Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 9 môn: Vật lí Năm học 2012 201335190

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP Môn: Vật lí - Năm học 2012 - 2013 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài Một ca nô chở khách du lịch hai địa điểm A, B hồ rộng Khi trời lặng gió, ca nơ từ A đến B hết t1(giờ) Khi có gió thổi theo hướng AB, thời gian ca nơ từ A đến B phút so với trời lặng gió, ngược gió từ B A khoảng thời gian 1giờ Coi tốc độ gió khơng đổi cơng suất ca nơ ln ln ổn định Tính t1 Bài R1 R2 B A Cho mạch điện hình bên Biết UAB = 80V, R1 + R2 = 48 ; R3 R3 = 30 ; R4 = 40; R5 = 150 Ampe kế 0,8A; vôn kế C A 24V R4 M R5 a Tính điện trở RA ampe kế điện trở RV vôn kế b Chuyển R1 mắc song song với R2, nối A với C dây dẫn Tính R1 R2 để cường độ dịng điện chạy mạch nhỏ V Tính giá trị nhỏ Bài D Chỗ sát trần góc trái D phịng (hình bên) có lỗ nhỏ, khiến ánh nắng lọt vào thành chùm sáng hẹp (xem tia sáng) Nhờ gương MN treo thẳng đứng tường AB, người quan sát thấy mặt trời lên cao dần xuất chấm sáng góc phịng C Nó dịch dần đến điểm E sàn biến a/ Giải thích tượng b/ Hãy xác định độ cao trần biết chiều cao gương MN = 85cm C Bài E Cho mạch điện hình bên Biết U = 12V, bóng có ghi giá trị định mức sau: Đ1(3V–1,5W); Đ2(6V-3W); Đ1 Đ3(6V- 6W) Rx biến trở a/ Có thể điều chỉnh để đèn sáng bình thường Đ2 Đ3 khơng? Vì sao? b/ Mắc thêm điện trở R vào mạch điện Hỏi phải mắc R U vào vị trí chọn giá trị R Rx để đèn sáng bình thường Bài Một bình hình trụ có chiều cao h1 = 20cm, diện tích đáy S1 = 100cm2 đặt mặt bàn nằm ngang Đổ vào bình lít nước nhiệt độ t1 = 900C Sau thả vào bình khối trụ đồng chất có diện tích đáy S2 = 60cm2, chiều cao h2 = 25cm nhiệt độ t2 Khi cân nhiệt đáy khối trụ song song cách đáy bình a = 1cm Nhiệt độ nước bình cân nhiệt t = 650C Bỏ qua nở nhiệt chất trao đổi nhiệt với bình mơi trường xung quanh Biết khối lượng riêng nước D = 1000kg/m3, nhiệt dung riêng nước c1 = 4200J/kg.k, chất làm khối trụ c2 = 2000J/kg.K a/ Tính nhiệt độ t2 khối trụ b/ Phải đặt thêm lên khối trụ vật có khối lượng tối thiểu bao nhiêu, để khối trụ chạm đáy bình === Hết === DeThiMau.vn D N A M N B Rx HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM Bài (4 đ) Gọi độ dài AB = s, vận tốc ca nô, vận tốc nước sông v, u s Thời gian ca nô chạy từ A => B: t = v s Thời gian ca nơ xi gió: tx = vu s Thời gian ca nơ ngược gió: tn = = 1h (1) vu s s h   Theo ta có: t – tx = phút = = (2) 12 v v  u 12  1    Chia vế với vế (2) (1) ta được: (v-u)   v  u  12  v Biến đổi rút gọn ta được: 12u2 – 11v.u + v2 = u v  Chia vế cho tích v.u ta được: 12 + - 11 = v u Đặt x = v/u  x2 – 11x + 12 =  x = 9,75 x = 1,25  Với x = 9,75  v/u = 39/4 hay u = 4v/39 thay vào (1), biến đổi  s/v = 35 h = 0,897h 39  Với x = 1,25  v/u = 5/4 hay u = 4v/5 thay vào (1), biến đổi  s/v = h = 0,2h Cả nghiệm chấp nhận Bài (4 đ) a Ký hiệu cường độ dịng điện chạy mạch hình vẽ Xét cường độ dịng điện nút C ta có: I = I4 + IA U  U CD U CD  U V   IA => R1  R R4 80  U CD  U CD  U  I A => UCD = 32(V) 48 40 Hiệu điện hai đầu R3 là: U3 = I3.R3 = IA.R3 = 0,8.30 = 24(V) Hiệu điện hai chốt ampe kế là: UA = UCD - U3 = 32 - 24 = 8(V) U  10() Điện trở ampe kế là: RA = A  IA 0,8 Hiệu điện hai đầu R4 là: U4 = UCD - UV = 32 - 24 = 8(V) U Cường độ dòng điện qua R4 là: I4 =   0, 2(A ) R 40 => Cường độ dòng điện qua R5 là: U5  UV  24  0,16(A) R R 150 Cường độ dòng điện qua vôn kế là: IV = I4 - I5 = 0,2 - 0,16 = 0,04(A) U 24  600() Điện trở vôn kế là: RV = V  IV 0, 04 b Khi chuyển điện trở R1 mắc song song với R2, A C nối lại với dây dẫn, mạch điện gồm: RCD nt ( R1//R2 ) Điện trở tương đương mạch là: RTĐ = RCD + R12 Để cường độ dòng điện chạy mạch nhỏ điện trở tương đương mạch phải lớn Do RCD không đổi nên để RTĐ lớn R12 phải đạt giá lớn I5 = DeThiMau.vn Điểm Ta có: R12 = R1.R  R1 (48  R1 ) (*) R1  R 48 Ta nhận thấy mẫu số (*) khơng đổi, cịn tử số tích hai số dương có tổng khơng đổi 48 Vậy R12 có giá trị lớn nhất, tức cường độ dịng điện chạy mạch nhỏ khi: R1 = 48 - R1 (Bất đẳng thức Cosi) => R1 = 24() Theo phần a, cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch CD lúc đầu là: I = I4 + IA = 0,2 + 0,8 = 1(A) U 32  32() Điện trở tương đương đoạn mạch CD là: R CD  CD  I Khi mắc R1 // R2, giá trị điện trở lớn mạch là: RAB = RCD + R12 = 32 + 24 = 56() Cường độ dòng điện nhỏ chạy mạch là: U 80 10  (A) Imin = AB  R AB 56 Bài (4 đ) a/ Khi mặt trời “mọc” tiên tia nắng rọi qua lỗ D vào tường đối diện sát điểm A Mặt trời lên cao dần, điểm “ rơi” tia nắng chuyển dần xuống chạm vào mép gương bắt đầu phản xạ cho chấm sáng phản xạ điểm C sàn ( hình vẽ) Chấm sáng phản xạ biến tia tới trượt khỏi mép gương A D M N b/ Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có M trung điểm C B AB AB: AM  E AN DA Lại có DAN EBN đồng dạng nên ta có:   suy AN = 2NB NB EB AB  AB  Hay  MN  2  MN    Giải ta AB = 6MN = 510cm = 5,1m = CD Bài (4 đ) a) Đ1: có I1 = 0,5A R1 =  Đ2: có I2 = 0,5A R2 = 12  Đ3: có I3 = 1A R3 =  Từ sơ đồ mạch điện có: Ix = I = I1 = I2+I3 để đèn sáng bình thường mà Ix = I1 < I2+I3 nên khơng thể điều chỉnh Rx để đèn sáng bình thường b) Để đèn sáng bình thường, ta phải mắc R để dòng qua Đ1 giảm 0,5A, ta có cách mắc: R R Cách Cách Đ1 Rx Đ3 Đ2 Đ1 Đ3 Rx Đ2 U U * Với cách mắc 1: ta có I = Ix = I2+I3 = 1,5A Ux = U-(U2+U1) = 3V U  2 => Rx = x  I x 1,5 DeThiMau.vn U1   3 IR * Với cách mắc 2: ta có I = I1+I2 = 1,5A Ix = I1 = 0,5A U Ux = U – U2 – U1 = 3V => Rx = x   6 Ix 0,5 U IR = I – I1 = 1A UR = U – U2 = 6V => R = R   6 IR IR = I- I1 = 1A Vậy R = Bài (4 đ) a/ Khi đáy khối trụ cách đáy bình x = 2cm dung tích cịn lại bình (phần chứa): V' = a.S1 + (h1 - a)(S1 - S2) = 860cm3 < Vnước suy có lượng nước trào - Lượng nước cịn lại bình: m = 860g Khi khối trụ đứng cân ta có: P = FA  10M = dn.V = dn.S2(h1 - a)  M = 1,14kg - Phương trình cân nhiệt nước bình khối trụ: c1.m(t1 - t) = c2.M(t - t2)  4200.0,86(90 - 65) = 2000.1,14.(65 - t2)  t2 = 25,40C b/ Khi chạm đáy bình phần vật nằm chất lỏng h1: Vậy phải đặt thêm m' lên khối trụ nên: P + P'  F'A => 10(M + m')  dN.S2.h1 Thay số tính m'  0,06kg, khối lượng m' tối thiểu 0,06kg - Thí sinh giải theo cách khác cho điểm tối đa câu đó, - Các giám khảo thay đổi biểu điểm cho hợp lý với tình hình làm thực tế HS DeThiMau.vn ... 11 = v u Đặt x = v/u  x2 – 11x + 12 =  x = 9, 75 x = 1,25  Với x = 9, 75  v/u = 39/ 4 hay u = 4v/ 39 thay vào (1), biến đổi  s/v = 35 h = 0, 897 h 39  Với x = 1,25  v/u = 5/4 hay u = 4v/5 thay... 0,06kg, khối lượng m' tối thi? ??u 0,06kg - Thí sinh giải theo cách khác cho điểm tối đa câu đó, - Các giám khảo thay đổi biểu điểm cho hợp lý với tình hình làm thực tế HS DeThiMau.vn ... nước bình khối trụ: c1.m(t1 - t) = c2.M(t - t2)  4200.0,86 (90 - 65) = 2000.1,14.(65 - t2)  t2 = 25,40C b/ Khi chạm đáy bình phần vật nằm chất lỏng h1: Vậy phải đặt thêm m' lên khối trụ nên: