_cap_tinh_mon_vat_ly_lop_8_nam_hoc.doc

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật Lý Lớp 8 - Năm học 2012-2013 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Dương

  1. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH HẢI DƯƠNG LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn thi: VẬT LÍ Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 27/3/2013 Đề thi gồm: 01 trang Câu 1. (1,5 điểm) Cho các dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi; một điện trở R0 đã biết trị số và một điện trở Rx chưa biết trị số; một vôn kế có điện trở Rv chưa xác định. Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv và điện trở Rx. Câu 2. (1.5 điểm) Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc v 1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v2. Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1 và thời gian còn lại đi với vận tốc v 2. Nếu xe đi từ N xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một lúc. Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h. a. Tính quãng đường MN. b. Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa. Câu 3. (1.5 điểm) 0 Dùng một ca múc nước ở thùng chứa nước A có nhiệt độ t 1 = 80 C và ở thùng chứa 0 nước B có nhiệt độ t 2 = 20 C rồi đổ vào thùng chứa nước C. Biết rằng trước khi đổ, trong 0 thùng chứa nước C đã có sẵn một lượng nước ở nhiệt độ t 3 = 40 C và bằng tổng số ca nước vừa đổ thêm vào nó. Tính số ca nước phải múc ở mỗi thùng A và B để có nhiệt độ nước ở 0 thùng C là t4 = 50 C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường, với bình chứa và ca múc. Câu 4. (1,5 điểm) R A R R D Cho mạch điện như hình H1: P Q - Biết vôn kế V1 chỉ 6V, + vôn kế V2 chỉ 2V, các vôn kế giống nhau. V2 Xác định UAD. V1 Câu 5. (2,0 điểm) H1 C R1 K2 Cho mạch điện như hình H2: Khi chỉ đóng khoá K 1 thì mạch điện tiêu thụ công suất là P1, khi chỉ đóng khoá K2 thì mạch điện tiêu thụ công suất là R2 P2, khi mở cả hai khoá thì mạch điện tiêu thụ công suất là P 3. Hỏi khi đóng cả hai khoá, thì mạch điện tiêu thụ công suất là K1 R3 bao nhiêu? H2 + U - Câu 6. (2,0 điểm) Vật sáng AB là một đoạn thẳng nhỏ được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA bằng 10cm. Một tia sáng đi qua B gặp thấu kính tại I (với OI = 2AB). Tia ló ra khỏi thấu kính của tia sáng này có đường kéo dài đi qua A. a. Nêu cách dựng ảnh A’B’của AB qua thấu kính. b. Tìm khoảng cách từ tiêu điểm F đến quang tâm O. Hết Họ tên thí sinh: .Số báo danh . Chữ kí giám thị 1 .Chữ kí giám thị 2
  2. II. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM CÂU NỘI DUNG + _ ĐIỂM a) Cở sở lý thuyết: Xét mạch điện như hình vẽ: Gọi U là hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch 0,25 U là số chỉ của vôn kế. 1 R0 Rx Mạch gốm (R1//R0) nt Rx, theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: H1 Rv R0 V U R R R R R 1 v0 v 0 v 0 (1) R R U Rv0 Rx v 0 Rv R0 Rv Rx R0 Rx Rx Rv R0 0,25 Xét mạch điện khi mắc vôn kế song song Rx + _ Gọi U2 là số chỉ của vôn kế Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx). Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: R R R R Câu 1 v x 0 x U R R R R R ( 1,5 đ) 2 vx v x v x (2) U R R R R R R R R R R 0 vx v x R v 0 v x 0 x R R 0 V v x 0,25 U1 R0 Chia 2 vế của (1) và (2) => (3) H2 U2 Rx b) Cách tiến hành: Dùng vôn kế đo hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch là U 0,25 Mắc sơ đồ mạch điện như H1, đọc số chỉ của vôn kế là U1 Mắc sơ đồ mạch điện như H2, đọc số chỉ của vôn kế là U2 0,25 Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định được Rx Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm được Rv c) Biện luận sai số: 0,25 Sai số do dụng cụ đo. Sai số do đọc kết quả và do tính toán, Sai số do điện trở của dây nối a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1 S S S(v v ) 0,25 1 2 (a) t1 2v1 2v2 2v1v2 Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2. Ta có: t t v v 0,25 S 2 v 2 v t ( 1 2 ) ( b) 2 1 2 2 2 2 0,25 Theo bài ra ta có : t t 0,5(h) hay Câu 2 1 2 ( 1,5 đ) Thay giá trị của vM ; vN vào ta có S = 60 km. 0,25 Thay S vào (a) và (b) ta tính được t1=2h; t2=1,5 h b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau. Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là: S 20t nếu t 1,5h (1) M 0,25 SM 30 (t 1,5)60 nếu t 1,5h (2) SN 20t nếu t 0,75h (3)
  3. SN 15 (t 0,75)60 nếu t 0,75h (4) Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi 0,75 t 1,5h . Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4): 20t + 15 + ( t - 0,75) 60 = 60 0,25 9 Giải phương trình này ta tìm được t h và vị trí hai xe gặp nhau cách 8 N là SN = 37,5km Gọi : c là nhiệt dung riêng của nước, m là khối lượng nước chứa trong một ca . n1 và n2 lần lượt là số ca nước múc ở thùng A và B 0,25 ( n1 + n2 ) là số ca nước có sẵn trong thùng C Nhiệt lượng do n1 ca nước ở thùng A khi đổ vào thùng C đã tỏa ra là Q1 = n1.m.c(80 – 50) = 30cmn1 0,25 Nhiệt lượng do n2 ca nước ở thùng B khi đổ vào thùng C đã hấp thu là Q = n .m.c(50 – 20) = 30cmn Câu 3 2 2 2 Nhiệt lượng do ( n + n ) ca nước ở thùng A và B khi đổ vào thùng C 0,25 ( 1,5 đ) 1 2 đã hấp thụ là Q3 = (n1 + n2)m.c(50 – 40) = 10cm(n1 + n2) Phương trình cân băng nhiệt Q2 + Q3 = Q1 0,25 30cmn2 + 10cm(n1 + n2) = 30cmn1 2n2 = n1 Vậy khi múc n ca nước ở thùng B thì phải múc 2n ca nước ở thùng A và 0,25 số nước đã có sẵn trong thùng C trước khi đổ thêm là 3n ca 0,25 Gọi điện trở các vôn kế là Rv, các dòng điện trong mạch như hình vẽ: R R R A P I1 Q I2 D I Iv1 Iv2 V2 Theo sơ đồ mạch điện ta có: V1 UMN = IR + Uv1 = IR + 6 C (1) 0,25 Uv1 = I1R + Uv2 = I1R + 2 4 Từ (2) ta có: I1 = (2) R 0,25 U v2 U v2 2 2 Theo sơ đồ ta có: I1 = I2 + Iv2 = = (3) 0,25 R Rv R Rv Câu 4 4 2 2 Từ (2) và (3) ta có: = Rv = R 0,25 (1,5 đ ) R R Rv 4 6 10 Theo sơ đồ ta có: I = I1 + Iv1 thay số : I = + = (4) 0,25 R Rv R Thay (4) vào (1) ta có: UAD = 16(V) 0,25 U 2 1 P * Khi chỉ đóng khoá K : P = 1 (1) 1 1 2 0,25 R3 R3 U 2 Câu 5 U 1 P2 * Khi chỉ đóng khoá K2: P2= 2 (2) 0,25 (2,0 đ) R1 R1 U U 2 0,25 * Khi mở cả hai khoá K1 và K2: P3= R1 R2 R3
