Tuyển tập đề bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý THCS

. A A B R3 R4 R2 R1 C D H×nh 1 U C©u 3 (4,0 ®iÓm). Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh 1: C¸c ®iÖn trë R1, R2, R3, R4 vµ am pe kÕ lµ h÷u h¹n, hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÓm A, B lµ kh«ng ®æi. a. Chøng minh r»ng: NÕu dßng ®iÖn qua am pe kÕ IA = 0 th× = . b. Cho U = 6V, R1 = 3, R2 = R3 = R4 = 6. §iÖn trë am pe kÕ nhá kh«ng ®¸ng kÓ. X¸c ®Þnh chiÒu dßng ®iÖn qua ampe kÕ vµ sè chØ cña nã? c. Thay am pe kÕ b»ng mét v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín. Hái v«n kÕ chØ bao nhiªu? cùc d­¬ng cña v«n kÕ m¾c vµo ®iÓm C hay D. C©u 4 (4,0 ®iÓm). Cã 3 ®iÖn trë: R1 ghi (30 - 15A), R2 ghi (10 - 5A), R3 ghi (20 - 20A), trong ®ã gi¸ trÞ sau lµ c­êng ®é dßng ®iÖn cao nhÊt mµ c¸c ®iÖn trë cã thÓ chÞu ®­îc. a. M¾c 3 ®iÖn trë trªn theo yªu cÇu R1 // (R2 nt R3). X¸c ®Þnh hiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt mµ côm ®iÖn trë nµy kh«ng bÞ ch¸y. b. Sö dông côm ®iÖn trë trªn (c©u a) m¾c nèi tiÕp víi côm bãng ®Ìn lo¹i 30V - 40W råi m¾c tÊt c¶ vµo nguån ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ U = 220V. T×m c¸ch m¾c ®Ó c¸c bãng ®Ìn s¸ng b×nh th­êng mµ côm ®iÖn trë kh«ng bÞ ch¸y. P Q S/ S H H/ l h/ h H×nh 2 C©u 5 (4,0 ®iÓm). Cho h×nh vÏ nh­ h×nh 2. BiÕt: PQ lµ trôc chÝnh cña thÊu kÝnh, S lµ nguån s¸ng ®iÓm, S/ lµ ¶nh cña S t¹o bëi thÊu kÝnh. a. X¸c ®Þnh lo¹i thÊu kÝnh, quang t©m O vµ tiªu ®iÓm chÝnh cña thÊu kÝnh b»ng c¸ch vÏ ®­êng truyÒn cña c¸c tia s¸ng. b. BiÕt S, S/ c¸ch trôc chÝnh PQ nh÷ng kho¶ng t­¬ng øng h = SH = 1cm; h/ = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm. TÝnh tiªu cù f cña thÊu kÝnh vµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm s¸ng S tíi thÊu kÝnh. c. §Æt mét tÊm b×a cøng vu«ng gãc víi trôc chÝnh ë phÝa tr­íc vµ che kÝn nöa trªn cña thÊu kÝnh. Hái tÊm b×a nµy ph¶i ®Æt c¸ch thÊu kÝnh mét kho¶ng nhá nhÊt lµ bao nhiªu ®Ó kh«ng quan s¸t thÊy ¶nh S/ ? BiÕt ®­êng kÝnh ®­êng r×a cña thÊu kÝnh lµ D = 3cm. ---------HÕt--------- Hä vµ tªn thÝ sinh: ............................................................... SBD: .............................. Së Gd&§t NghÖ an Kú thi chän häc sinh giái tØnh líp 9 THCS N¨m häc: 2008 - 2009 h­íng dÉn vµ biÓu ®iÓm ChÊm ®Ò chÝnh thøc (H­íng dÉn vµ biÓu ®iÓm chÊm gåm 04 trang) M«n: vËt lý - b¶ng A ---------------------------------------------- C©u Néi dung ®iÓm 1 4,0 a. Gäi t1, t2 lÇn l­ît thêi gian ®i tõ A ®Õn B t­¬ng ­ng víi c¸c vËn tèc v1, v2. Ta cã: AB = v1t1 = v2t2 0,25 AB = 48t1 = 12t2 t2 = 4t1 (1) 0,25 Theo bµi ra ta cã t1 = (2) ; t2 = (3) 0,5 Thay (2) ; (3) vµo (1) ta ®­îc: = 4() t = = 0,55 (h) 0,5 Qu¶ng ®­êng AB: AB = v1t1 = 48( - ) = 12 km 0,5 b. ChiÒu dµi qu·ng ®­êng AC Ta cã: t = + 0,5 t = = 0,5 0,55 = 1 + 0,5 AC = 7,2 km 0,5 2 4,0 a Gäi q1 lµ nhiÖt l­îng to¶ ra cña n­íc trong b×nh khi nã gi¶m nhiÖt ®é ®i 10C, q2 lµ nhiÖt l­îng thu vµo cña chai s÷a khi nã t¨ng lªn 10C 0,5 Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt gi÷a b×nh víi chai s÷a thø nhÊt lµ: q1(t0 - t1) = q2(t1 - tx) (1) Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt gi÷a b×nh víi chai s÷a thø 2 