đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương 2009-2010 (kèm đáp án) đề 30

Sở giáo dục và đào tạo Hải Dơng kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 9 thcs năm học: 2009 - 2010 Môn: vật lý - mã số: . Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm: 01 trang Câu 1: (2,0 đ) Hãy xác định khối lợng riêng của một chất lỏng cho trớc bằng các dụng cụ sau: Một bình chứa chất lỏng, một bình chứa nớc, một thanh gỗ đồng chất tiết diện đều, điểm tựa, 2 quả nặng nh nhau có móc treo, thớc đo chiều dài dây mảnh. Biết khối l- ợng riêng của nớc là D n = 1000kg/m 3 Câu 2: (1,5 đ) Một búa máy có khối lợng là 500kg rơi từ độ cao 1,5m xuống một cọc sắt có khối lợng là 75kg. Mỗi lần rơi, cọc nóng thêm 0,1 0 C và lún sâu xuống đất thêm 10cm. Tính lực cản của đất, biết nhiệt dung riêng của cọc sắt là 500J/kg độ. Câu 3: (2đ) Cho mạch điện nh hình vẽ: Một biến trở có điện trở toàn phần R = 120 nối tiếp với điện trợ R 1 . Nhờ biến trở có thể làm thay đổi cờng độ dòng điện trong mạch từ 0,9A đến 4,5A. a, Hãy tính điện trở R 1 và hiệu điện thế U AB =? b, Tính công suất toả nhiệt lớn nhất trên biến trở. Biết mạch điện đợc mắc vào U AB không đổi. Câu 4: ( 2,5đ) Cho mạch điện nh hình vẽ: Biết AB là một dây dẫn đồng chất tiết diện đều. Biết R AB = 10, U = 4,5V, đèn 3V-1,5W, R 0 = 0,5 a) Khi điều chỉnh con chạy C của biến trở AB tới một vị trí cách A một đoạn bằng 1/4 chiều dài của biến trở AB. Hãy tính cờng độ dòng điện qua đèn lúc này ? Và độ sáng của đèn nh thế nào? b) Muốn đèn sáng bình thờng thì phải điều chỉnh con chạy C tới vị trí nào trên biến trở AB. Biết nếu chỉ mắc điện trở R AC nối tiếp với R 0 và đèn khi R AC = 1/4 R AB thì đèn sáng bình thờng. N R 0 + - A C B Câu 5: (2đ) Vật sáng AB là một đoạn thẳng nhỏ đợc đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Và cách thấu kính một khoảng 21cm. Nhìn qua thấu kính thấy ảnh AB cao gấp 4 lần vật AB a, Hãy cho biết AB là ảnh thật hay ảo ? Vì sao? b, Tính khoảng cách từ ảnh tới thấu kính. c, Tính tiêu cự của thấu kính? X A B R 1 M N Đáp án biểu điểm Đề thi HS giỏi Tỉnh môn Vật lý 9 - Năm học 2009 - 2010 Câu Nội dung Biểu điểm Câu 1: (2đ) - Nhúng lần lợt một vật nặng không thấm ớt vào chất lỏng có khối lợng riêng là D 1 và vào nớc có khối lợng riêng là D 2 - Gọi V là thể tích của vật rắn, F 1 , F 2 là lực đẩy Acsimets tơng ứng Ta có F 1 = 10D 1 . V F 2 = 10 .D 2 . V D 1 /D 2 = F 1 /F 2 (1) - Lập cân bằng 2 vật nặng bằng thanh gỗ vì hai vật nặng nh nhau nên cánh tay đòn bằng nhau và bằng l - Nhúng một trong hai vật vào chất lỏng 1 lập cân bằng ta có: (10 . m F 1 ) . l = 10m . l 1 (2) - Nhúng vật 2 vào nớc ta có: (10m F 2 ) . l = 10m . l 2 (3) Từ (2) và (3) 10 . m (l l 1 ) = F 1 . l 10 . m (l l 2 ) = F 2 . l F 1 /F 2 = (l l 1 )/(l l 2 ) (4) Từ (1) và (4) D 1 /D 2 = (l l 1 )/ (l - l 2) ) Vậy D 1 = D 2 . (l l 1 )/ ( l l 2 ) (5) Thay số vào (5): Với D 2 = 1000kg/m 3 Dùng thớc đo l, l 1 , l 2 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 2: (1,5đ) - Trọng lợng của búa là: P = 10m = 500 (N) - Công do trọng lực của búa sinh ra là: A = P. h - Công này dùng để thắng lực cản của đất và biến thành nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của cọc. A = A 1 + Q Hay: P . h = F 1 . S + cmt F 1 = (P . h - cmt)/ S Thay số: S = (5000 . 