  4. U 2 0,25 R1+R2+R3 = (3) P3 2 0,25 U 2 1 1 1 * Khi đóng cả hai khoá K1và K2: P = =U Rtd R1 R2 R3 (4) 0,50 2 1 1 1 1 P1P2 P3 * Từ (3) ta có: R2=U 2 P3 P2 P1 R2 U P1P2 P1P3 P2 P3 (5) * Thay các giá trị từ (1), (2), (5) vào (4) ta được: 0,25 P1P2 P3 P = P1+P2+ P1P2 P1P3 P2 P3 Câu 6 Dựng ảnh A'B' của AB như hình vẽ: (2,0 đ) + Từ B vẽ tia BO, cho tia ló truyền thẳng trên đường kéo dài cắt BI tại 0,25 B’ a (1.0) + Từ B’ dựng đường vuông góc với trục chính, cắt trục chính tại A ’, ta 0,25 dựng được ảnh A’B’ (Nếu không vẽ mũi tên chỉ hướng truyền ánh sáng trừ 0,25 đ) ’ B B H 0,50 , A A F O I 1 Do AB OI b (1.0) 2 AB là đường trung bình của B'OI vì vậy B' là trung điểm của B'O AB là đường trung bình của 0,25 A'B'O OA' = 2OA = A'B' = 20 (cm) 0,25 1 Do OH AB A' B ' nên OH là đường trung bình của FA'B' 0,25 2 = OA' = 20 (cm) 0,25 Vậy tiêu cự của thấu kính là: f = 20 (cm)
  5. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HÀ NAM LỚP 9 THCS NĂM 2011 Môn : VẬT LÍ ĐỀ THI CHÍNH THỀC Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/04/2011 Bài 1. (5 điểm) A C B Bốn điện trở R 1, R2, R3, R4 được mắc vào đoạn mạch + - AB như hình 1. Đặt vào hai đầu của đoạn mạch một hiệu điện R1 R4 thế UAB = 9V. Biết R1 = R2 = R3 = 3 , R4 = 1. R3 1. Nối D và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Tính D cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của vôn kế. R2 Hình 1 2. Tháo vôn kế đi, nối D và B bằng một ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. a) Tính hiệu điện thế trên các điện trở. b) Tìm số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế. Bài 2.(6 ®iÓm) A D B Cho mạch điện như hình 2: Đặt vào hai đầu của đoạn V + - mạch một hiệu điện thế UAB = 18V. Biến trở Rb có điện trở toàn RĐ M C phần RMN = 20 , R1 = 2 , đèn có điện trở R Ð = 2 , vôn kế có Rb R1 điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể. N 1. Điều chỉnh con chạy C để ampe kế chỉ 1A. Hình 2 A a) Xác định vị trí con chạy C. b) Tìm số chỉ vôn kế khi đó. c) Biết đèn sáng bình thường. Tìm công suất định mức của đèn. 2. Phải di chuyển con chạy C đến vị trí nào để công suất tiêu thụ trên biến trở đạt giá trị lớn nhất ? Giá trị lớn nhất ấy bằng bao nhiêu ? Cho biết độ sáng của đèn lúc này. 3. Biết đèn chịu được hiệu điện thế tối đa là 4,8V. Hỏi con chạy C chỉ được dịch chuyển trong khoảng nào của biến trở ? B Bài 3. (6,5 điểm) Trên hình 3, vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính xy của thấu kính L1, A'B' là ảnh của AB A’ tạo bởi thấu kính L1. Biết AB = 20cm, A'B' = 10cm, AA' = 54cm. x A y a) Thấu kính L1 là thấu kính gì ? Tại sao ? Bằng cách vẽ B’ đường đi của tia sáng, hãy xác định vị trí quang tâm O 1, các Hình 3 / tiêu điểm chính F1, F1 của thấu kính L1. b) Bằng kiến thức hình học, hãy tính tiêu cự f1 của thấu kính L1. c) Giữ nguyên vị trí của vật AB và thấu kính L 1, đặt thêm một thấu kính phân kì L2 (có quang tâm O2) vào trong khoảng giữa vật và thấu kính L 1 sao cho trục chính trùng nhau và khoảng cách O1O2 = 6cm. Biết ảnh A2B2 của AB tạo bởi hệ thấu kính là ảnh thật và A2B2 0,8AB. Bằng kiến thức hình học, hãy tính tiêu cự f2 của thấu kính L2. Bài 4. (2,5 điểm) Có hai hộp kín, mỗi hộp có hai đầu dây ra ngoài. Trong một hộp có một bóng đèn pin, trong hộp còn lại có một điện trở. Hãy xác định bóng đèn pin nằm trong hộp nào. Dụng cụ: 1 nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi, 1 biến trở, 2 mili ampe kế, 1 mili vôn kế và các dây nối. HẾT (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm ) Họ và tên thí sinh: Số BD:
  6. UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 Môn: Vật lí - Năm học 2011 - 2012 (Đề thi gồm 01 trang) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1 Hai bến aA và B dọc theo một con sông cách nhau s(km) có hai ca nô xuất phát cùng lúc chuyển động ngược chiều nhau với cùng tốc độ (so với nước đứng yên) là v. Tới khi gặp nhau chúng lập tức quay trở lại bến xuất phát ban đầu. Cho biết tổng thời gian cả đi và về của ca nô này nhiều hơn ca nô kia là 1 giờ. Nếu tăng tốc độ (so với nước) của hai ca nô lên là 1,5v thì tổng thời gian đi và về của hai ca nô hơn kém nhau 24 phút. Hãy xác định khoảng cách s? Coi nước chảy đều với tốc độ là v1 = 2m/s. Bài 2 Ở đáy một bể nước có một nguồn sáng điểm S (hình bên). Một người M đặt mắt tại điểm M quan sát S theo phương gần như vuông góc với mặt nước. Người đó thấy điểm sáng cách mặt nước khoảng 45cm. Tính độ sâu của nước trong bể. Cho biết khi ánh sáng truyền từ nước ra không khí thì quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ tuân theo hệ thức: sin[goc toi] 3 ; đồng thời với những góc α nhỏ thì có thể lấy gần sin[goc khuc xa] 4 S đúng: sinα ≈ tanα. Bài 3 D Cho mạch điện như hình bên. Cho hiệu điện thế U = 2V, các điện trở R0 = 0,5; R1 = 1; R2 = 2; R3 = 6; R4 = 0,5; R5 là một biến trở có giá trị lớn nhất là 2,5. Bỏ qua điện trở của ampe R1 R2 + - R0 kế và dây nối. Thay đổi giá trị của R5, xác định giá trị của R5 để: A U B A a/ Ampe kế chỉ 0,2A. Chỉ rõ chiều dòng điện qua ampe kế. R4 R3 b/ Ampe kế chỉ giá trị lớn nhất. R Bài 4 5 K1 C Cho mạch điện như hình bên. Biết UAB= 12V. R3 R4 R1 = R4 = 2 ; R2 = R3 = 1 . A B C a/ K1, K2 đều mở. Tính hiệu điện thế ở hai đầu R2. R1 R2 b/ K đóng, K mở. Tính dòng điện qua R . 