Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Phòng giáo dục và đào tạo Thạnh Phú

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Phòng giáo dục và đào tạo Thạnh Phú

1. PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS THẠNH PHÚ CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2010 - 2011 Đề chính thức MÔN: VẬT LÍ THỜI GIAN: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: Một tia sáng tới SI tạo với mặt phẳng nằm ngang một góc = 500 (hình vẽ 1). a. Vẽ vị trí đặt gương để được tia phản xạ IR có phương thẳng đứng chiều hướng xuống. b. Tính góc giữa mặt gương và mặt phẳng nằm ngang. (1) Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ (2). Biết U = 6V; R1 = 3Ω Khi k mở, ampe kế A1 chỉ 1,2A. Khi k đóng ampe kế A2 chỉ 0,5A. Tính R2 và R3 Bỏ qua điện trở của ampe kế và khóa k. (2) Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ (3). Có một vôn kế có điện trở rất lớn và một ampe kế có điện trở rất nhỏ. Biết R 1 = 6Ω; R2 = 3Ω; R3 = 12Ω; R4 = 6Ω; R5 = 6Ω; U = 12V a. Nối vôn kế giữa C và D thì vôn kế chỉ bao nhiêu ? b. Nối vôn kế giữa D và E thì vôn kế chỉ bao nhiêu ? c. Nối ampe kế giữa C và D thì ampe kế chỉ bao nhiêu ? (3) Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ (4). Nếu đặt vào A, B một hiệu điện thế UAB = 120V thì cường độ dòng điện qua R2 là I2 = 2A và hiệu điện thế ở hai đầu C, D là UCD = 30V. Nếu đặt vào C, D một hiệu điện thế U'CD = 120V thì hiệu điện thế ở hai đầu A, B là U’AB = 20V. Tính R0; R1; R2. (4)
2. PHÒNG GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS THẠNH PHÚ CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2010 - 2011 Đề dự bị MÔN: VẬT LÍ THỜI GIAN: 150 phút (không kể thời gian giao đề Bài 1: Trên hình vẽ A, B là hai điểm trước một gương phẳng (G). a. Hãy vẽ một tia sáng tới xuất phát từ điểm A, đến gương (G) phản xạ trên gương tại điểm I sau đó cho tia phản xạ đi qua điểm B. b. Giả sử có một tia sáng khác xuất phát từ điểm A, đến gương (G) tại điểm J và vẫn cho tia phản xạ đi qua điểm B. Chứng minh rằng đường đi của tia sáng tuân theo định luật phản xạ ánh sáng là ngắn nhất. A B Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ, biết R = R = 1 3 C K 45, R2 = 90, UAB = 90V, bỏ qua điện trở các đoạn dây nối và khoá K. Khi khoá K đóng và khoá K mở R A 1 cường độ dòng điện qua R4 không thay đổi. R4 B a. Tính R4. R2 R3 b. Tính hiệu điện thế hai đầu điện trở R4. D Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ, bỏ qua điện trở các A đoạn dây nối. Biết R1 = 15, R2 = R3 = R4 = 20, R A 1 RA = 0 và ampe kế chỉ 2A. R3 B Tính cường độ dòng điện qua các điện trở. R2 R4 Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ, trong đó các vôn kế V1 giống nhau. Biết vôn kế V 1 chỉ 7V, vôn kế V 2 chỉ 3V, A R0 C R0 B R0 = 300, bỏ qua điện trở các đoạn dây nối và điện trở A ampe kế. D a. Tìm điện trở các vôn kế. V2 b. Số chỉ của ampe kế A.
