Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Vật lí lớp 9 Năm học 20102011 Sở GD ĐT Hà Nam16911

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NAM ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM 2011 Mơn : VẬT LÍ Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/04/2011 Bài (5 điểm) A B C Bốn điện trở R1, R2, R3, R4 mắc vào đoạn mạch R1 R4 AB hình Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện + R3 UAB = 9V Biết R1 = R2 = R3 =  , R4 = 1 Nối D B vơn kế có điện trở lớn Tính D cường độ dịng điện qua điện trở số vơn kế R2 Hình Tháo vôn kế đi, nối D B ampe kế có điện trở nhỏ khơng đáng kể a) Tính hiệu điện điện trở b) Tìm số ampe kế chiều dòng điện qua ampe kế Bài 2.(6 ®iĨm) A D B Cho mạch điện hình 2: Đặt vào hai đầu đoạn V + M mạch hiệu điện UAB = 18V Biến trở Rb có điện trở tồn RĐ C phần RMN = 20  , R1 =  , đèn có điện trở R Ð =  , vơn kế có Rb R1 điện trở lớn, ampe kế có điện trở nhỏ khơng đáng kể N Điều chỉnh chạy C để ampe kế 1A A Hình a) Xác định vị trí chạy C b) Tìm số vơn kế c) Biết đèn sáng bình thường Tìm cơng suất định mức đèn Phải di chuyển chạy C đến vị trí để cơng suất tiêu thụ biến trở đạt giá trị lớn ? Giá trị lớn ? Cho biết độ sáng đèn lúc Biết đèn chịu hiệu điện tối đa 4,8V Hỏi chạy C dịch chuyển khoảng biến trở ? B Bài (6,5 điểm) Trên hình 3, vật sáng AB có dạng đoạn thẳng đặt A’ vng góc với trục xy thấu kính L1, A'B' ảnh AB y tạo thấu kính L1 Biết AB = 20cm, A'B' = 10cm, AA' = 54cm x A a) Thấu kính L1 thấu kính ? Tại ? Bằng cách vẽ B’ Hình đường tia sáng, xác định vị trí quang tâm O1, tiêu điểm F1, F1/ thấu kính L1 b) Bằng kiến thức hình học, tính tiêu cự f1 thấu kính L1 c) Giữ nguyên vị trí vật AB thấu kính L1, đặt thêm thấu kính phân kì L2 (có quang tâm O2) vào khoảng vật thấu kính L1 cho trục trùng khoảng cách O1O2 = 6cm Biết ảnh A2B2 AB tạo hệ thấu kính ảnh thật A B2  0,8AB Bằng kiến thức hình học, tính tiêu cự f2 thấu kính L2 Bài (2,5 điểm) Có hai hộp kín, hộp có hai đầu dây ngồi Trong hộp có bóng đèn pin, hộp cịn lại có điện trở Hãy xác định bóng đèn pin nằm hộp Dụng cụ: nguồn điện có hiệu điện U không đổi, biến trở, mili ampe kế, mili vôn kế dây nối HẾT (Giám thị coi thi không giải thích thêm ) Họ tên thí sinh: Số BD: ThuVienDeThi.com HƯỚNG DẪN CHÂM THI HSG TỈNH MÔN VẬT LÝ NĂM 2011 Bài Bài (5điểm) Nội dung Điểm ý 1(2,25điểm) + Do vơn kế có điện trở lớn nên dịng qua vơn kế coi không.Mạch điện gồm  R ntR  / /R1  ntR  R 23  R  R  6;R123  0,25 R1.R 23  2  R AB  R123  R  3 0,25 R1  R 23 0,50 U AB  3A R AB + U AC  U1  IR123  6V ; U CB  U  3V U  I   2A R1 + I  I4   I  I3  0,25 0,25 U AC  1A R2  R3 0,25  