1 2 2 K2 c/ K1, K2 đều đóng. Tính dòng điện qua K1. Bài 5 Một miếng thép có khối lượng m = 1 kg được nung nóng đến 600 0C rồi đặt trong một cốc cách nhiệt. Rót M = 200g nước ở nhiệt độ 20 0C lên miếng thép. Tính nhiệt độ sau cùng của nước sau khi rót hết nước vào cốc trong mỗi trường hợp: a) Nước được rót rất nhanh vào cốc. b) Nước được rót rất chậm lên miếng thép. Cho nhiệt dung riêng của nước là c n = 4200 J/kg.K, của thép là ct = 460 J/kg.K, nhiệt hoá hơi của nước là L = 2,3.106 J/kg. Coi sự cân bằng nhiệt xảy ra tức thời và chỉ có sự trao đổi nhiệt giữa miếng thép với nước. === Hết === HƯỚNG DẪN CHẤM - BIỂU ĐIỂM (Gồm 3 trang) Bài 1 (4 đ) Điểm Giả sử nước sông chảy đều theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s. * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước là v, ta có: Tốc độ của ca nô khi xuôi dòng là: vx = v + v1. 0,25 Tốc độ của ca nô khi ngược dòng là: vn = v - v1. 0,25
  7. - Thời gian tính từ lúc xuất phát cho tới khi gặp nhau A C B tại C là t, 0,50 s1 s2 gọi quãng đường AC = s1, BC = s2, ta có: t (1) v v1 v v1 0,25 s - Thời gian ca nô từ C trở về A là: t 1 (2) 1 v v 1 0,25 s2 - Thời gian ca nô từ C trở về B là: t2 (3) v v1 s 0,25 - Từ (1) và (2): tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ A là: TA = t + t1= v v1 (4) 0,50 s - Từ (1) và (3): tổng thời gian đi và về của ca nô đi từ B là: T = t + t = v = v1 6 (8) - Thay (8) vào (6) ta được s = 18km. Bài 2 (4 đ) * Vẽ hình: - Xét chùm tới hẹp SHI, tia tới SH vuông góc mặt nước => truyền thẳng; 0,25 - Tia tới SI bị khúc xạ kéo dài cắt SH ở S' là ảnh của S. 0,25 - Mắt sẽ nhìn thấy ảnh S' => S'H = 45cm. M 0,50 HI * ΔSHI có sinHSI ≈ tanHSI = sin[goc toi] (1) 0,50 HS H I HI - ΔS'HI có sinHS'I ≈ tanHS'I = sin[goc khuc xa] (2) 0,50 HS' S' sin[goc toi] HS' - Từ (1), (2): (4) 0,50 sin[goc khuc xa] HS S sin[goc toi] 3 - Theo đề: (5) 0,50 sin[goc khuc xa] 4 HS' 3 - Từ (4), (5): HS 4 0,50 4 HS HS' 60cm. 3 0,50 Bài 3 (4 đ) a. Xác định R5 để ampe kế chỉ 0,2A (2,5 đ) C - Vẽ lại mạch điện như hình vẽ. R4 R5 R B A 3 - Ký hiệu điện trở đoạn AC là x = R4 + R5 = 0,5 + R0 0,25 R5 R1 D R2 - Điện trở toàn mạch là 0,25 R R R1x 2 3 R tm R 0 R1 x R 2 R3 x 3x 2 - Thay số: Rtm = 2 0,25 x 1 x 1 0,25
  8. U 2 x 1 - Cường độ dòng điện mạch chính: I R tm 3x 2 2 0,25 - Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AC(chứa x): I x 3x 2 0,25 x 1 - Cường độ dòng điện qua R3 là: I 3 2 3x 2 2 x 1 3 x 0,25 - Xét tại nút C: I I I I (1) 0,2 A x 3 A 3x 2 2 3x 2 2 3x 2 0,25 3 x => 0,2 2(3x 2) 0,25 - Với dấu cộng ta được: x = 1Ω R5 = 0,5Ω; 0,25 - Với dấu trừ ta được: x Loại. Dòng điện qua ampe kế từ C => D. b. Ampe kế A chỉ giá trị lớn nhất: (1,5 đ) 3 x - Từ phương trình (1), ta có: I (với x biến đổi từ 0,5Ω đến 3Ω) 0,25 A 2 3x 2 3 x 3 x 3 1 (2) 0,50 4 6x 4 6x 4 6x 4 6x 4 6 x - Từ (2) có: IA max khi xmin 0,25 xmin= 0,5Ω R5 = 0 0,25 - Thay vào IA ta được IAmax= 0,357A 0,25 Bài 4 (4 đ) a/ (1,5 đ) * Khi K1, K2 đều mở 4 điện trở mắc nối tiếp 0,25 RAB = R1 + R2 + R3 + R4 = 6  0,25 UAB I I2 2A R AB 0,50 Hiệu điện thế giữa 2 đầu R2: U2 = I.R2 = 2V 0,50 b/ (1,0 đ) * Khi K1 đóng, K2 mở đoạn AC bị nối tắt UAC = 0 0,50 Dòng điện không qua R2 hay I2 = 0 0,50 c/ (1,5 đ) * Khi K1, K2 đều đóng ta có R1//(R2)//(R3ntR4) 0,25 Dòng điện qua K1: IK1 = I2 + I34 0,50 UAB 12 I34 4A ; R3 R 4 3 0,25 U 12 I AB 12A 2 0,25 R 2 1 => I = 12 + 4 = 16A. K1 0,25 Bài 5 (4 đ) a. (2,0 đ) * Khi rót nước rất nhanh vào cốc thì cả 200g nước tăng nhiệt độ tức thời. 0,25 + Nhiệt lượng do thép toả ra để hạ nhiệt độ từ 600 xuống 1000C: Q1 = m.ct.Δt1 = 1.460.(600 – 100) = 230 000 ( J ) 0,25 + Nhiệt lượng cung cấp cho M = 200 g nước tăng tức thời từ 20 lên 1000C: Q2 = M.cn.Δt2 = 0,2.4200(100 – 20) = 67 200 (J) 0,25 0 Q2 < Q1 nên toàn bộ nước đều chuyển lên 100 C, xảy ra hoá hơi. 0,25 + Nhiệt lượng làm cho nước hoá hơi: Q3 = Q1 – Q2 = 162 800 ( J ) 0,25
  9. + Khối lượng nước hoá hơi : Q M’ = 3 = 0,0708 = 70,8 g L 0,25 M’ Nhiệt độ sau cùng của nước là 1000C. 0,25 b. (2,0 đ) 0,25 * Khi rót nước rất chậm vào cốc thì từng ít một lượng nước rót chậm đó tiếp xúc với thép, tăng nhanh nhiệt độ, hoá hơi ngay, quá trình hoá hơi này sẽ dừng lại khi thép hạ nhiệt độ xuống đến 1000C. 0,25 + Gọi m’ là khối lượng nước hoá hơi trong suốt quá trình rót, ta có: + Nhiệt lượng cung cấp để lượng nước m’ tăng từ 20 lên 1000C: Q4 = m’cn.Δt = m’.4200.(100 – 20) = 336 000.m’ ( J ) 0,25 + Nhiệt luợng cần cho sự hóa hơi: Q5 = m’.L = m’.2 300 000.m’ ( J ) 0,25 Khi cân bằng nhiệt ta có: Q1 = Q4 + Q5 0,25  230 000 = 336 000.m’ + 2 300 000.m’ 0,25 => m’ = 0.08725 kg = 87,25 g 0,25 + Khối lượng nước không hoá hơi : m’’ = 200 - 87,25 = 112,75 g 0,25 + Gọi x là nhiệt độ sau cùng của nước và miếng thép: mct(100 – x) = m’’cn(x – 20) => 1.460.