Së Gd&§t NghÖ an

Së Gd&§t NghÖ an Së Gd&§t NghÖ an kú thi chän häc sinh giái tØnh líp 9 thcs n¨m häc 2008 2009 M«n thi vËt lý B¶ng A Thêi gian 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) C©u 1 (4,0 ®iÓm) Mét chiÕc xe ph¶i ®[.]

Së Gd&§t NghƯ an §Ị thi chÝnh thøc kú thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp thcs năm học 2008 - 2009 Môn thi: vật lý- Bảng A Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (4,0 điểm) Một xe phải từ địa điểm A đến địa điểm B khoảng thời gian dự định t Nếu xe chuyển động từ A đến B víi vËn tèc v = 48 km/h th× xe tới B sớm dự định 18 phút Nếu xe chun ®éng tõ A ®Õn B víi vËn tèc v = 12 km/h xe đến B muộn dự định 27 phút a Tìm chiều dài quÃng đờng AB thời gian dự định t b Để đến B thời gian dự định t, xe chuyển động từ A đến C (C nằm AB) víi vËn tèc v1 = 48 km/h råi tiÕp tơc tõ C ®Õn B víi vËn tèc v = 12 km/h Tìm chiều dài quÃng đờng AC Câu (4,0 điểm) Có số chai sữa hoàn toàn giống nhau, ®Ịu ®ang ë nhiƯt ®é t0xC Ngêi ta thả chai lần lợt vào bình cách nhiệt chứa nớc, sau cân nhiệt lấy thả chai khác vào Nhiệt độ nớc ban đầu bình t0 = 360C, chai thứ lÊy cã nhiƯt ®é t1 = 330C, chai thø hai lÊy cã nhiƯt ®é t = 30,50C Bá qua sù hao phÝ nhiƯt a T×m nhiƯt độ tx b Đến chai thứ lấy nhiệt độ nớc bình bắt đầu nhỏ 260C Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện nh hình 1: Các điện trở R1, R2, R3, R4 am pe kế hữu hạn, hiệu điện hai điểm A, B không đổi a Chứng minh rằng: Nếu dòng điện qua am pe kế I A = th× R2 R1 A U C R3 B R4 D R1 R3 = A R2 R4 H×nh b Cho U = 6V, R1 =  , R2 = R3 = R4 =  Điện trở am pe kế nhỏ không đáng kể Xác định chiều dòng điện qua ampe kế số cđa nã? c Thay am pe kÕ b»ng mét v«n kế có điện trở lớn Hỏi vôn kế bao nhiêu? cực dơng vôn kế mắc vào điểm C hay D Câu (4,0 điểm) Có điện trë: R1 ghi (30  - 15A), R2 ghi (10  - 5A), R3 ghi (20  - 20A), giá trị sau cờng độ dòng điện cao mà điện trở chịu đợc a Mắc điện trở theo yêu cầu R // (R2 nt R3) Xác định hiệu điện lớn mà cụm điện trở không bị cháy b Sử dụng cụm điện trở (câu a) mắc nối tiếp với cụm bóng đèn loại 30V - 40W mắc tất vào nguồn điện có hiệu điện U = 220V Tìm cách mắc để bóng đèn sáng bình thờng mà cụm điện trở không bị cháy Câu (4,0 điểm) Cho hình vẽ nh hình BiÕt: PQ lµ trơc chÝnh cđa S/ / thÊu kÝnh, S nguồn sáng điểm, S ảnh S tạo h/ thấu kính S l h a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm / H Q H chÝnh cđa thÊu kÝnh b»ng c¸ch vẽ đờng truyền P Hình tia sáng b Biết S, S/ cách trục PQ khoảng t¬ng øng h = SH = 1cm; h / = S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm TÝnh tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa cứng vuông góc với trục phía trớc che kín