3. ĐÁP ÁN ĐỀ THI HS GIỎI MÔN VẬT LÝ Năm học: 2010-2011 Đề dự bị BÀI NỘI DUNG ĐÁP ÁN ĐIỂM GHI CHÚ A 2đ B (G) 0,5đ J I A' 1 a) Vẽ tia sáng: (4đ) - Lấy A’ đối xứng với A qua gương (G). 0,5đ - Nối A’ với B cắt (G) tại I. 0,5đ - AIB là tia cần vẽ. 0,5đ b) Giả sử tia sáng AJB như hình vẽ. Xét A’JB cho: A’B < A’J + JB 0,5đ A’I + IB < A’J + JB 0,5đ AI + IB < AJ + JB 0,5đ AIB < AJB (Điều phải chứng minh). 0,5đ a) Tính R4: Khi K mở ta R1 R4 có mạch điện A R3 B tương đương: R2 0,5đ Điện trở tương đương của mạch: R2 (R1 R4 ) 90(45 R4 ) 0.25đ R R3 45 R2 R1 R4 90 45 R4 135(75 R ) R 4 0,25đ 135 R4 CĐDĐ qua mạch chính: 2 U 90 2(135 R ) 0,1đ (6đ) I 4 135(75 R ) R 4 3(75 R4 ) 135 R4 CĐDĐ qua R4: R2 2(135 R4 ) 90 60 I4= I . 0,1đ R1 R2 R4 3(75 R4 ) (45 90 R4 ) (75 R4 ) Khi K đóng ta có mạch R1 R điện tương đương: A 3 B 0,5đ R2 R4
4. R3R4 45R4 135(30 R4 ) 0,5đ R234= R2 90 R3 R4 45 R4 45 R4 CĐDĐ qua R2: U 90 2(45 R ) I 4 0,5đ 2 135(30 R ) R234 4 3(30 R4 ) 45 R4 CĐDĐ qua R4: ' R3 2(45 R4 ) 45 30 0,5đ I4 I2 . R3 R4 3(30 R4 ) (45 R4 ) 30 R4 ’ 60 30 Theo đề thì: I4 = I4 R4 = 15 0,5đ 75 R4 30 R4 b) Hiệu điện thế giữa hai đầu R4: 30 30.15 0,5đ U4 = I4R4 = .R4 10V 30 R4 30 15 Mạch điện tương đương: R 0,5đ 1 R3 B Điện trở A tương đương của R2 R2, R3, R4: R4 R3 20 0,5đ R234 = R2 + = 20 + = 30 2 2 Điện trở tương đương của đoạn mạch: R R 15.30 0,5đ 3 R = 1 234 10 R R 15 30 (5đ) 1 234 U U CĐDĐ qua mạch chính: I = AB AB (A) 0,5đ R 10 U AB U AB 0.5đ CĐDĐ qua R2: I2 = (A) R234 30 I2 U AB CĐDĐ qua R3, R4: I3 = I4 = (A) 0,5đ 2 60 Số chỉ của A: U AB U AB IA = I - I4 = 2 U 24V 0,5đ 10 60 AB U AB 24 0,5đ I2 = 0,8(A) ; R234 30 0,5đ I2 0,8 I3 = I4 = 0,4(A) ; 2 2 U AB 24 I1 = 1,6(A) 0,5đ R1 15 Gọi U1 và U2 lần lượt là số chỉ của V1 và V2. RV là điện trở của vôn kế. a) Theo hình vẽ ta có:
5. U U U U 1đ 1 2 2 2 R R R 4 0 0 V U U U U (5đ) 1 2 2 2 1đ R0 R0 RV U1 2U2 U2 U2 R0 3.300 RV 900 1đ R0 RV U1 2U2 7 2.3 b) Số chỉ của Ampe kế: 0,1đ I = I1 + I2 U U U 7 7 3 19 I 1 1 2 A 1đ RV R0 900 300 900