(100 – x) = 0,11275.4200(x – 20) => x = 59,4. 0,25 => Nhiệt độ sau cùng của nước là 59,4 0 C. GHI CHÚ : 1) Trên đây là biểu điểm tổng quát của từng phần, từng câu. 2) Học sinh làm bài không nhất thiết phải theo trình tự của Hướng dẫn chấm. Mọi cách giải khác, kể cả cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý nào đó, lập luận đúng, có căn cứ, kết quả đúng cũng cho điểm tối đa tương ứng với từng bài, từng câu, từng phần của hướng dẫn chấm này. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS TẠO TỈNH ĐĂK NÔNG NĂM HỌC 2010-2011 Khóa thi ngày: 10/3/2011 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu 1: (3,0 điểm) Các gương phẳng AB, BC, CD được sắp xếp như hình A B vẽ bên (H.1). ABCD là một hình chữ nhật có AB = a; BC = b và S là điểm sáng nằm trên AD. Biết SA = b1.a S a. Dựng tia sáng đi từ S, phản xạ lần lượt trên mỗi gương AB; BC; CD một lần rồi trở lại S. D C b. Tính khoảng cách a tới A đến điểm tới trên gương AB. 1 H. 1 Câu 2: (4,0 điểm) Một khối gỗ hình lập phương có cạnh 12cm nổi giữa mặt phân cách của dầu và nước như hình vẽ (H. 2), ngập hoàn toàn trong dầu, mặt dưới của hình lập phương thấp hơn mặt 12cm phân cách 4cm. Tìm khối lượng của khối gỗ trên. Biết khối lượng riêng của dầu là 0,8g/cm3; của nước là 1g/cm3 . 4cm H. 2
  10. Câu 3: (3,0 điểm) 0 Có một số chai sữa hoàn toàn giống nhau, đều đang ở nhiệt độ txC . Người ta thả từng chai lần lượt vào một bình cách nhiệt chứa nước, sau khi cân bằng nhiệt thì lấy ra rồi thả chai khác 0 vào. Nhiệt độ nước ban đầu trong bình là t0 = 36 C, chai thứ nhất khi lấy ra có nhiệt độ 0 0 t1 = 33 C, chai thứ hai khi lấy ra có nhiệt độ t2 = 30,5 C. Bỏ qua sự hao phí nhiệt. a. Tìm nhiệt độ tx. b. Đến chai thứ bao nhiêu thì khi lấy ra nhiệt độ nước trong bình bắt đầu nhỏ hơn 260C. Câu 4: (5,0 điểm) Một đoạn dây dẫn làm bằng hợp kim Nicrôm có chiều dài l, có tiết diện tròn đường kính 1,674mm và có điện trở là 20 . Biết điện trở suất của Nicrôm là: = 1,1.10 -6  m. (Cho = 3,14). a/ Tính chiều dài l của đoạn dây. b/ Quấn đoạn dây trên lên một lõi sứ hình trụ tròn bán kính 2 cm để làm một biến trở. Tính số vòng dây của biến trở. c/ Cắt dây trên thành hai đoạn không bằng nhau rồi mắc song song vào hiêụ điện thế U = 32V thì cường độ dòng điện qua mạch chính là 10A. Tính chiều dài mỗi đoạn đã cắt. Câu 5: (5,0 điểm) Cho một mạch điện như hình vẽ bên, trong đó hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch không đổi U = 7V, các điện trở R 1 = 3Ω, R2 = 6 + U - Ω. AB là một dây dẫn có chiều dài l = 1,5m, tiết diện không đổi S = R1 R2 0,1mm2, điện trở suất = 4.10 -7  m. Điện trở giữa các dây nối và D của ampe kế A không đáng kể. A a/ Tính điện trở R của dây AB. b/ Dịch chuyển con chạy C đến vị trí sao cho chiều dài AC = A B 1/2CB. Tính cường độ dòng điện qua ampe kế. C HẾT
  11. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 – 2011 Môn: VẬT LÝ LỚP 9 – THCS ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có 2 Ngày thi: 18 tháng 02 năm 2011 Câu 1 ( 4 điểmtrang) ): Một thanh đồng chất tiết diện đều, có khối lượng 10kg, A B C chiều dài l. Thanh được đặt trên hai giá đỡ A và B như hình vẽ 1 ( Hình.1). Khoảng cách BC = l . Ở đầu C người ta buộc một vật 7 nặng hình trụ có bán kính đáy 10cm, chiều cao 32cm, trọng lượng riêng của chất làm vật nặng hình trụ là d = 35000N/m3. Lực ép của thanh lên giá đỡ A bị triệt tiêu. Tính trọng lượng riêng của chất lỏng trong bình. (Hình .1) ( Trọng lượng của dây buộc không đáng kể) Câu 2: (4 điểm) Người ta dẫn 0,1kg hơi nước ở nhiệt độ 1000C vào một nhiệt lượng kế chứa 2kg nước ở nhiệt độ 250C. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt hoá hơi của nước lần lượt là C = 4200J/kg.K, L = 2,3.106J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. 1/ Tính nhiệt độ sau cùng của hỗn hợp và khối lượng của nước trong bình. 2/ Nếu tiếp tục dẫn vào nhiệt lượng kế trên 0,4 kg hơi nước nữa. Tính nhiệt độ sau cùng của hỗn hợp và khối lượng của nước trong bình lúc này. A B R4 Câu 3: (6 điểm) Þ Þ Cho mạch điện như hình vẽ (Hình.2). + - Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là 20V luôn không đổi. R5 R3 Biết R1 = 3 , R2 = R4 = R5 = 2 , R3 = 1 . R1 Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. K 1/ Khi khoá K mở. Tính : R2 A a) Điện trở tương đương của cả mạch. b) Số chỉ của ampe kế. (Hình. 2) 2/ Thay điện trở R 2 và R4 lần lượt bằng điện trở R x và Ry, khi khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A. Tính giá trị của điện trở Rx và Ry trong trường hợp này. Câu 4: (4 điểm) Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f cho ảnh thật A'B' hứng được trên một màn E đặt song song với thấu kính. Màn E cách vật AB một khoảng L, khoảng cách từ thấu kính tới vật là d, từ thấu kính tới màn là d'. 1 1 1 1/ Chứng minh công thức: f d d 2/ Giữ vật và màn cố định, cho thấu kính di chuyển giữa vật và màn sao cho thấu kính luôn song song với màn và vị trí trục chính không thay đổi. Gọi l là khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn E. Lập biểu thức tính f theo L và l. Câu 5: (2 điểm) Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi. Cho các dụng cụ sau : lực kế, sợi dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước. Biết viên sỏi bỏ lọt và ngập trong bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0.