U DC  U  I3R  3V, 0,25  U DB  U V  U DC  U CB  6V 0,25 Vôn kế vôn ý (2,75 điểm) a(1,75 điểm) + RA = nên chập B với D mạch điện gồm :  R / /R  ntR1  / /R R R  0, 75; R134  R1  R 34  3, 75 R3  R4 U A C + I1  I34  AB  2,4A R134 + R1 I3  U1  R1I1  7, 2V; I2 0,25 + R 34   U  U  I34 R 34  1,8V  U  U AB  9V 0,25 I R4 R3 B A 0,25 0,25 0,50 0,25 b(1điểm)  I2  U2  3A; R2 0,25 U3  0, 6A R3 +Tại nút D: I  I  I3  3,6A ; Bài (6điểm)  I3  0,25 + Chiều dòng điện qua am pe kế từ D đến B 0,25 0,25 Ý (3 điểm) a( điểm) + Mạch gồm : (RCM//RCN )ntR1ntRđ 0,25 ThuVienDeThi.com Đặt RCM = x RCN = 20 -x với  x  20 ; R CB  + R AB  R  R d  R CB   x(20  x) 20 x(20  x)  x  20x  80  20 20 U AB 18.20  R AB  x  20x  80 18.20 x(20  x) 18x(20  x) + U CB  I AB R CB    20  x  20x  80  x  20x  80 U 18x(20  x) 18x   + I A  CB  R CN  x  20x  80 20  x  x  20x  80 18x + Ampe kế 1A    x  2x  80   x  20x  80 + Giải phương trình ta x = 10 x = -8 (loại) + Vậy chạy C biến trở ampe kế 1A + I AB  b( 0,5 điểm) Với x = 10 ta có 18.20 + I AB   2(A) ; U Ð  I AB R Ð  2.2  4(V) 10  20.10  80 + Số vôn kế là: U V  U AB  U Ð  18   14(V) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0.25 0,25 0,25 c ( 0,5 điểm) + Công suất định mức đèn là: PÐ(đm)  PÐ  Ý 2(2 điểm) U 2Ð 42   8(W) RÐ x(20  x) ; R AB  R Ð  R1  R CB   y 20 U 18 + I AB  AB  R AB y  Công suất tiêu thụ biến trở là: 0,50 Đặt y  R CB     18  18  + PCB  I 2AB R CB   y     y4 y   y  + Áp dụng BĐT cơsi ta có: y  2 y       0,25 0,25 44 0,25 +  PCB  18      20, 25  4 + Dấu "=" xảy y 0,25  x  14,5  x  20x  y4 4  20 y  x  5,5 + Vậy chạy C vị trí cho R CM  5,5 R CM  14,5 cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại, giá trị cực đại 20,25W Cường độ dịng điện mạch lúc là: ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 18 18   2, 25(A)  U Ð  I AB R Ð  2, 25.2  4,5(V) y4 44 + Đèn sáng bình thường + I AB  0,25 0,25 Ý 3.(1 điểm) 18 36 2  y4 y4  x  20x 36 + U Ð  4,8(V)   3,5  4,8  y  3,5  20 y4 +   x  20x  70   4,5  x  15,5 + Vậy chạy C di chuyển khoảng cho điện trở đoạn CM có giá trị từ 4,5 đến 15,5 Ý a(1,5 điểm) + Vì ảnh ngược chiều vật ảnh thật nên thấu kính hội tụ + Nối B với B1 cắt trục O1 ( Tia qua quang tâm truyền thẳng) + Dựng thấu kính vng góc với trục O1 + Từ B kẻ tia sáng song song với trục cắt thấu kính I Nối I với B' cắt trục F 1/ (Tia song song với trục tia ló qua tiêu điểm) + Kẻ B'K song song với trục chính, cắt thấu kính K, nối K với B cắt trục tiêu điểm F1 + Vẽ hình + U Ð  I AB R Ð  Bài 6,5(điểm ) B x A 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25  F1' A’  F1  O1 y B' Ý b( 2,25 điểm) + ABO1 ~ A ' B 'O1  O1A ' A ' B ' 