1,5 500 . 7,5 . 0,1)/ 0,1 = 37500 (N) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 3: (2đ) a, Cờng độ dòng điện lớn nhất khi con chạy C ở M nhỏ nhất và nhỏ nhất khi con chạy C ở N. Do đó: 1 4,5( ) (1) U A R = và 1 0,9( ) (2) 120 U A R = + Từ (1) và (2) Thay số tính R 1 = 30 Tính U AB = 135V b, Gọi R x là phần điện trở từ M đến C thì công suất nhiệt toả ra trên R x là: P x = I 2 R x = R x . U 2 /(R 1 + R x ) 2 P x = U 2 / (R 1 2 /R x + R x 2 R 1 ) Để P x mắc thì R 1 2 /R x + R x phải cực tiểu Vì (R 1 2 /R x ) . R x = R 1 2 = hằng số (0,25đ) (0,25đ) 0,25đ 0,25đ 0,25 0,25 Theo cosi ta có: 2 2 1 1 1 . 2 2 x x x x R R R R R R R + = (R 1 2 /R x ) + R x cực tiểu khi (R 1 2 /R x ) + R x = 2 R 1 Vậy R x = R 1 = 30 Vậy P max = U 2 /(R 1 2 /R x + R x + 2R 1 ) = 135 2 /120 = 151,875 (w) 0,25 0,25 Câu 4: (2,5 đ) Mạch điện đợc vẽ lại nh sau: a, Dây dẫn AB đồng chất tiết diện đều nên ta có R AC /R AB = l AC /l AB = 1/4 R AC =R AB /4 = 2,5 R BC = 7,5 Theo hình vẽ (R AC // với R BC ) nối tiếp R 0 nối tiếp với đèn. Ta có: R NC = R AC . R NC /R AC + R BC = 2,5 . 7,5/ 2,5 + 7,5 = 1,875 R của đèn là: R D = U 2 /P = 9/1,5 = 6 R tđ của mạch là: R tđ = R NC + R 0 + R D = 1,75 + 0,5 + 6 = 8,375 Khi đó cờng độ dòng điện qua đèn là I D = I = U/R tđ = 4,5/8,375 = 0,537(A) Do I > I đm do đó đèn sáng hơn mức bình thờng. b, Khi đèn sáng bình thờng thì R AC = 2,5 mắc nối tiếp với R 0 và nối tiếp với đèn. Vậy khi đó R NC = 2,5 hay R NC = R AC . R BC / R AC + R BC = 2,5 R AC + R BC = 10 (1) R AC . R BC = 25 (2) Từ (1) và (2) ta có R AC = R BC = 5 Vậy phải điều chỉnh biến trở của con chạy C ở chính giữa biến trở AB hay AC/AB = 1/2 thì đèn sáng bình thờng. 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 5: (2đ) a, ảnh AB là ảnh ảo vì ảnh này không thu đợc trên màn chắn và chỉ nhìn thấy đợc qua thấu kính. b, Vẽ hình OAB đồng dạng với OAB Ta có: AB/AB = OA/OA (1) Mà AB = 4AB OA/OA = 1/4 Vậy OA = 4OA = 4. 21 = 84 (cm) c, FOI đồng dạng với FAB Ta có: OI/AB = OF/FA (2) Do OI = AB Từ (1) và (2) ta có AB/AB = OF/FA hay AB/AB = OF/OA + OF 1/4 = OF/84 + OF (3) Từ (3) suy ra OF = 28 (cm) B I B A F A O F 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 . giáo dục và đào tạo Hải Dơng kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 9 thcs năm học: 20 09 - 2010 Môn: vật lý - mã số: . Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm: 01 trang Câu. của thấu kính? X A B R 1 M N Đáp án biểu điểm Đề thi HS giỏi Tỉnh môn Vật lý 9 - Năm học 20 09 - 2010 Câu Nội dung Biểu điểm Câu 1: (2đ) - Nhúng lần lợt một vật nặng không thấm ớt vào chất. thể tích của vật rắn, F 1 , F 2 là lực đẩy Acsimets tơng ứng Ta có F 1 = 10D 1 . V F 2 = 10 .D 2 . V D 1 /D 2 = F 1 /F 2 (1) - Lập cân bằng 2 vật nặng bằng thanh gỗ vì hai vật nặng nh