  12. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LÂM ĐỒNG NĂM HỌC 2010 - 2011 Năm hỀc: 2010 - 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn : VẬT LÝ – THCS Ngày thi 18 /02 /2011 CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 1 ( 4đ) A B C A B C P2 P1 F P1 P2 P1 F 0,5đ P 2 F d 2 d1 d3 * Gọi P là trọng lượng của thanh AC 1 6 -P1 là trọng lượng đoạn BC: P1= P , P2 là trọng lượng đoạn AB : P2= P 7 7 -l là chiều dài thanh AC, V là thể tích vật chìm trong nước 0,5đ 1 3 - d3 là độ dài đoạn BC : d3= l , d2 là khoảng cách từ B đến P2 : d2 = l , d1 là 7 7 1 khoảng cách từ B đến P1 : d1 = l 14 * Vì lực ép của thanh lên điểm A bị triệt tiêu nên theo điều kiện cân bằng lực ta có phương trình cân bằng lực sau : 0,5đ P1d1 + Fd3 = P2d2 (1) * Vì vật nằm lơ lửng trong lỏng chất lỏng nên : F = V.d – Vdx = V(d – dx) (2) Từ (1) và (2) ta có : 0,25đ 1 1 2 6 3 P1d1 + Fd3 = P2d2 P. l + F. l = P. l 7 14 14 7 7 0,75đ  35P = 14F  35P = 14 V( d – dx ) 35P  ( d – dx ) = 14V 35P  dx = d - ( 3 ) 0,5đ 14V với P = 10. m V = S .h = .R2.h = 3,14 .0,12 0,32 = 0,01(m3) . 0,5đ Thay vào ( 3) ta có 35.100 N dx = 35000 - 10.000( 3 ) 0,5đ 14.0,01 m 2 ( 4đ) 2.1 1/ Nếu 0,1kg hơi nước ngưng tụ hoàn toàn ở 1000C thì toả ra nhiệt lượng là: 6 ( 2đ) Q1 = m1L = 0,1 2,3.10 = 230000(J) 0,25đ
  13. Nếu 2kg nước tăng nhiệt độ đến 1000C thì thu nhiệt lượng là: Q2 = m2C(t2 – t1) = 2 4200.( 100 - 25) = 630000(J) 0,25đ 0 Vì Q2 > Q1 nên hơi nước ngưng tụ hoàn toàn và nhiệt độ cân bằng t Q4 nên chỉ có một phần hơi nước ngưng tụ và nhiệt độ cân bằng là 0,25đ t’ = 1000C Khối lượng hơi nước ngưng tụ là: Q 399987 0,5đ m 4 ; 0,17(kg) 4 L 2,3.106 Khối lượng nước trong bình là: 0,5đ m’ = 2,1 + 0,17 = 2,27(kg) 3 ( 6đ) 1/ Khi K mở ta có mạch sau : {(R1nt R3 )// (R2nt R4) }nt R5 0,5đ 3.1a Điện trở R13: (2đ) R13 = R1+ R3 = 3 + 1=4( ) 0,25đ Điện trở R24: R24 = R2 + R4 = 2 + 2= 4( ) 0,25đ R13.R24 4 4 Điện trở R1234 = 2() 0,5đ R13 R24 4 4 Điện trở tương đương cả mạch: 0,5đ RAB = R5 + R1234 = 2 + 2= 4( ) 3.1b b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB: U 20 (1,5đ) I = 5(A) 0,25đ RAB 4 Vì R5 nt R1234 nên I5 = I1234 = I = 5A 0,25đ Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song : U1234 = I1234 R1234 = 5 2 = 10(V) 0,25đ Vì R13 // R24 nên U23 = U24 = U1234 = 10V Cường độ dòng điện qua R24 : U24 10 I24 = 2,5(A) 0,25đ R24 4 Số chỉ của ampe kế: IA = I24 = 2,5A 0,5đ 2/ Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // ( Rx nt Ry) 3.2 Cường độ dòng điện qua cả mạch: ( 2,5đ)
  14. U I (R1 R3 ).(Rx Ry ) R5 R1 R3 Rx Ry 20 20(4 R R ) I x y (1) 4.(R R ) 2(4 R R ) 4.(R R ) 2 x y x y x y 4 Rx Ry Vì R13 // Rxy nên : I R R 1 4 4 R R 2 1 3 hay => I x y (2) I R1 R3 Rx Ry I 4 Rx Ry 4 Từ (1) và (2) suy ra: 4 R R 10(4 R R ) 0,5đ x y x y 4 (4 R R ) 2.(R R ) x y x y 0,25đ Rx + Ry = 12( ) Khi K đóng: R5 nt [( R1 // Rx ) nt ( R3 // Ry)] Cường độ dòng điện trong mạch chính: 20 I ' R .R R .R R 1 x 3 y 5 R R R R 1 x 3 y 0,25đ 20 I ' 3Rx Ry 2 0,5đ 3 Rx 1 Ry 20(3 R )(13 R ) I ' x x (3) 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) Vì R1 // Rx nên: I2 R1 ' I R1 Rx 0,5đ 1 3 ' 3 Rx ' hay I (4) I 3 Rx 3 Từ (3) và (4) suy ra: 3 R 20(3 R )(13 R ) x x x 3 2(3 Rx )(13 Rx ) 3Rx (13 Rx ) (12 Rx )(3 Rx ) 2 6Rx – 128Rx + 666 = 0 Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm 0,25đ Rx1 = 12,33 , Rx2 = 9 theo điều kiện ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9( ) 0,25đ Suy ra Ry = 3 4 ( 4đ) - Vẽ hình 4.1 0,75đ ( 2đ) B I f F' A' A O d d' B'
  15. A B OA d 0,5đ 1/ AOB : A'OB' ; AB OA d A B A F A B 0,5đ OIF': A'B'F' ; OI OF AB d - f d 0,75đ hay d(d' - f) = fd' dd' - df = fd' dd' = fd' + fd ; f d 1 1 1 0,5đ Chia hai vế cho dd'f ta được : (*) f d d 4.2 2/Di chuyển thấu kính : ( 2đ) l d d' A O O' A' d' d L 0,5đ L l L l Trên hình vẽ ta có: d và d ; 2 2 1 1 1 2 2 f d d L l L l 0,5đ L2 l 2 L2 l 2 4Lf f 4L * Phân tích : 5 ( 2đ) Xác định lưc đẩy Acsimet 0,25đ FA = P – P1 ( với FA = V.do) F Xác định thể tích của vật : V= A 0,25đ d0 Xác định trọng lượng riêng của viên sỏi : P P P d = = d . 0,25đ F 0 V A P - P1 d0 Từ đó xác định được khối lượng riêng của viên sỏi P 0,25đ D = D0. ( *) P - P1 * Cách thực hiện : - Buộc viên sỏi bằng sợi dây rồi treo vào móc lực kế để xác định trọng lượng P của viên sỏi ngoài không khí . 0,25đ 0,25đ - Nhúng cho viên sỏi này ngập trong nước đọc số chỉ lực kế xác định P1 0,25đ - Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 - Xác định D bằng công thức (*) 0,25đ