lµ: q1(t1 - t2) = q2(t2 - tx) (2) 0,5 0,5 Chia (1) cho (2) råi thay sè víi t0 = 360C, t1 = 330C, t2 = 30,50C ta ®­îc: 0,5 Gi¶i ra ta cã tx = 180C 0,5 b. Thay tx = 180C vµo (1) vµ (2) 0,25 Tõ (1) t1 = = tx + (3) 0,25 T­¬ng tù khi lÊy chai thø 2 ra, do vai trß cña t0 b©y giê lµ t1 ta cã: t2 = tx + (4) . Thay (3) vµo (4): t2 = tx + 0,25 Tæng qu¸t: Chai thø n khi lÊy ra cã nhiÖt ®é tn = tx + = tx + 0,25 Theo ®iÒu kiÖn tn < 260 ; tn = 18 + < 26 (5) 0,25 n ≥ 5. häc sinh chØ cÇn chØ ra b¾t ®Çu tõ chai thø 5 th× nhiÖt ®é n­íc trong b×nh b¾t ®Çu nhá h¬n 260C. 0,25 Chó ý: Häc sinh cã thÓ gi¶i theo c¸ch tÝnh lÇn l­ît c¸c nhiÖt ®é. Gi¸ trÞ nhiÖt ®é cña b×nh theo n nh­ sau: n 1 2 3 4 5 tn 33 30,5 28,42 26,28 25,23 VÉn cho ®iÓm tèi ®a khi chØ ra tõ chai thø 5. 3 A B R2 R4 R3 R1 C A D I3 I1 I2 I4 Gäi dßng ®iÖn qua c¸c ®iÖn trë R1, R2, R3, R4; vµ dßng ®iÖn qua R1, R2, R3, R4, am pe kÕ t­¬ng øng lµ: I1, I2, I3, I4 vµ IA. Häc sinh còng cã thÓ vÏ l¹i s¬ ®å t­¬ng ®­¬ng a. Theo bµi ra IA = 0 nªn I1 = I3 = ; I2 = I4 = (1) 0,5 Tõ h×nh vÏ ta cã UCD = UA = IARA = 0 UAC = UAD hay I1R1 = I2R2 (2) 0,5 Tõ (1) vµ (2) ta cã: 0,5 b. V× RA = 0 nªn ta chËp C víi D. Khi ®ã: R1 // R2 nªn R12 = R3 // R4 nªn R34 = 0,5 HiÖu ®iÖn thÕ trªn R12: U12 = = 2,4V c­êng ®é dßng ®iÖn qua R1 lµ I1 = 0,25 HiÖu ®iÖn thÕ trªn R34: U34 = U U12 = 3,6V c­êng ®é dßng ®iÖn qua R3 lµ I3 = 0,25 V× I3 < I1 dßng ®iÖn qua am pe kÕ cã chiÒu tõ C D. Sè chØ cña am pe kÕ lµ: IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A 0,5 c. Theo bµi ra RV = ∞ nèi vµo C, D thay cho am pe kÕ khi ®ã: I1 = I3 = A I2 = I4 = = 0,5A 0,25 HiÖu ®iÖn thÕ trªn R1: U1 = I1R1 = = 2V HiÖu ®iÖn thÕ trªn R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V 0,25 Ta cã U1 + UCD = U2 UCD = U2 - U1 = 1V 0,25 V«n kÕ chØ 1V cùc d­¬ng v«n kÕ m¾c vµo C 0,25 4 4,0 a. M¾c R1 // (R2 nt R3): HiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt mµ R1 chÞu ®­îc lµ U1 = 15.30 = 450 (V) 0,25 HiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt mµ (R2 nt R3) chÞu ®­îc lµ U23 = (10 + 20).5 = 150 (V) 0,25 V× R1 // (R2 nt R3) nªn hiÖu ®iÖn thÕ lín nhÊt lµ U = 150V 0,5 b. Côm ®iÖn trë R1 // (R2 nt R3) cã ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng R = 0,5 §Ó côm ®iÖn trë kh«ng bÞ ch¸y th× hiÖu ®iÖn thÕ ®Æt vµo côm ph¶i tho¶ m·n: UR ≤ 150 V 0,25 Theo bµi ra dßng ®iÖn ®Þnh møc mçi ®Ìn: I®m = 0,25 Gi¶ sö c¸c bãng ®Ìn ®­îc m¾c thµnh mét côm cã m d·y song song, mçi d·y cã n bãng nèi tiÕp. Ta cã: UR + n.U§ = 220 (V) 0,5 2m + 3n = 22 (*) 0,5 Víi: m, n (nguyªn d­¬ng) ≤ 7 (**) 0,5 Tõ (*) vµ (**) gi¶i ra ta ®­îc: + m = 2 ; n = 6 (2 d·y // mçi d·y 6 bãng nèi tiÕp) + m = 5 ; n = 4 (5 d·y // mçi d·y 4 bãng nèi tiÕp) 0,25 0,25 5. P Q S/ S H H/ l h/ h F O L L/ I 4,0 a. LËp luËn ®­îc: - Do S/ cïng phÝa víi S qua trôc chÝnh nªn S/ lµ ¶nh ¶o - Do ¶nh ¶o S/ ë xa trôc chÝnh h¬n S nªn ®ã lµ thÊu kÝnh héi tô 0,5 VÏ ®óng h×nh, x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ thÊu kÝnh 0,5 VÏ, x¸c ®Þnh ®­îc vÞ trÝ c¸c tiªu ®iÓm chÝnh 0,5 b. §Æt H/H = l ; HO = d ; OF = f. Ta cã: ∆ S/H/F ®ång d¹ng víi ∆ IOF: (1) 0,25 ∆ S/H/O ®ång d¹ng víi ∆ SHO: = (2) 0,25 (3) 0,5 Thay (3) vµo (1) f = = = 