Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật Lý Lớp 9 - Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THANH HÓA LỚP 12 THPT,BTTHPT. LỚP 9THCS Năm học 2007-2008 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Số báo danh: Môn thi: Vật lý. Lớp 9 THCS Ngày thi: 28/03/2008 . Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 5 câu, gồm 1 trang. Câu 1: 1. Trên hình 1a và hình 1b cho trục chính ∆, quang tâm O, hai tiêu điểm F, F' của một thấu kính và hai tia ló (1), (2). Thấu kính đã cho là hội tụ hay phân kì ? Bằng cách vẽ, hãy xác định điểm sáng S và ảnh S' của nó. S (2) A r r r r (1) (2) • S' ∆ O • • r r r r ∆ O (2) • U ↓1A F F' • • F F' B (1) (1) Hình 1c Hình 2 Hình 1a Hình 1b 2. Trên hình 1c cho hai tia sáng (1), (2) đi từ điểm sáng S qua thấu kính đến ảnh S'. Thấu kính là hội tụ hay phân kì ? Ảnh S' là ảnh thật hay ảnh ảo ? Bằng phép vẽ tia sáng, hãy xác định vị trí các tiêu điểm của thấu kính. Câu 2 : Một mạch điện như hình 2. Các điện trở như nhau và giá trị mỗi điện trở là r =1Ω. Dòng điện qua điện trở đầu tiên (kể từ phải sang trái) có giá trị 1A. a) Hãy xác định độ lớn của hiệu điện thế U và điện trở của cả đoạn mạch. b) Xác định cường độ dòng điện qua điện trở gần điểm A nhất, nếu mạch bổ sung thêm hai điện trở (thành mạch tuần hoàn có 10 điện trở r). c) Tính điện trở của đoạn mạch nếu nó được kéo dài vô hạn, tuần hoàn về phía bên phải. Câu 3 . Một chiếc thuyền máy có vận tốc khi nước đứng yên là v = 1,5m/s. Con sông có hai bờ thẳng song song cách nhau d = 200m. Người lái thuyền đã lái cho thuyền sang sông theo đường đi ngắn nhất. Hãy xác định vận tốc sang sông và quãng đường mà thuyền đã sang sông trong hai trường hợp vận tốc của dòng nước là : a) u = 1m/s. b) u = 2m/s. Câu 4 : Một hộp điện trở có 4 đầu ra như hình 3. Nếu dùng nguồn có hiệu điện thế U mắc vào hai chốt (1-2) thì Vônkế nối với hai chốt (3-4) chỉ U/2. Nếu dùng nguồn có hiệu điện thế U mắc vào hai chốt (3-4) thì Vônkế 1 3 nối với hai chốt (1-2) chỉ U. Hãy xác định cấu tạo trong của hộp điện trở. 2 4 Coi rằng U không đổi, còn Vônkế có điện trở rất lớn. Hình 3 Câu 5 : Một bình nước hình trụ đặt trên mặt đất. Hình4. Mở vòi C cho nước chảy ra. a) Năng lượng nào đã chuyển thành động năng của dòng nước ? b) Trình bày phương án xác định vận tốc của nước phun ra khỏi Hình 4 vòi C bằng các dụng cụ sau: thước dây, thước kẹp, đồng hồ bấm dây. C HẾT 1
2. KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2007-2008 Hướng dẫn chẫm môn Vật lí. Lớp 9 Câu 1 : Hình a: S (2a) (2) ∆ (1a) O + Tia ló (2) đi qua quang tâm nên tia tới (2a)//trục ∆. • • + Tia ló (1) song song với trục ∆ nên tia tới (1a) đi qua tiêu điểm. F F' (1) + Giao điểm của hai tia ló là S' của hai tia tới là S.Hình a. Hình a S' + Ảnh S' là thật và TK là hội tụ. (2) Hình b: S (2a) + Tia ló (1) đi qua quang tâm nên tia tới (1a) là đường kéo dài. (1a) ∆ S' O + Tia ló (2) đi qua tiêu điểm nên tia tới (1a) // trục ∆. • • F F' + Giao điểm của hai tia ló là S' của hai tia tới là S.Hình b. (1) + Ảnh S' là ảo và TK là phân kì. Hình c: Hình b + S và S' nằm hai bên thấu kính nên là thấu kính hội tụ, đồng thời ảnh là thật. Hai vị trí gẫy là hai điểm trên thấu kính L nên nối hai điểm này (L,N), ta được vị trí của thấu kính. Giao củaN (SS',LN) = O là quang tâm thấu kính. Đường xx vuông góc với LN tại O là trục chính. + Từ S kẻ SM//xx cắt thấu kính tại M. Nối MS' cắt xx tại F là tiêu điểm. Lấy F' đối xứng với F qua thấu kính ta có tiêu điểm thứ hai. Câu 2 : a) M Sử dụng qui tắc dòng điện phân nhánh: I = I1+I2 ; I1R1= I2R2 , ta tìm x S • F x được kết quả như sau: • S' + Dòng qua nhánh DEO bằng 1A. + Điện trở qua nhánh DEO bằng 2Ω. L + Dòng qua CD bằng 3A. 21A 8A 3A 1A + Điện trở đoạn CO bằng 5/8Ω. A B C D E + Dòng qua BC bằng 8A.U + Điện trở đoạn BO bằng 13/21Ω 13A 5A 2A ↓1A 1Ω O 1Ω R + Dòng qua AB bằng 21A. + Điện trở đoạn AO bằng 34/21 ≈ 1,61905 Ω. + Hiệu điện thế U = IR = 34 V. b) + Nhận xét rằng cường độ dòng điện trong mạch đi qua mạch tuân theo dãy số 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, (số đứng sau bằng tổng hai số liên tiếp trước đó). + Nếu mạch có 10 điện trở thì dòng điện qua điện trở gần A nhất sẽ là I = 21 + 34 = 45A. c) + Trường hợp mạch vô hạn. Gọi R là điện trở của mạch, lúc đó mạch có dạng hình bên dưới. Ta có RR0 2 1 5 R = R0 + . Với R0 = 1Ω ta có R -R-1 = 0. Nghiệm R = 1,6183  (0.5 đ) R R0 2 Câu 3 : Thuyền tham gia đồng thời vào hai chuyển động: Chuyển động trôi với vận tốc u của nước và chuyển động với vận tốc v đối với nước. + Trường hợp u v: Vận tốc v có thể định hướng tuỳ ý trên đường tròn như hình vẽ. Còn hướng đi của thuyền là hướng của véc tơ vận tốc VT . Thuyền sẽ sang sông ngắn nhất nếu vT hướng theo phương tiếp tuyến. 2
3. 2 2 + Khi đó vT =u v . Thay số ta có VT ≈ 1,32 m/s. v d d + Quãng đường đi tính theo tam giác đồng dạng là: vT u s v + Vậy s = d.u/v ≈ 151,5m. u Câu : + Mạch trong hộp điện trở có cấu tạo như hình bên Hai điện trở như nhau 1 r1 3 r1 = r2 = r. Giải thích: Nếu nguồn U mắc vào chốt (1-2) thì Vônkế nối với hai 2 r2 4 chốt (3-4) chỉ hiệu điện thế trên hai đầu điện trở r1. Nhưng r1 = r2 = r. nên số chỉ đó là U/2. + Nếu nguồn U mắc vào chốt (3-4) thì Vônkế nối với hai chốt (1-2) chỉ hiệu điện thế trên hai cực của nguồn. Câu 5 : a) D + Khối lượng nước ( m) phun ra ở vòi C đúng bằng ở mặt thoáng bị tụt xuống (Δh). d + Sự giảm thế năng của mặt nước đã chuyển hoá thành động năng dòng nước. C b) 2 D + Sau thời gian t nước trong bình tụt xuống một thể tích V= . h . Trong đó D là đường kính 2 2 d trong của cốc trụ, Δh là độ giảm chiều cao cột nước. Tiết diện của vòi C là S = . Trong đó d 2 2 V D h là đường kính trong của vòi C. Mặt khác, vận tốc chảy của nước là v = . Suy ra v = . S.t d t Với t đo được bằng đồng hồ bấm giây, còn D, d và Δh đo được bằng thước dây, thước kẹp. Do đó tính được v. HẾT 3