Bài 1 ( 2,0 điểm ) ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2008 2009 MÔN THI VẬT LÍ Thời gian làm bài 150 phút (Đề này gồm 5 câu, 1 trang) Bài 1 (4 điểm) Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm3, đư[.]
Mã kí hiệu: Đ03L-09-HSG9 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP Năm học: 2008 - 2009 MƠN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề gồm câu, trang) Bài (4 điểm) Hai cầu đặc, thể tích V = 200cm 3, nối với sợi dây mảnh, nhẹ, khơng co dãn, thả nước (Hình 1).Khối lượng riêng cầu bên D = 300 kg/m3, khối lượng riêng cầu bên D = 1200 kg/m3 Hãy tính : a Thể tích phần nhơ lên khỏi mặt nước cầu phía hệ vật cân ? b Lực căng sợi dây ? Cho khối lượng riêng nước Dn = 1000kg/ m3 Bài (4 điểm) Hình Dùng bếp dầu để đun sơi lượng nước có khối lượng m1 = kg, đựng ấm nhơm có khối lượng m2 = 500g sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng bếp dầu để đun sơi lượng nước có khối lượng m đựng ấm điều kiện thấy sau thời gian 19 phút nước sơi Tính khối lượng nước m3 ? Biết nhiệt dung riêng nước, nhôm c = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K nhiệt lượng bếp dầu tỏa cách R1 R2 C đặn Bài ( điểm ) Cho mạch điện hình Biết R = R3 = 30Ω ; A B R2 = 10Ω ; R4 biến trở Hiệu điện A hai điểm A B UAB = 18V không đổi Bỏ qua R3 D R4 điện trở dây nối ampe kế a Cho R4 = 10Ω Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB cường độ dịng điện mạch ? Hình b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở để R4 ampe kế 0,2A dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ? R1 R2 C D Bài (4 điểm ) Cho mạch điện hình Biết : R = 8Ω ; R2 = R3 = 4Ω; K A R4 = 6Ω ; UAB = 6V không đổi Điện trở ampe kế, khóa K dây nối A B R3 không đáng kể Hãy tính điện trở tương đương đoạn mạch AB số ampe kế hai trường hợp : Hình a Khóa K mở b Khóa K đóng Xét trường hợp K đóng : Thay khóa K điện trở R5 Tính R5 để cường độ dòng điện chạy qua điện trở R không ? Bài (4 điểm) Đặt mẩu bút chì AB = cm ( đầu B vót nhọn ) vng góc với trục thấu kính hội tụ , A nằm trục ( hình ) Nhìn qua thấu kính người ta thấy ảnh A’B’ bút chì chiều với vật cao gấp lần vật a Vẽ ảnh A’B’ AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh cơng thức sau : 1 = − OF OA OA' B X F A O Y Hình Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh ảo dịch chuyển theo chiều ? Vì ? b Bây đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục thấu kính , đầu A nằm vị trí cũ, đầu nhọn B hướng thẳng quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thấy ảnh bút chì nằm dọc theo trục có chiều dài 25cm Hãy tính tiêu cự thấu kính c Dịch chuyển đầu A mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A’ ảnh ảo A qua thấu kính , F tiêu điểm vật thấu kính ( hình ) A' F A Bằng phép vẽ , xác định X Y quang tâm O tiêu điểm ảnh F’ thấu kính Hình Mã kí hiệu: HD03L-09-HSG9 HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP Năm học: 2008 - 2009 MƠN THI: VẬT LÍ Bài Bµi (4 đ) Nội dung a ( 2,5 ® ) Do hƯ vật đứng cân nên ta có : P1 + P2 = F1 + F2 10D1V+ 10D2V = 10DnV1+ 10DnV ( V1 thể tích phần chìm cầu bªn trªn ë níc ) D1V+ D2V = DnV1+ DnV V ( D1 + D2 − Dn ) Dn V (300 + 1200 − 1000) V 200 = = = 100(cm3 ) V1 = 1000 2 Điểm 0.5đ 0.5đ 0.5đ V1 = V2 = V – V1 = 200 - 100 = 100 ( cm3 ) b ( 1,5) Do cầu dới