24 (cm) d = = 16 (cm) 0,25 0,25 c. P Q S/ S H H/ l h/ h F O K E L L/ Nèi S víi mÐp ngoµi L/ cña thÊu kÝnh, c¾t c¾t trôc chÝnh thÊu kÝnh t¹i K th× K lµ vÞ trÝ gÇn nhÊt cña tÊm b×a E tíi thÊu kÝnh, mµ ®Æt m¾t bªn kia thÊu kÝnh ta kh«ng quan s¸t ®­îc ¶nh S/. Do: ∆ KOL/ ®ång d¹ng víi ∆ KHS , (KO = dmin) 0,5 = 1,5 dmin = 24 - 1,5dmin dmin = 9,6 (cm) 0,5 Chó ý: Häc sinh gi¶i theo c¸ch kh¸c nÕu ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a. Bài 1:Từ bến A dọc theo một bờ sông, một chiếc thuyền và một chiếc bè cùng bắt đầu chuyển động. Thuyền chuyển động ngược dòng còn bè được thả trôi theo dòng nước. Khi thuyền chuyển động được 30 phút đến vị trí B, thuyền quay lại và chuyển động xuôi dòng. Khi đến vị trí C, thuyền đuổi kịp chiếc bè. Cho biết vận tốc của thuyền đối với dòng nước là không đổi, vận tốc của dòng nước là v1.a) Tìm thời gian từ lúc thuyền quay lại tại B cho đến lúc thuyền đuổi kịp bè.b) Cho biết khoảng cách AC là 6 km. Tìm vận tốc v1 của dòng nước.Bài 2:Một bình nhiệt lượng kế, trong bình có chứa một lượng nước. Binh có khối lượng m' và nhiệt dung riêng c'. Nước có khối lượng m va nhiệt dung riêng c. Nhiệt độ của bình và nước trong bình là t=20 độ C. Đổ thêm vào bình một lượng nước có cùng khối lượng m ở nhiệt độ t'=60 độ C, nhiệt độ của bình khi cân bằng nhiệt là t1= 38 độ C. Hỏi nếu đổ thêm vào bình một lượng nước khối lượng m nữa ở 60 độ C thì nhiệt độ t2 khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Bỏ qua sự hấp thụ nhiệt của môi trường xung quanh.Bài 3:Một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự là 20 cm. Vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ L1, AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính và cách thấu kính 1 đoạn a. Ảnh của AB qua thấu kính là ảnh ảo A'B' ở cách thấu kính 1 đoạn b. Một thấu kính khác là thấu kính phân kì L2, khi vật AB đặt trước L2 đoạn b thì ảnh của AB qua thấu kính L2 là ảnh ảo A"B" ở cách thấu kính đoạn a.a) Vẽ ảnh tạo bởi thấu kính trong 2 trường hợp trên.b) Tìm tiêu cự của thấu kính phân kì L2.Bài 4:Một nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Một điện trở thuần có giá trị R0 đã biết, một điện trở thuần có giá trị R chưa biết, một ampe kế có điện trở Ra chưa biết. Các dây nối có điện trở không đáng kể. Hãy nêu phương án đo R dựa trên các thiết bị, dụng cụ nêu trên.Chú ý: không được mắc trực tiếp ampe kế vào 2 cực của nguồn điện vì sẽ làm hỏng ampe kế.Bài 5:2 bóng đèn dây tóc có cùng HĐT định mức U, có công suất định mức lần lượt là P1=18 W và P2=36 W.a) Tìm tỉ số điện trở của 2 bóng đèn R2/R1.b) Mắc 2 đèn nối tiếp nhau vào nguồn HĐT U bằng với HĐT định mức của mỗi đèn. Tính công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn lúc đó.c) Dây tóc của 2 bóng đèn làm bằng 1 chất liệu. Đường kính tiết diện và độ dài của dây tóc đèn I là d1 và l1, của dây tóc đèn II là d2 và l2. Cho rằng khi đèn sáng đúng định mức, công suất nhiệt do đèn tỏa ra môi trường tỉ lệ thuận với diện tích xung quanh của dây tóc đèn. Tìm các tỉ số d2/d1 và l2/l1. ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2008-2009 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (1,5 điểm) Khi chạy ngược dòng một ca nô gặp chiếc bè đang trôi xuôi tại địa điểm A. Chạy được 30 phút ca nô lập tức quay lại và đuổi kịp chiếc bè tại B cách A 2 km. Tìm vận tốc của nước sông. Câu 2: (1,5 điểm) Dùng một ấm điện có công suất 1,2kW để đun sôi 2lit nước ở 200C. Sau 12 phút nước sôi. Xác định khối lượng của ấm. Biết rằng ấm làm bằng nhôm, và trong quá trình đun 18% nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Cnước = 4 200J/kg.độ; Cnhôm = 880J/kg.độ. Câu 3: (2,5 điểm) Ba bóng đèn có điện trở giống nhau r = 24Ω, trong đó có 2 chiếc cùng loại, chúng được mắc thành bộ rồi mắc vào 2 điểm AB có hiệu điện thế không đổi UAB = 18V. Cả 3 đèn đều sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện rồi tính các giá trị định mức của các bóng đèn biết rằng tổng công suất toàn mạch không vượt quá 13,5W. b. Khi UAB tăng lên đến 20V để các bóng sáng bình thường người ta phải mắc thêm một biến trở có giá trị toàn phần là 8Ω. Hỏi con chạy của biến trở phải đặt ở vị trí nào để các đèn vẫn sáng bình thường. Trong quá trình điều chỉnh phải dịch chuyển con chạy như thế nào để cho các đèn khỏi bị cháy. Câu 4: (2,5 điểm) Một mạch điện được đặt trong hộp kín có 4 chốt lấy điện A, B, C, D (như hình vẽ) Nếu ta đặt vào giữa 2 chốt AB một Hiệu điện thế U1 = 3,2V rồi mắc vôn kế vào A C 2 chốt CD thì vôn kế chỉ 2,0V; nhưng khi thay vôn kế bằng ampe kế thì ampe kế chỉ 200mA B D Nếu đặt vào 2 chốt CD một hiệu điện thế U2 = 3,0V thì khi mắc vôn kế vào AB, vôn kế vẫn chỉ 2,0V. Coi vôn kế và ampe kế là lý tưởng. Biết bên trong hộp chỉ có các điện trở thuần. Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện đơn giản nhất đáp ứng các yêu cầu trên và tính toán các yếu tố của sơ đồ ấy. Câu 5: (1,0 điểm) Một điểm sáng sáng S đặt trước một gương cầu lồi G cho ảnh S’ (như hình dưới). Bằng phép vẽ, hãy xác định vị trí gương, tiêu điểm F. ● S S’ ● O O’ Câu 6: (1,0 điểm) Hai dây dẫn thẳng, dài vô hạn đặt song song với nhau, có dòng điện chạy qua. Chứng minh rằng: Chúng đẩy nhau nếu hai dòng điện ngược chiều. Chúng hút nhau nếu hai dòng điện cùng chiều Ghi chú: Cán bộ coi không được giải thích gì thêm. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH CHƯƠNG ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm Bài này có 2 cách giải: Cách 1. Chọn bờ sông làm mốc. Gọi v là vận tốc của ca nô, vn là vận tốc của bè (chính là vận tốc của dòng nước) C là điểm ca nô quay lại Ta có thời gian bè trôi từ khi gặp ca nô ngược dòng đến khi gặp lại là: Tổng thời gian ca nô cả đi và về là t = tngược + txuôi Theo đề bài tngược = 30 phút = 1/2h Phân tích thời gian xuôi dòng ta thấy: Thời gian xuôi dòng sẽ bẳng tổng thời gian đi từ chỗ C đến A và thời gian ca nô đi từ A đến B. Quãng đường AC là: AC = nên thời gian khi ca nô xuôi dòng sẽ là: txuôi = Vậy ta có phương trình: = Thay AB = 2 km ta có: Vậy vn = 2km/h Cách 2. Chọn bè làm mốc. Nếu chọn bè làm mốc thì vận tốc của ca nô đối với bè là không đổi và thời gian cả đi và về sẽ là như nhau và tổng thời gian sẽ là ½ + ½ = 1h. Trong thời gian đó điểm B (điểm gặp nhau lần thứ 2) phải chạy ngược dòng để gặp ca nô với vận tốc đúng bằng vận tốc dòng nước và nó đi được quãng đường đúng bằng quãng đường AB = 2km nên vn= = 2km/h Câu 2: 1,5 đ Gọi khối lượng ấm nhôm là m Đổi 12 phút = 720 s Nhiệt lượng để đun sôi 2 lit nước ở 200C là Q1 = Cnước.mnước.