6. ĐÁP ÁN ĐỀ THI HS GIỎI MÔN VẬT LÝ Năm học: 2010-2011 Đề chính thức BÀI NỘI DUNG ĐÁP ÁN ĐIỂM GHI CHÚ a. Vẽ vị trí đặt gương. 1,5đ - Vẽ tia phản xạ IR. - Vẽ tia phân giác của góc S· IR - Vẽ gương vuông góc tia 1 phân giác tại I · (4đ) b. Tính góc AMI 0,75đ - Xét AIB ·AIB = 400 - IM là tia phân giác của góc 0,5đ ·AIB ·AI M = 200 0,5đ - Xét AIM ·AMI = 700 0,75đ + Khi k mở: Mạch gồm R nt R R 1 3 1 R3 0,5đ U1 = I1R1= 1,2.3 = 3,6V 0.5đ U3 = U - U1 = 6 - 3,6 = 2,4V 0,5đ U 2,4 R 3 2 3 I 1,2 0,5đ + Khi k đóng: Mạch gồm (R2 // R3) nt R1 2 (5đ) U = U + U = I R + I R 0,5đ 1 3 1 1 3 3 0,5đ U = I1R1 + (I1 - I2)R3 6 = 3I + (I - 0,5)2 0,25đ 1 1 0,5đ I = 1,4A 1 0,5đ I = 0,9A 3 0,25đ U2 = U3 = I3R3 = 0,9 . 2 = 1,8V U2 1,8 R2 3,6 0,5đ I2 0,5 a. Nối vôn kế giữa C và D
7. R13 = R1 + R3 = 6 + 12 = 18 0,25đ R24 = R2 + R4 = 3 + 6 = 9 0,25đ R13.R24 18.9 RAB 6 0,25đ R13 R24 18 9 Điện trở tương đương của mạch 0,25đ R = R5 + RAB = 6 + 6 = 12 U 12 Cường độ mạch chính: I 1A 0,25đ R 12 Cường độ qua R1 R24 9 1 I I 1 A 1 0,.25đ R24 R13 9 18 3 Số chỉ của vôn kế: 0,25đ UCD = UCA + UAD = I5R5 + I1R1 1 UCD = 1.6 + .6 = 8V 0,25đ 3 b. Nối vôn kế giữa D và E 3 (6đ) Do vôn kế có điện trở lớn nên điện trở tương đương tương tự câu a. 0,25đ 1 2 I I I 1 A 2 1 3 3 0,25đ Số chỉ của vôn kế: U U U I R I R DE DA AE 1 1 2 2 0,25đ 1 2 U 6 3 0V DE 3 3 0,25đ c. Nối ampe kế giữa C và D
8. Do ampe kế có điện trở không đáng kể C trùng D 0,5đ R .R 6.6 R 1 5 3 15 0,25đ R1 R5 6 6 R' = R15 + R2 + R4 = 3 + 3 + 6 = 12 0,25đ Điện trở tương đương: R '.R 12.12 R 3 6 0,25đ R ' R3 12 12 Cường độ trong mạch chính U 12 0,25đ I 2A R 6 Cường độ nhánh dưới: U 12 0,5đ I ' 1A R ' 12 0,5đ Do R1 = R5; U1 = U5 I1 = I5 = I'/2 = 1/2 = 0,5A Số chỉ của ampe kế: 0,5đ IA = I - I5 = 2 - 0,5 = 1,5A - Nếu đặt vào A và B một hiệu điện thế UAB = 120V, ta có: [(R0//R2)ntR0]//R1 (hoặc hình vẽ) 0,5đ U 30 R CD 15 2 I 2 0,5đ 2 0,5đ U = U – U = 120 – 30 = 90V AC AB CD 0,5đ Mà: U = I R = (I’ – I )R = I’R – I R CD 0 0 2 0 0 2 0 0,5đ UCD = UAC – 2R0 U AC UCD 4 R0 30 0,5đ (5đ) 2 - Nếu đặt vào C và D một hiệu điện thế U’CD= 120V, ta có 0,5đ (R0//R2)//(R0ntR1) (hoặc hình vẽ) 0,5đ Ta có: U’CA= U’CD – U’AB= 100V ' UCA 10 0,5đ I1 A R0 3 ' 0,5đ U AB R1 6 I1