10    O1A AB 20 0,25 +  O1A  2.O1A ' + O1A  O1A '  54cm +  O1A  36(cm), O1A '  18(cm) 0,25 0,25 0,25 A ' B ' A ' F1' O1A ' O1F1'   O1I O1F1' O1F1' O1I  AB (O1IBA hình chữ nhật) 0,50 + O1IF1'  A ' B ' F1'  + O1A ' O1F1' A ' B '   AB O1F1' ThuVienDeThi.com 0,25 18  f1  f1  f1  12(cm) Ý c( 2,25 điểm) 0,25 + 0,25 0,25 (L1) (L2) B I B1  A F2 A1 K O2 O1 F1' A2 B2 Sơ đồ tạo ảnh: O2 O1 AB   A1B1   A B2 d d' d d' 1 2 0,25 + Ta có d1 = AO2 - O1O2= 36-6=30(cm) A B OA + A B2 O1 ~ A1B1O1  2  A1B1 O1A1 O1KF1' ~ A B2 F1'  0,25 A B2 A F1' A B2 O1A  O1F1'    O1K O1F1' A1B1 O1F1' O1A  O1F1' O1A d '2  12 d '2 12.d     d '2  + ' O1A1 12 d2 d  12 O1F1 AB O A + ABO ~ A1B1O  1  AB O2 A AB AF A B O F  O A1 O IF2 ~ A1B1F2  1   1  2 O I O F2 AB O F2 O F2  O A1 O A1 f  d1' d1' d1' 30f      d1'  + O F2 O2 A f2 d1 30 30  f ' 0,25 0,25 ' d d A B AB A B   2  1  2  0,8 d d1 A1B1 AB AB f2 12 +   0,8 d  12 30  f + Ta có 0,25 + d  d1'  O1O  d1'   d  12  d1'   0,25 0,25 30f 24f  180 6 30  f 30  f f2 12 + Thay vào (4) ta được:   0,8 24f  180 30  f 30  f + f  20(cm) Chú ý: Các đại lượng d1, d1', d2, d2', f1, f2 độ dài số học Bài + Để xác định hộp có chứa bóng đèn pin ta phải làm thí nghiệm (2,5 điểm) nghiên cứu phụ thuộc cường độ dòng điện qua hai hộp vào hiệu điện (Vẽ đường đặc trưng Vôn - Am pe) ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25 0,5 + Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ : Hộp mA1 C 0,50 mV mA2 Hộp + Đo cường độ dòng điện qua hộp hiệu điện hai đầu hộp ứng với vị trí khác chạy C + Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện qua hộp vào hiệu điện hai đầu hộp 0,25 0,25 I(A) 0,25 O U(V) + Kết : * Đường đặc trưng vôn - Am pe điện trở đường thẳng * Đường đặc trưng vơn -Am pe bóng đèn phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ nên đường cong + Từ xác định hộp kín có chứa bóng đèn pin * Chú ý : - Khi làm thí nghiệm điều chỉnh biến trở để hiệu điện thay đổi khoảng không lớn - Nếu học sinh trình bày theo cách khác thể xét quan hệ dòng điện hiệu điện cho điểm tương tự ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25 ...HƯỚNG DẪN CHÂM THI HSG TỈNH MÔN VẬT LÝ NĂM 2011 Bài Bài (5điểm) Nội dung Điểm ý 1(2,25điểm) + Do vơn kế có điện trở lớn nên... trở để hiệu điện thay đổi khoảng không lớn - Nếu học sinh trình bày theo cách khác thể xét quan hệ dòng điện hiệu điện cho điểm tương tự ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25 ... số học Bài + Để xác định hộp có chứa bóng đèn pin ta phải làm thí nghiệm (2,5 điểm) nghiên cứu phụ thuộc cường độ dòng điện qua hai hộp vào hiệu điện (Vẽ đường đặc trưng Vôn - Am pe) ThuVienDeThi.com