(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672 000J Nhiệt lượng ấm nhôm thu vào để nóng từ 20 lên đến 1000C là Q2 = Cnhôm.m.(100-20) = 70400m Nhiệt lượng mà ấm điện tỏa ra: Qtỏa = 82%.Q = 80%.P.t = 0,8.1200.720 = 708740J Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Q1 + Q2 = Qtỏa Hay: 672000 + 70400m = 708740 70400m = 36480 vậy m = 0,518 kg Khối lượng ấm nhôm là 0,518 kg Câu 3: 2,5 đ a. Vì đề bài cho 3 đèn có điện trở giống nhau nhưng có 2 đèn giống nhau còn đèn thứ 3 khác loại và cả 3 đèn cùng sáng bình thường nên chúng không thể cùng mắc song song với nhau hoặc cùng mắc nối tiếp được vì khi đó công suất tiêu thụ sẽ như nhau. Nên chỉ có cách mắc hỗn hợp. Có 2 cách mắc hỗn hợp 3 bóng đèn này mà chúng vẫn sáng bình thường. Cách 1: Đèn 1 nối tiếp với đèn 2 rồi mắc song song với đèn 3 Cách 2: Đèn 1 song song với đèn 2 rồi nối tiếp với đèn 3 Với cách 1 công suất tiêu thụ trên đèn 3 sẽ là P3 = U2/r = 18.18/24 = 13,5 W. Cộng với công suất trên đèn 1 và 2 thì công suất toàn mạch sẽ vượt quá 13,5W không phù hợp với đề bài nên ta chỉ còn lại cách 2. Theo cách 2. Điện trở toàn mạch sẽ là: R = r/2 + r = 3/2r = 36Ω Cường độ dòng điện trong mạch chính: I = U/R = 18/36 = 0,5A Hiệu điện thế giữa các bóng đèn: U1 = U2 = 0,5.12 = 6V U3 = 0,5.24 = 12V Công suất tiêu thụ: P1 = P2 = U1.I/2=6.0,25 = 1,5W P3 = U3.I = 12.0,5 = 6W Như vậy các thông số trên các đèn là: Đ1 và Đ2: 6V – 1,5W; Đ3: 12V – 6W b. + Khi U toàn mạch tăng lên 20V để đảm bảo cho các đèn vẫn sáng bình thường thì phải duy trì hiệu điện thế định mức vì vậy hiệu điện thế giữa hai đầu biến trở phải có giá trị 20 – 18 = 2V. Do cường độ dòng điện trong mạch không đổi nên cường độ dòng điện trong mạch chính vẫn duy trì 0,5A Giá trị của biến trở lúc đó: Rb = Ub/Ib = 2/0,5 = 4 Ω. Mà điện trở toàn phần của biến trở bằng 8Ω nên vị trí của con chạy lúc đó nằm chính giữa. + Khi điều chỉnh biến trở, để cho các đèn khỏi bị cháy ta phải điều chỉnh từ giá trị lớn đến giá trị bé. Câu 4: (2,5 đ) + Lập luận để tìm ra mạch điện. A B D C Nếu mạch điện bên trong hộp chỉ có một điện trở thì khi đảo vị trí nó sẽ không cho kết quả như bài toán đã cho. Do đó bên trong hộp phải có từ 2 điện trở trở lên. Nếu chỉ có 2 điện trở. Có thể mắc như hình bên: Sơ đồ này có thể đáp ứng được yêu cầu Khi đưa UCD = 3,0 V thì UAB = 2,0 V Nhưng nếu đặt UAB = 3,2 V thì mắc vôn kế B D C A R1 R2 R3 vào CD nó sẽ vẫn chỉ 3,2V (vì vôn kế là lý tưởng). Như vậy phải có thêm điện trở thứ 3 mắc. Ta có sơ đồ như sau + Tính toán các yếu tố của sơ đồ: Khi UAB = 3,2V ta có UCD = I1xR3 = = 2,0 V ta có phương trình: (1) Thay vôn kế bằng ampe kế chỉ 200 mA. Lúc đó dòng điện chạy qua R2 là: I2 = U2/R2 mà tỷ số I2/I3 = R3/R2 (tính chất đoạn mạch mắc //) nên: I2/(I2 + I3) = R3/(R2+R3) hay I2/I = R3/(R2 + R3) mà I = UAB/{R1 + R2.R3/(R2+R3) Thay số vào ta có phương trình (2): Khi đặt UCD = 3,0 V vôn kế vẫn chỉ 2,0 V ta có biểu thức để tính UAB. UAB = I3xR3 = = 2,0 V. Thay số vào ta có phương trình (3) (3) Kết hợp (1), (2), (3) ta có hệ 3 