  16. - Giải cách khác đúng, phù hợp với chương trình THCS vẫn cho tròn số điểm của phần đó. - Thiếu hoặc sai đơn vị ở kết quả (đáp số ) thì trừ 0,25 điểm cho mỗi chỗ sai hoặc thiếu. Hết SỞ GD&ĐT NGHỆ AN ĐỀ THI CHÍNH THỀC
  17. 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). Một bình hình trụ có bán kính đáy R1 = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t1 = 0 0 20 c. 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 D =1 1000kg/m và của nhôm D =2 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 3 riêng 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 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 0,2A. 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 R2 R1 điện thế không đổi là 21V; R = 4,5Ω, R 1 = 3Ω, bóng đèn P có điện trở không đổi R Đ = 4,5Ω. Ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. Đ C RX a. Khi khóa K đóng, con chạy C của biến trở ở vị trí N M điểm N, thì ampe kế chỉ 4A. Tìm giá trị của R2. R K b. Xác định giá trị của đoạn biến trở R X ( từ M tới C) để 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. - - - Hết - - -
  18. 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 a Các cách mắc còn lại gồm: (4,0) Cách 3: [(R0//R0)ntR0]nt r ; Cách 4: [(R0 nt R0)//R0]nt r
  19. 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 Iss = 3.0,2 0,6A (2) r 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 R 2,5R r R 0 0 0 2 1 R r R 3 I 3 Do R1 = R2 nên I1 = I2 = 0,16A 2 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. Khi K mở mạch điện thành: U R1ntRXnt{R2//[(R-RXntRđ)]} R1 Đ R-RX RX P N C M R2
  20. 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 AA / 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 - Khi OA2 = OA – 6, thấu kính cho ảnh ảo A I B1 A1 / F O F/ A1 A A / B1 A
  21. / B 2 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 / / / Do ∆F OB 1 ~ ∆IB1B 1 / / / / / / F B1 OF F B1 OF f / / / / / 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
  22. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 9 THCS CÀ MAU NĂM HỌC 2010-2011 ĐỀ CHÍNH THỀC Môn thi: Vật lý Ngày thi: 20 – 3 – 2011 (Đề thi gồm có 2 trang) Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Bài 1 (4 điểm) Hai ô tô cùng xuất phát từ thành phố A đến thành phố B, ô tô thứ nhất chạy với vận tốc trung bình 40km/h, ô tô thứ hai chạy với vận tốc trung bình 50km/h. Sau 1h, ô tô thứ hai dừng lại nghỉ 30 phút rồi tiếp tục chuyển động với vận tốc như cũ. a) Hỏi sau bao lâu ô tô thứ hai đuổi kịp ô tô thứ nhất, kể từ thời điểm xuất phát ? Khi đó hai ô tô cách thành phố A bao xa ? b) Biểu diễn đồ thị chuyển động của hai ô tô trên cùng một trục tọa độ. Bài 2 (3 điểm) Một bình chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d 0, chiều cao khối h1 chất lỏng trung bình là h 0. Cách mặt thoáng của chất lỏng trung bình một khoảng h1 người ta thả một vật nhỏ đồng chất rơi thẳng đứng vào chất lỏng. Khi vật nhỏ chạm tới đáy bình thì vận tốc của vật bằng không. d0 h0 a) Tính trọng lượng riêng của chất liệu làm vật nhỏ đó ? Bỏ qua sức cản không khí và ma sát của vật nhỏ với chất lỏng. b) Khi vật nhỏ chạm vào đáy bình thì động năng và thế năng của vật nhỏ coi như bằng không. Hỏi thế năng ban đầu của vật đã chuyển hóa thành dạng năng lượng nào ? Bài 3 (3 điểm) Người ta bỏ n – 1 miếng kim loại khác nhau, ở nhiệt độ khác nhau vào trong một bình o nhiệt lượng kế chứa một lượng nước có khối lượng m1 và ở nhiệt độ t1 < 100 C. Tính nhiệt độ của hỗn hợp khi có sự cân bằng nhiệt. Bỏ qua sự mất mát nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh và sự hấp thu nhiệt của nhiệt lượng kế. Biết nhiệt độ của hỗn hợp t < 100oC. Bài 4 (4 điểm) R1 D R2 A1 Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: với R 1 K B = 9Ω; R2 = 3Ω, MN là một biến trở có con chạyA C và có điện trở tổng cộng R b = 24Ω. Ampe kế A 1, A2 có A2 điện trở nhỏ không đáng kể và hiệu điện thế C giữa 2 điểm A, B của đoạn mạch U = 12V không đổi. M Rb N a) Khi khóa K mở, xác định cường độ dòng điện qua mạch chính và số chỉ của ampe kế A1, A2.