nửa thấu kính Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa thấu kính lµ D = 3cm -HÕt - Họ tên thí sinh: SBD: Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giỏi tỉnh lớp THCS Năm học 2008 - 2009 hớng dẫn biểu điểm Chấm đề thức (Hớng dẫn biểu điểm chấm gồm 04 trang) Môn: vật lý - b¶ng A -C © u a Nội dung 4,0 Gọi t1, t2 lần lợt thời gian từ A đến B tơng ng với vËn tèc v1, v2 Ta cã: AB = v1t1 = v2t2  AB = 48t1 = 12t2  t2 = 4t1 (1) Theo bµi ta cã t1 = t  18 60 Thay (2) ; (3) vµo (1) ta ®ỵc: t  (h) (2) ; t2 = t  27 60 (3) 27 18 33 = 4( t  ) t= = 0,55 60 60 60 Quảng đờng AB: AB = v1t1 = 48( b ®iĨ m 33 18 ) = 12 km 60 60 0,25 0,5 0,5 0,5 Chiều dài quÃng đờng AC AC BC + 48 12 AC AB  AC AC 12  AC  t=   = 48 12 48 12 AC AC 3AC  0,55 = +  1 48 12 48  AC = 7,2 km Ta cã: t = a 0,25 Gọi q1 nhiệt lợng toả nớc bình giảm nhiệt độ 10C, q2 nhiệt lợng thu vào chai sữa tăng lên 10C Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: q1(t0 - t1) = q2(t1 - tx) (1) Phơng trình cân nhiệt bình với chai sữa thứ là: 0,5 0,5 0,5 0,5 4,0 0,5 0,5 0,5 q1(t1 - t2) = q2(t2 - tx) (2) Chia (1) cho (2) råi thay sè víi t0 = 36 C, t1 = 330C, t2 = 30,50C ta đợc: b 33 tx  2,5 30,5  tx 0,5 Gi¶i ta cã tx = 180C 0,5 Thay tx = 180C vµo (1) vµ (2)  Tõ (1)  t1 = q1 (t0  tx ) q1  q2 q2  q1 0,25 q1t0  q2tx (q1t0  q1tx )  (q1tx  q2tx )  = tx + q1  q2 q1  q2 0,25 (3) T¬ng tù lÊy chai thø ra, vai trß cđa t t1 ta có: t2 = t x + ( q1 (t1  tx ) q1  q2 (4) Thay (3) vµo (4): t = tx + 0,25 q1 ) (t0  tx ) q1  q2 Tỉng qu¸t: Chai thø n lÊy cã nhiƯt ®é q1 n (t  t ) ) (t0  tx ) = tx + q2 n x tn = t x + ( (1 ) q1  q2 q1 q2  Theo ®iỊu kiƯn tn < 260 ; q1 5 tn = 18 + ( )n(36  18) < 26  ( )n  (5) 6 18  n ≥ học sinh cần chai thứ 0,25 0,25 0,25 nhiệt độ nớc bình bắt đầu nhỏ 26 C Chú ý: Học sinh giải theo cách tính lần lợt nhiệt độ Giá trị nhiệt độ bình theo n nh sau: n tn 33 30,5 28,42 26,28 25,23 VÉn cho ®iĨm tèi ®a chØ tõ chai thø I1 R1 Gọi dòng điện qua điện trở R1, R2, R3, R4 A I2 R2 vµ qua am pe kÕ tơng ứng là: I1, I2, I3, I4 IA Học sinh vẽ lại sơ đồ tơng đơng a C I3 R3 A I4 R4 B D U U ; I = I4 = (1) R1  R3 R2  R = UA = IARA =  UAC = UAD hay I1R1 = I2R2 Theo IA = nên I1 = I3 = 0,5 Tõ h×nh vÏ ta cã UCD (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 0,5 U.R1 U.R2 R1 R2 R3 R R1 R3        R1  R3 R  R R1  R3 R2  R4 R1 R2 R2 R b Vì RA = nên ta chập C với D Khi đó: 0,5 R1 // R2 nên R12 = R1R2 3.6  2 R1  R2 3 R3 // R4 nªn R34 = 0,5 R3R 6.6  3 R3  R  U R12 = 2,4V R12  R34 U 2,4 0,8A  cêng độ dòng điện qua R1 I1 = 12 R1 Hiệu điện R34: U34 = U  U12 = 3,6V U 3,6 0,6A  cêng ®é dòng điện qua R3 I3 = 34 R3 Vì I3 < I1 dòng điện qua am pe kÕ cã chiỊu tõ C  D Sè HiƯu ®iƯn