phương trình bậc nhất 3 ẩn số R1, R2, R3 Giải hệ phương trình này ra ta có kết quả R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω Với cách lập luận và tính toán như trên ta có thêm sơ đồ sau và các yếu tố của sơ đồ đó như trên hình vẽ: Lưu ý: Chỉ cần học tìm đúng 1 trong 2 sơ đồ là có thể cho điểm tối đa Câu 5: (1,0 điểm) + Cách xác định vị trí: Lấy điểm S’’ đối xứng với S’ qua trục OO’. Nối S với S’’ cắt OO’ ở đâu đó chính là vị trí của Gương Nối SS’ cắt OO’ ở đâu thì đó chính là tâm của gương C Trung điểm của đoạn CG chính là tiêu điểm F của gương cầu lồi + Chứng minh: Xét 2 tam giác vuông GHS’và GHS’’ bằng nhau do đó 2 góc HGS’= HGS’’ Nên các góc SGO và Ogy bằng nhau. Nên khi tia tới là tia SG thì tia phản xạ sẽ là tia Gy nên G sẽ là đỉnh của gương cầu. ● s S’ ● F’ F O’ O G H F C y S’’ ● Câu 6: (1,0 đ) Dòng điện I1 sẽ tạo ra từ trường. I2 đặt trong từ trường I1 nên I2 chịu tác dụng của lực từ F12. Ngược lại I1 đặt trong từ trường của I2 nên I1 bị I2 tác dụng lực từ F21. Áp dụng quy tắc vặn nút chai và quy tắc bàn tay trái ta có thể chỉ ra chiều của lực từ trong các trường hợp sau đây. I1 và I2 ngược chiều b. I1 và I2 cùng chiều I1 I2 ● ● ● + F21 F12 F21 F12 Lưu ý: Học sinh có thể giải bằng nhiều cách, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2008-2009 Môn thi: Vật lý 9 Thời gian làm bài: 120 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (1,5 điểm) Một người gõ một nhát búa vào đường sắt, ở cách đó 1056 m một người khác áp tai vào đường sắt thì nghe thấy 2 tiếng gõ cách nhau 3 giây. Biết vận tốc truyền âm trong không khí là 330 m/s thì vận tốc truyền âm trong đường sắt là bao nhiêu? Câu 2: (2 điểm) Bỏ một cục nước đá đang tan vào một nhiệt lượng kế chứa 1,5 kg nước ở 300C . Sau khi có cân bằng nhiệt người ta mang ra cân lại, khối lượng của nó chỉ còn lại 0,45 kg. Xác định khối lượng cục nước đá ban đầu. Biết cnước = 4200 J/kg.độ ; λnước đá = 3,4.105 J/kg. (Bỏ qua sự mất mát nhiệt) Câu 3: (2 điểm) Hai gương phẳng đặt song song với nhau sao cho các mặt phản xạ hướng vào nhau. Giữa hai gương đặt một ngọn nến. Vẽ ảnh của ngọn nến được tạo thành bởi hệ gương. Xác định khoảng cách giữa hai gương biết rằng khoảng cách giữa các ảnh của ngọn nến tạo thành bởi lần phản xạ thứ hai trên các gương là 40 cm. Câu 4: (3,5 điểm) a. Ba điện trở với các giá trị lần lượt là: 2,0 Ω, 4,0 Ω, 6,0 Ω được mắc thành bộ rồi mắc vào một nguồn điện có hiệu điệu thế không đổi. Xác định cường độ dòng điện chạy trong mạch chính ứng với mỗi cách mắc biết rằng giá trị cường độ dòng điện nhỏ nhất đo được trong các mạch là 0,5 A. A B A C Đ b. Cho mạch điện như hình bên AB là một thanh dẫn điện đồng chất, tiết diện đều, C là một con trượt tiếp xúc. Khi C ở vị trí đầu mút B thì cường độ dòng điện qua ampe kế là 0,5A. Khi C nằm ở vị trí sao cho BC = 3 AC thì cường độ dòng điện qua ampekế là 1,0 A Xác định cường độ dòng điện qua ampe kế Khi C nằm ở đầu mút A. Biết rằng hiệu điện thế luôn luôn không đổi. Câu 5: (1 điểm) Em hãy vẽ đường sức từ của một nam châm thẳng và đường sức từ của một ống dây có dòng điện chạy qua rồi từ đó rút ra nhận xét./. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH CHƯƠNG Ghi chú: Cán bộ coi không được giải thích gì thêm. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ Câu 1: 1,5 điểm + Xác định được thời gian âm truyền trong không khí là t1 = 1056/330 = 3,2 s. Cho 0,5 đ + Biện luận: Vì đề bài cho 2 lần nghe cách nhau 3 s nên có 2 khả năng xảy ra: một là nghe được âm truyền từ sắt trước, hai là âm nghe được từ sắt sau. Nhưng trên thực tế môi trường truyền âm của sắt tốt hơn nhiều so với môi trường truyền âm của không khí nên tai người đó nghe được âm từ sắt trước. Cho 0,5 đ + Xác định đúng vận tốc truyền âm của sắt: vsắt = 1056/(3,2 – 3) = 5280 m/s Cho 0,5 đ Câu 2: (2 điểm) Nhiệt độ của nước đá đang tan là 00C, vì sau khi có cân bằng nhiệt hỗn hợp bao gồm cả nước và nước đá nên nhiệt độ của nó cũng là 00C. (0,5 đ) Nhiệt lượng mà nước (350C) đã tỏa ra: Qtỏa = mc (t1 – t0) = 1,5.4200.30 = 189 000 J (0,5 đ) Gọi x là khối lượng nước đá đã bị nóng chảy. Nhiệt lượng mà nước đá thu vào để nóng chảy là: Qthu = x.λ = 340000.x (0,5 đ) Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu => 340 000 x = 189 000: 340 000 = 0,55 kg Vậy khối lượng nước đá ban đầu là: 0,45 + 0,55 = 1,0 kg (0,5 đ) G2 G1 S1 S1’ S S2 S2’ d Câu 3: 2 điểm Vẽ hình đúng (cho 1 điểm) Gọi d là khoảng cách giữa hai gương từ đó xác định được khoảng cách giữa S1’ và S2’ = 4d nên d = 10 cm (cho 1 đ) Câu 4: 3,5 điểm (ý a: 1,5 đ, ý b: 2,0 đ) a. + Học sinh biết được trong tất cả các cách mắc thì cách mắc cả 3 điện trở nối tiếp với nhau là cách mắc có điện trở toàn mạch lớn nhất nên cường độ dòng điện trong mạch nhỏ nhất (cho 0,5 đ) + Tính đúng giá trị của Hiệu điện thế U = I.R = 0,5.12 = 6 V (cho 0,25 đ) + Xác định đúng 3 điện trở có cả thảy 8 cách mắc thành bộ (cho 0,5 đ) + Tính được các giá trị còn lại (cho 0,25 đ) b. Giả sử bóng đén có điện trở r, điện trở thanh AB là R ta có: Khi C nằm ở B, điện trở toàn mạch là r + R Khi C nằm ở vị trí BC = 3 AC giá trị điện trở toàn mạch là r + ¼ R 1 đ Khi C nằm ở A, điện trở toàn mạch chỉ còn lại r Theo bài ra ta có hệ phương trình: 0,5 = U:(R + r) (1) 1,0 = U:( ¼ R + r) (2) Chia (1) cho (2) vế theo vế rồi tính R theo r ta được R = 2r Thay vào (1) rồi tính tỷ số U/r ta được U/r = 1,5 đây chính là cường độ dòng điện khi C nằm ở vị trí A (cho 1 điểm) Câu 5: Hình vẽ: Sách giáo khoa Vật lý 9 hiện hành 0,5 đ So sách để rút ra nhận xét: Đường sức từ của ống dây có dòng điện chạy qua cũng giống như đường sức từ của nam châm thẳng. Từ trường của ống dây có dòng điện chạy qua cũng giống như từ trường của nam châm thẳng. 0,5 đ Chú ý: Học sinh có thể giải bằng nhiều cách khác nhau, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa SÔÛ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO KYØ THI TUYEÅN SINH VAØO LÔÙP 10 CHUYEÂN KHAÙNH HOØA Naêm hoïc 2008-2009 ÑEÀ CHÍNH THÖÙC MOÂN THI : VAÄT LYÙ NGAØY THI : 20/06/2008 Thôøi gian : 150 phuùt (khoâng keå thôøi gian phaùt ñeà) Baøi 1 : 1,50 ñieåm Moät nhieät löôïng keá baèng nhoâm coù khoái löôïng m (kg) ôû nhieät ñoä t1 = 230C, cho vaøo nhieät löôïng keá moät khoái löôïng m (kg) nöôùc ôû nhieät ñoä t2. Sau khi heä caân baèng nhieät, nhieät ñoä cuûa nöôùc giaûm ñi 9 0C. Tieáp tuïc ñoå theâm vaøo nhieät löôïng