  23. b) Khi khóa K đóng, xác định điện trở của đoạn MC và CN sao cho ampe kế A 1, A2 chỉ cùng một giá trị ? Tính giá trị đó ? Bài 5 (4 điểm) Vật sáng AB có chiều cao 4cm được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm. Điểm A nằm trên trục chính và vật sáng AB cách thấu kính một khoảng 30cm a) Hãy dựng ảnh A’B’ của vật AB qua thấu kính và nhận xét đặc điểm của ảnh A’B’. b) Vận dụng kiến thức hình học, hãy tính khoảng cách từ ảnh A’B’ đến thấu kính và chiều cao của ảnh A’B’. c) Nếu dịch chuyển vật AB về phía thấu kính sao cho điểm A trùng với tiêu điểm của thấu kính, lúc đó ảnh A’B’ nằm ở đâu ? Hãy dựng ảnh của vật AB qua thấu kính trong trường hợp nầy. Bài 6 (2 điểm) Không cần một dụng cụ nào khác, hãy cho biết làm thế nào để biết một lưỡi cưa nhỏ bằng thép có nhiễm từ hay không, giải thích ? HẾT
  24. LONG AN (ĐỀ THI THỬ) Câu 1: (4 điểm) Lúc 7 giờ hai ô tô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h. a. Tìm khoảng cách của hai xe lúc 8 giờ ? b. Xác định vị trí và thời điểm khi hai xe gặp nhau ? Câu 2: (4điểm) Có hai bình nhiệt lượng kế A và B. Bình A chứa lượng nước có khối lượng m 1và một quả cân o bằng kim loại có khối lượng m 2 đều có cùng nhiệt độ 74 C. Bình B chứa lượng nước có khối o lượng m3 ở 20 C. Lấy quả cân nhúng chìm vào nước trong bình B, khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ ở bình B là 24oC. Lấy quả cân nhúng chìm vào nước trong bình A, nhiệt độ bình A khi cân bằng là 72oC. Hỏi: a. Khi lấy quả cân nhúng trở lại vào bình B lần thứ hai thì nhiệt độ bình B khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? b. Còn nếu cho cả quả cân và nước trong bình A vào bình B thì nhiệt độ bình B khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Cho rằng chỉ có nước trong bình và các quả cân trao đổi nhiệt với nhau . Câu 3:(5điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: + - U A Ro R1 A B Rx Cho U = 16V, Ro = 4, R1=12 , Rx là một giá trị tức thời của một biến trở đủ lớn. Ampe kế A và dây nối có điện trở không đáng kể.Tính : a /Tính Rx sao cho công suất tiêu thụ trên Rx bằng 9W? b/ Tính hiệu suất của mạch điện. Biết rằng tiêu hao năng lượng trên R 1, Rx là có ích, trên Ro là vô ích? c/ Với giá trị nào của Rx thì công suất tiêu thụ trên Rx là cực đại.Tính công suất đó. Câu 4: (3điểm) Một ấm điện có 2 điện trở R 1 và R2 . Nếu chỉ dùng R 1 để đun thì thời gian đun sôi nước đựng trong ấm là 10phút. Nếu chỉ dùng R 2 để đun thì thời gian đun sôi nước đựng trong ấm là 15phút Hỏi thời gian đun sôi ấm nước trên là bao nhiêu nếu: a.Dùng R1 và R2 mắc nối tiếp với nhau. b.Dùng R1 và R2 mắc song song với nhau. Bỏ qua sự mất nhiệt trong thời gian đun và các điều kiện đun nước là như nhau, Cho hiệu điện thế U là không đổi . Câu 5: (4điểm) Hai vật nhỏ A1B1và A2B2 giống nhau đặt song song và cách nhau 40cm. Đặt một thấu kính hội tụ vào trong khoảng giữa hai vật sao cho trục chính vuông góc với các vật thì vật A 1B1 qua thấu kính cho ảnh ảo và vật A2B2 qua thấu kính cho ảnh thật có cùng độ cao với ảnh ảo. a. Vẽ ảnh của hai vật qua thấu kính. b. Tìm tiêu cự của thấu kính. c. Chứng tỏ rằng khoảng cách giữa hai ảnh không đổi khi dịch chuyển vật. Hết
  25. Së GD&§T HOµ b×nh kú thi chän häc sinh giái CẤP TỈNH §Ò chÝnh thøc LỚP 9- N¨m häc 2010 - 2011 M«n: VËt Lý Ngày thi: 22/3/2011 (Thêi gian lµm bµi 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) (§Ò thi cã 01 trang) Câu 1:(4,0 điểm) Hai xe máy đồng thời xuất phát, chuyển động đều đi lại gặp nhau, xe 1 đi từ thành phố A đến thành phố B và xe 2 đi từ thành phố B đến thành phố A. Sau khi gặp nhau tại C cách A 30km, hai xe tiếp tục hành trình của mình với vận tốc cũ. Khi đã tới nơi quy định (xe
  26. 1 tới B, xe 2 tới A), cả hai xe đều quay ngay trở về và gặp nhau lần thứ hai tại D cách B một đoạn 36 km. Coi quãng đường AB là thẳng, vận tốc của hai xe không thay đổi trong quá trình chuyển động. Tìm khoảng cách AB và tỉ số vận tốc của hai xe. Câu 2: (4,5 điểm) Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 4 lít nước ở nhiệt độ 80 0C, bình thứ hai chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 200C. Người ta lấy m (kg) nước từ bình thứ nhất rót vào bình thứ hai. Khi bình thứ hai đã cân bằng nhiệt thì lại lấy m (kg) nước từ bình thứ hai rót vào bình thứ nhất để lượng nước ở hai bình như lúc ban đầu. Nhiệt độ nước ở bình thứ nhất sau khi cân bằng là 740C, bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Tính m. R1 R2 Câu 3: (2,0 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 1. Biết R1= 2R2, ampe kế chỉ 0,5A, vôn kế chỉ 3V, am pe kế và các A dây nối có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô K V cùng lớn. Hãy tính: A B a) Điện trở R1 và R2. Hình 1 b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A,B và hai đầu điện trở R1 11111 Câu 4: (5,0 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. Thanh kim loại MN đồng chất, tiết diện đều, có điện trở R =16 , có chiều dài R1 + - L. Con chạy C chia thanh MN thành 2 phần, đoạn MC A B a có chiều dài a, đặt x = . Biết R 1= 2 , hiệu điện thế U AB L M C N = 12V không đổi, điện trở của các dây nối là không đáng kể. Hình 2 a) Tìm biểu thức cường độ dòng điện I chạy qua R1 theo x. Với các giá trị nào của x thì I đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất. Tìm các giá trị đó? b) Tìm biểu thức công suất toả nhiệt P trên thanh MN theo x. Với giá trị nào của x thì P đạt giá trị lớn nhất? Câu 5: (4,5 điểm) Một điểm sáng đặt cách màn một khoảng 2m. Giữa điểm sáng và màn người ta đặt một đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục của đĩa. a) Tìm đường kính bóng đen in trên màn biết đường kính của đĩa d = 20cm và đĩa cách điểm sáng 50cm. b) Cần di chuyển đĩa theo phương vuông góc với màn một đoạn bao nhiêu, theo chiều nào để đường kính bóng đen giảm đi một nửa? HÕt Câu- ý Nội dung Điểm 1 4,0 đ Gọi v1 là vận tốc của xe xuất phát từ A, v2 là vận tốc của xe xuất phát từ B, t1 là khoảng thời gian từ lúc xuất phát đến lúc gặp nhau lần 1, t2 là khoảng 1,0 thời gian từ lúc gặp nhau lần 1đến lúc gặp nhau lần 2 và đặt x = AB. v1 30 Gặp nhau lần 1: v1t1 30 , v2t1 = x - 30 suy ra = (1) v2 x-30 1,0