đứng cân nên ta có : P2 = T + F2 T = P2 - F2 T = 10D2V – 10DnV T = 10V( D2 – Dn ) T = 10 200 10-6( 1200 – 1000 ) = 0,4 ( N ) Vậy lực căng sợi dây 0,4 N Ta có : Q 1= ( m1c1 + m2c2 )∆t Q2 = ( m3c1 + m2c2 )t Do bếp dầu tỏa nhiệt đặn nên thời gian đun Bài lâu nhiệt lợng tỏa lớn Do ta có : (4 đ) Q1= kt1 ; Q2= kt2 ( k lµ hƯ sè tØ lƯ ; t1 vµ t2 lµ thêi gian đun tơng ứng ) Suy : kt1 = ( m1c1 + m2c2 )∆t (1) kt2 = ( m3 c1 + m2c2 )∆t (2) Chia tõng vÕ cña ( ) cho ( ) ta đợc : t m3 c1 + m2 c2 = t1 m1c1 + m2 c2 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 1đ 1đ 0.5đ (m1c1 + m2 c2 )t − m2 c t1 c1t1 => m3 = Bài 4đ (3) thay số vào ( ) ta tìm đợc m3 ≈ ( kg ) a 1,5®) ĐiƯn trë tơng đơng mạch điện : RAB = R13 + R24 = 15 + = 20 ( Ω ) Cờng độ dòng điện mạch : I= 0.75đ 0.75đ U AB 18 = = 0,9( A) R AB 20 b (2,5đ) Cờng độ dòng điện qua ampe kÕ lµ : R I => IA = I1 – I2 = − R + R I => IA = R I ( R2 − R4 ) I (10 − R4 ) = = 0,2 ( A ) 2( R2 + R4 ) 2(10 + R4 ) R R 0.5đ 0.5đ (1) 10.R 0.5đ 4 RAB = + R + R = 15 + 10 + R 4 Cêng ®é dòng điện mạch : 18(10 + R4 ) U 18 = = I = R AB 15 + 10.R4 150 + 25R4 10 + R4 0.5đ (2) Thay ( ) vµo ( ) råi rót gän ta đợc : 14R4 = 60 => R4 = 0.5 30 ( Ω ) ≈ 4,3 ( Ω ) (3) a (1,5 ) Khi K mở mạch điện nh hình vẽ sau : R4 Bài (4 ) A R1 R2 D A 0,5đ R3 B C §iƯn trở tơng đơng mạch điện : RAB = ( R1 + R2 ) R4 (8 + 4)6 + R3 = + = 8( Ω ) R1 + R2 + R4 8+4+6 0,5đ Sè chØ cña ampe kÕ lµ : IA = U AB = = 0,75( A) R AB 0,5đ b (1,5 ®) Khi K ®ãng ®iƯn nh h×nh vÏ sau : R2 R4 D A R3 A 0.5đ C B R1 Do R2 = R3 = 4Ω , nªn RDC = ( Ω ) RADC =R4 + RDC = + = ( Ω ) = R1 0.25đ 0.25đ R1 = =4( Ω ) 2 RDC UDC = R + R U AB = + = 1,5(V ) DC U DC 1,5 IA = R = = 0,375( A) RAB = 0.25đ 0.25đ (1®) R2=0 nên: 0.5đ R4 R1 = R3 R5 16 => = = >R5 = ≈ 5,33(Ω) R5 0.5đ Bài a 1,0® (4 đ) I B' B X A' F A Chứng minh : b 1,5® d1’ = 5d1 = 4f 0.5đ O 1 = − OF OA OA' Y (7) 0.5đ 0.25đ d2 = OB2 = d1 – = 0,8f - 0.25đ d2’ = OB2’ = d1’ – 25 = 4f – 25 Thay vµo ( ) ta đợc : 0.25 0.5 1 = − f 0,8 f − f − 25 => f = 10 ( cm ) c 1,5® Chứng minh OA2 = AF AA’ ( 10 ) Sö dơng mèi liªn hƯ ( 10 ) , ta suy cách vẽ sau ( hình vẽ ) : - Vẽ đờng tròn đờng kính AA - Kẻ FM vuông góc với trục xy cắt đờng tròn đờng kính AA’ t¹i I - Nèi A víi I - Dựng đờng tròn tâm A , bán kính AI , giao đờng tròn với trục xy hai vị trí O O2 Ta loại vị trí O1 thấu kính đặt vị trí cho ảnh thật Vậy O2 vị trí quang tâm O cần tìm thâú kính Lấy F đối xứng với F qua quang tâm O ta đợc tiêu điểm ảnh thấu kính HS v hình M 0.25đ 0.5đ 0.5đ I X A' O1 F A O F' Y 0.5đ * Chó ý : Trong tập học sinh có cách giải khác đáp án nhng đảm bảo xác kiến thức cho đáp số cho ®đ ®iĨm ! ... ( ) cho ( ) ta đợc : t m3 c1 + m2 c2 = t1 m1c1 + m2 c2 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 1? ? 1? ? 0.5đ (m1c1 + m2 c2 )t − m2 c t1 c1t1 => m3 = Bài 4đ (3 ) 1? ? thay số vào ( ) ta tìm đợc m3 ( kg ) a 1, 5? ?). .. R I ( R2 − R4 ) I (1 0 − R4 ) = = 0,2 ( A ) 2( R2 + R4 ) 2 (1 0 + R4 ) R R 0.5đ 0.5đ (1 ) 10 .R 0.5đ 4 RAB = + R + R = 15 + 10 + R 4 Cờng độ dòng điện mạch : 18 (1 0 + R4 ) U 18 = = I = R AB 15 + 10 .R4... = P2 - F2 T = 10 D2V – 10 DnV T = 10 V( D2 – Dn ) T = 10 200 10 - 6( 12 00 – 10 00 ) = 0,4 ( N ) Vậy lực căng sợi dây lµ 0,4 N Ta cã : Q 1= ( m1c1 + m2c2 )? ??t Q2 = ( m3c1 + m2c2 )? ??t Do bếp dầu tỏa