keá 2m (kg) moät chaát loûng khaùc (khoâng taùc duïng hoùa hoïc vôùi nöôùc) ôû nhieät ñoä t3 = 45 0C, khi coù caân baèng nhieät laàn hai, nhieät ñoä cuûa heä laïi giaûm 10 0C so vôùi nhieät ñoä caân baèng nhieät laàn thöù nhaát. Tìm nhieät dung rieâng cuûa chaát loûng ñaõ ñoå theâm vaøo nhieät löôïng keá, bieát nhieät dung rieâng cuûa nhoâm vaø cuûa nöôùc laàn löôït laø c1 = 900 J/kg.K vaø c2 = 4200 J/kg.K. Boû qua moïi maát maùt nhieät khaùc. X + C B A Rb U R1 Ñ - Hình 1 Baøi 2 : 3,00 ñieåm Cho maïch ñieän nhö hình veõ 1, trong ñoù hieäu ñieän theá U = 10,8V luoân khoâng ñoåi, R1 = 12, ñeøn Ñ coù ghi 6V- 6W, ñieän trôû toaøn phaàn cuûa bieán trôû Rb = 36. Coi ñieän trôû cuûa ñeøn khoâng ñoåi vaø khoâng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. Ñieàu chænh con chaïy C sao cho phaàn bieán trôû RAC = 24. Haõy tìm : Ñieän trôû töông ñöông cuûa ñoaïn maïch AB. Cöôøng ñoä doøng ñieän qua ñeøn vaø nhieät löôïng toûa ra treân R1 trong thôøi gian 10 phuùt. Ñieàu chænh con chaïy C ñeå ñeøn saùng bình thöôøng, hoûi con chaïy C ñaõ chia bieán trôû thaønh hai phaàn coù tæ leä nhö theá naøo ? R2 R4 R1 R3 U A - + Baøi 3 : 3,00 ñieåm Cho maïch ñieän nhö hình veõ 2, trong ñoù U = 24V luoân khoâng ñoåi, R1 = 12 , R2 = 9, R3 laø bieán trôû, R4 = 6 . Ñieän trôû cuûa ampe keá vaø caùc daây daãn khoâng ñaùng keå. Cho R3 = 6. Tìm cöôøng ñoä doøng ñieän qua caùc ñieän trôû R1, R3 vaø soá chæ cuûa ampe keá. Thay ampe keá baèng voân keá coù ñieän trôû voâ cuøng lôùn. Tìm R3 ñeå soá chæ voân keá laø 16V. Hình 2 Neáu di chuyeån con chaïy ñeå R3 taêng leân thì soá chæ cuûa voân keá thay ñoåi nhö theá naøo ? Baøi 4 : 2,50 ñieåm Moät vaät saùng AB ñaët tröôùc moät thaáu kính hoäi tuï L1, thaáu kính coù tieâu cöï f1 = f . Vaät AB caùch thaáu kính moät khoaûng 2f . a) Veõ aûnh cuûa vaät AB qua thaáu kính L1. b) Sau thaáu kính L1 ngöôøi ta ñaët moät thaáu kính phaân kyø L2 coù tieâu cöï f2 = . Thaáu kính L2 caùch thaáu kính L1 moät khoaûng O1O2 = , truïc chính cuûa hai thaáu kính truøng nhau (Hình veõ 3). Veõ aûnh cuûa vaät AB qua hai thaáu kính treân vaø duøng hình hoïc (khoâng duøng coâng thöùc thaáu kính) tìm khoaûng caùch töø aûnh cuoái cuøng A2B2 ñeán thaáu kính phaân kyø. A B L1 O1 F1 L2 O2 c) Veõ moät tia saùng phaùt ra töø A sau khi ñi qua caû hai thaáu kính thì tia loù coù phöông ñi qua B (trong caùc caâu a, b, c chæ yeâu caàu veõ ñuùng, khoâng yeâu caàu giaûi thích caùch veõ). Hình 3 HÖÔÙNG DAÃN CHAÁM VAØO LÔÙP 10 CHUYEÂN LE QUÍ ÑOÂN Naêm hoïc 2008-2009 MOÂN : VAÄT LYÙ Baøi 1 : 1,50 ñieåm Khi coù söï caân baèng nhieät laàn thöù nhaát, nhieät ñoä caân baèng cuûa heä laø t, ta coù m.c1.(t - t1) = m.c2.(t2 - t) (1) (0,25ñ) maø t = t2 - 9 , t1 = 23 oC , c1 = 900 J/kg.K , c2 = 4200 J/kg.K (2) töø (1) vaø (2) ta coù 900(t2 - 9 - 23) = 4200(t2 - t2 + 9) 900(t2 - 32) = 4200.9 ==> t2 - 32 = 42 suy ra t2 = 740C vaø t = 74 - 9 = 650C (0,50ñ) Khi coù söï caân baèng nhieät laàn thöù hai, nhieät ñoä caân baèng cuûa heä laø t', ta coù 2m.c.(t' - t3) = (mc1 + m.c2).(t - t') (3) (0,25ñ) maø t' = t - 10 = 65 - 10 = 55, t3 = 45 oC , (4) töø (3) vaø (4) ta coù 2c.(55 - 45) = (900 + 4200).(65 - 55) 2c(10) = 5100.10 s