  27. Gặp nhau lần 2: v t = (x - 30) + 36 = x + 6 ; v t = 30 + (x - 36) = x - 6 1 2 2 2 1,0 v x + 6 suy ra 1 = (2) v2 x - 6 Từ (1) và (2) suy ra x = 54km. 1,0 v v Thay x = 54 km vào (1) ta được 1 1,25 hay 2 0,8 v2 v1 Câu 2 4,5đ 0 Gọi nhiệt độ bình 2 sau khi đã cân bằng nhiệt là t1 ( C): - Phương trình cân bằng nhiệt sau sau khi rót lần 1: 1,0 m.C(80 -t1) = 2.C(t1 - 20) (1) - Phương trình cân bằng nhiệt sau sau khi rót lần 2: ( 4 - m).C. ( 80 - 74) = m.C ( 74 - t1) (2) 1,5 Đơn giản C ở 2 vế các phương trình (1) và (2) Giải hệ phương trình gồm (1) và (2) m(80 - t1) = 2(t1- 20) 80m - mt1 = 2t1- 40 80m = 2t1 + mt1- 40 (4 - m).6= m(74 - t1) 24 - 6m = 74m - mt1 80m = mt1 + 24 2t1 = 24 + 40 = 64 t1 = 32 Thay t1 = 32 vào (1) ta có : m( 80 - 32) = 2 ( 32 - 20) m.48 = 2.12 = 24 2,0 m = 24:48 = 0,5 (kg) Vậy : Khối lượng nước đã rót mỗi lần là m = 0,5 (kg) Câu 3 2,0đ Vì R1nt R2 nên I A I I1 I2 0,5 U Điện trở R v 6 2 I 0,5 Điện trở R1 2R2 2.6 12 0,5 U AB I.(R1 R2 ) 9V U1 I1R1 0,5.12 6V 0,5 Câu 4 5,0đ RMC Vẽ lại mạch điện R1 0,5 A B RCN
  28. + Phần biến trở giữa M và C; giữa C và N: a L a RMC= R = Rx; RCN= R = R(1-x) L L 0,5 + Điện trở tương đương của RMC và RCN là R0= R(1-x)x 0,5 + Điện trở toàn mạch Rtm= R0+R1= R1 + R(1-x)x (1) 0,5 + Cường độ dòng điện qua R1 là 0,5 U U I = 0 x 1 (2) Rtm R(1 x)x R1 a + Từ (2) ta thấy I đạt giá trị cực đại khi mẫu số nhỏ nhất x=0; x=1 0,5 Imax= 6(A) + I đạt giá trị cực tiểu khi mẫu số đạt giá trị cực đại: 2 R1 + R(1-x)x = 2+16x-16x có giá lớn nhất 0,5 (Hàm bậc 2 có hệ số a âm nên nó có giá trị cực đại khi x= -b/2a=1/2) => I= Imin= 2 (A) + Công suất toả nhiệt trên thanh MN U2 P= I2R = R(1 x)x (3) 0 2 0,5 {R(1 x)x R1} b + Biến đổi biểu thức (3) ta có: U2 P=2 (4) R 1 R(1 x)x R(1 x)x + Áp dụng bất đẳng thức Côsi cho mẫu số của biểu thức (4) ta có: 1,0 P = Pmax R1 khi R(1 x)x R1= R(1-x)x R(1 x)x (5) x 0.85 + Thay số và giải phương trình (5) ta có x 0.15 Câu 5 4,5đ
  29. A’ A2 A A1 S I I1 I’ 0,5 B1 B B2 B’ AB SI SI' SAB ~ SA’B’ => hay A' B' .AB A' B' SI' SI Với AB, A’B’ là đường kính của đĩa chắn sáng và của bóng đen a SI, SI’ là khoảng cách từ điểm sáng đến đĩa và màn 2,0 200 Thay số: A' B' .20 80(cm) 50 - Dựa vào hình vẽ ta thấy, để đường kính bóng đen giảm xuống phải di chuyển đĩa về phía màn Gọi A2B2 là đường kính bóng đen lúc này => 1 A B A' B' 40(cm) 2 2 2 SI1 A1B1 AB 2,0 SA1B1 ~ SA2B2 => (A1B1 AB) SI' A2 B2 A2 B2 AB 20 => SI1 .SI' .200 100(cm) 1(m) A2 B2 40 Cần phải di chuyển đĩa một đoạn I I1 = SI1- SI = 100- 50 I I1 = 50 (cm) Hết * Ghi chó:
  30. - Giám khảo có thể thống nhất việc chia nhỏ biểu điểm tối thiểu đến 0,25đ cho từng ý nhỏ nhưng phải đảm bảo thang điểm của từng câu trong đáp án. - Bài giải theo cách khác, nếu đảm bảo tính chặt chẽ, logic giám khảo cho điểm tối đa. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS QUẢNG NAM NĂM HỌC 2012 – 2013 Môn thi : VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề) THỀC Ngày thi : 03/4/2013 Câu 1. (4 điểm) Có hai bình cách nhiệt đủ lớn, đựng cùng một lượng nước, bình 1 ở nhiệt độ t 1 và bình 2 ở nhiệt độ t 2. Lúc đầu người ta rót một nửa lượng nước trong bình 1 sang bình 2, khi đã cân bằng nhiệt thì thấy nhiệt độ nước trong bình 2 tăng gấp đôi nhiệt độ ban đầu. Sau đó người ta lại rót một nửa lượng nước đang có trong bình 2 sang bình 1, nhiệt độ nước trong bình 1 khi đã cân bằng nhiệt là 300C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường. 1) Tính nhiệt độ t1 và t2. 2) Nếu rót hết phần nước còn lại trong bình 2 sang bình 1 thì nhiệt độ nước trong bình 1 khi đã cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Câu 2. (4 điểm) Một cây nến hình trụ dài L = 20cm, tiết diện ngang S = 2cm 2, trọng lượng P1 và trọng lượng riêng d1; ở đầu dưới của cây nến có gắn một bi sắt nhỏ có trọng lượng P 2 = 0,02N. Người ta đặt cho cây nến nổi thẳng L l đứng trong một cốc thủy tinh hình trụ đựng nước như hình 1. Phần nến ngập trong nước có chiều dài l = 16cm. Cho trọng lượng riêng của nước 3 là d0 = 10000N/m . Thể tích của bi sắt rất nhỏ so với thể tích của nến và có thể bỏ qua. Hình 1 1) Tính P1 và d1. 2) Đốt cháy nến cho đến khi đầu trên của nến ngang với mặt nước và bị nước làm tắt. a. Trong quá trình nến cháy mức nước trong cốc thay đổi thế nào? Giải thích? b. Tính chiều dài l’ của phần nến còn lại sau khi nến tắt. Câu 3. (4 điểm) R1 R2 Có mạch điện như sơ đồ hình 2: R 1= R2 = 20Ω, R 3 = R4 = 10Ω, hiệu R4 điện thế U không đổi. Vôn kế có điện trở vô cùng lớn chỉ 30V. 1) Tính U. V R3 2) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở bằng không. Tìm số chỉ +U - ampe kế. Hình 2 Câu 4. (4 điểm) Hai bóng đèn có công suất định mức bằng nhau, mắc với một điện trở R = 5Ω và các khóa K có điện trở không đáng kể vào hiệu điện thế U không đổi như sơ đồ hình 3: - Khi K1 đóng, K2 mở thì đèn Đ 1 sáng bình thường và công suất tiêu thụ trên toàn mạch là P1 = 60W. - Khi K1 mở, K2 đóng thì đèn Đ 2 sáng bình thường và công suất tiêu thụ trên toàn mạch là P2 = 20W. 1) Tính tỉ số công suất tỏa nhiệt trên điện trở R trong hai trường hợp trên. 2) Tính hiệu điện thế U và công suất định mức của đèn. S Câu 5. (4 điểm) Một điểm sáng S nằm ngoài trục chính và ở phía trước một F F’ thấu kính hội tụ, cách trục chính 2cm, cách mặt thấu kính O 30cm. Tiêu cự của thấu kính f = 10cm như hình 4. Hình 4
  31. 1) Vẽ ảnh S’ của S cho bởi thấu kính. Dùng kiến thức hình học để tính khoảng cách từ S' đến trục chính và thấu kính. 2) Điểm sáng S di chuyển từ vị trí ban đầu theo phương song song với trục chính có vận tốc không đổi v = 2cm/s đến vị trí S1 cách mặt thấu kính 12,5cm. Tính vận tốc trung bình của ảnh S’ trong thời gian chuyển động. Hết .