thÕ trªn R12: U12 = c chØ cđa am pe kÕ lµ: IA = I1 - I3 = 0,8 - 0,6 = 0,2A Theo bµi RV = ∞ nèi vµo C, D thay cho am pe kÕ ®ã: U   A R1  R3 3 U  I = I4 = = 0,5A R2  R4  0,25 0,25 0,5 I = I3 = HiƯu ®iƯn thÕ trªn R1: U1 = I1R1 = 0,25 = 2V 0,25 0,25 0,25 4,0 Hiệu điện R2: U2 = I2R2 = 0,5.6 = 3V Ta cã U1 + UCD = U2  UCD = U2 - U1 = 1V Vôn kế 1V cực dơng vôn kế mắc vào C a b Mắc R1 // (R2 nt R3): Hiệu điện lớn mà R chịu đợc U1 = 15.30 = 450 (V) Hiệu điện lớn mà (R2 nt R3) chịu đợc U23 = (10 + 20).5 = 150 (V) Vì R1 // (R2 nt R3) nên hiệu điện lớn U = 150V Cụm điện trở R1 // (R2 nt R3) có điện trở tơng đơng R = 0,25 0,5 0,5 R1(R2  R3) 15 R1 R2 R3 Để cụm điện trở không bị cháy hiệu điện đặt vào cụm phải thoả mÃn: UR 150 V Theo dòng điện định mức đèn: Iđm = 0,25 40W A 30V Giả sử bóng đèn đợc mắc thµnh mét cơm cã m d·y song 0,25 0,25 song, dÃy có n bóng nối tiếp Ta có: U R + n.U§ = 220 (V)  15 m 30n 220  2m + 3n = 22 (*) Với: m, n (nguyên dơng) (**) Từ (*) (**) giải ta đợc: + m = ; n = (2 dÃy // dÃy bãng nèi tiÕp) + m = ; n = (5 dÃy // dÃy bóng nối tiếp) 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 4,0 S/ L h/ P I S h l H/ O F H Q L/ a b Lập luận đợc: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ¶o - Do ¶nh ¶o S/ ë xa trôc chÝnh S nên thấu kính hội tụ Vẽ hình, xác định đợc vị trí thấu kính Vẽ, xác định đợc vị trí tiêu điểm Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f Ta có: S/H/F đồng dạng với IOF: / / /  h  H F  h l  d f OI OF h f (1) 0,5 0,5 0,5 0,25 S/H/O đồng dạng với SHO: / l  h l  d = 1 (2) d h d / / h.l  h  1 l  h  h  l  d  / (3) h  h h d h d h.l 1.2.32 l.h.h/ l  f  / / Thay (3) vµo (1)  h  h  h f= / = 24 = (3 1)2 (h  h) h f (cm) d= c h.l 1.32  = 16 (cm) h/  h 3 S/ E h/ P l / H S h L O HK F Q L/ 0,25 0,5 0,25 0,25 Nèi S víi mÐp ngoµi L/ thấu kính, cắt cắt trục thấu kính K K vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta không quan sát đợc ảnh S/ 0,5 / KO OL Do: KOL/ đồng dạng với KHS   , (KO = dmin) HK SH D d 1,5 = 1,5  dmin = 24 - 1,5dmin  dmin = 9,6  2  16  dmin h 0,5 (cm) Chó ý: Häc sinh gi¶i theo cách khác cho điểm tối đa  ... thấu kính khoảng nhỏ để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa thấu kính lµ D = 3cm -HÕt - Họ tên thí sinh: SBD: Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giỏi tỉnh... Chấm đề thức (Hớng dẫn biểu điểm chấm gồm 04 trang) Môn: vật lý - b¶ng A -C © u a Nội dung 4,0 Gọi t1, t2 lần lợt thời gian từ A đến B tơng ng với vËn tèc v1, v2 Ta cã:... cắt cắt trục thấu kính K K vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên thấu kính ta không quan sát đợc ảnh S/ 0,5 / KO OL Do: KOL/ đồng dạng với KHS   , (KO = dmin) HK SH D d 1,5 = 1,5