Đề thi học sinh giỏi vật lí lớp 9 tỉnh hải dương 2009 2010 (kèm đáp án) đề 35
Sở giáo dục và đào tạo Hải Dơng THCS Văn Hội Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 Năm học: Môn thi : Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút Ngày thi : ngày tháng năm Câu 1(1.5 điểm) : Một ô tô trong nửa thời gian đờng chuyển động có vận tốc không đổi là v 1 , trong nửa thời gian còn lại có vận tốc là v 2 .Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đờng? Câu2 (2.5 điểm): Có hai bình cách nhiệt .Bình thứ nhất chứa 5 lít nớc ở nhiệt độ t 1 =60 0 C, bình thứ hai chứa 1 lít nớc ở nhiệt độ t 2 =20 0 C. Đầu tiên rót một phần nớc ở bình thứ nhất sang bình thứ hai sau khi trong bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt, ngời ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lợng nớc để cho hai bình lại có dung tích nớc bằng lúc ban đầu. Sau các thao tác đó nhiệt độ nớc trong bình thứ nhất là 59 0 C. Hỏi đã rót bao nhiêu nớc từ bình thứ nhất sang bình thứ hai và ngợc lại ? Câu 3 (2điểm): Cho mạch điện nh hình vẽ : Các điện trở giống nhau và đều có giá trị R = 4 ; U AB = 28V ; R A 0 a) Xác định số chỉ của Ampe kế ? b) Từ hai điểm E, F ngời ta tiếp tục mắc n ô giống nhau nh ô CDFE. Khi đó xác định số chỉ của Ampe kế? Câu 4 (2 điểm) : Cho mạch điện nh hình vẽ : U AB = 80 V ; R 1 + R 2 = 48 R 3 = 30 ; R 4 = 40 ; R 5 = 150 Am pe kế chỉ 0,8 A , Vôn kế chỉ 24V. a) Tính điện trở R A của Ampe kế và R V của vôn kế. b) Nếu chuyển R 1 mắc song song với CD (vào điểm C và D) tính R 1 để công suất tiêu thụ của phần mạch CD là lớn nhất? Bài 5 (2điểm) Một máy ảnh có tiêu cự 10 cm fim ảnh có kích thớc (2,4 cm x 3,6cm ) cần chụp một bức tranh hình chữ nhật có kích thớc (2,4m x 4,8m) a- Vẽ ảnh của vật tạo bởi máy ảnh (không cần đúng tỉ lệ) b- Xác định khoảng cách nhỏ nhất từ bức tranh đến vật kính của máy ảnh để có thể chụp đợc toàn bộ bức tranh A B + - C D V A R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R R R R R A A B + - C D E F Hớng dẫn chấm và biểu điểm Câu 1(1.5 điểm) : Gọi S là độ dài cả quãng đờng S = S 1 + S 2 Quãng đờng ô tô đi nửa thời gian đầu là S 1 = t 1 v 1 =t / 2 . v 1 (0.5 điểm) Quãng đờng ô tô đi nửa thời gian còn lại là là S 2 = t 2 v 2 =t / 2 . v 2 (0.5 điểm Vận tốc trung bình mà ô tô đi là :v tb = (v 1 + v 2 )/2 (0.5 điểm) Đáp số : v tb = (v 1 + v 2 )/2 Câu 2 (2.5 điểm) : - Trong quá trình chuyển nớc từ bình 1 sang bình 2 và ngợc lại giá trị khối lợng nớc không thay đổi, nhng nhiệt độ ở bình 1 hạ xuống một lợng t 1 : t 1 = 60 0 C 59 0 C = 1 0 C (0.25 điểm) - Bình 1 đã mất một nhiệt lợng : Q 1 = m 1 C. t 1 (0.25 điểm) - Nhiệt lợng này đã truyền sang bình 2 : Q 2 = m 2 C. t 2 (0.25 điểm) ( t 2 là độ biến thiên ở bình 2 sau khi đã cân bằng nhiệt ở lần rót thứ nhất) - Theo pt cân bằng nhiệt : Q 1 = Q 2 m 1 C. t 1 = m 2 C. t 2 (0.25 điểm) 1 1 2 2 m t t m = 0 2 5.1 5 1 t C = = (0.25 điểm) - Vậy nhiệt độ của bình 2 sau khi cân bằng nhiệt là t 2 = t 2 + t 2 (0.25 điểm) t 2 = 20 0 C + 5 0 C = 25 0 C - Khi rót từ bình 1 sang bình 2 một lợng nớc là m ta có : (0.25 điểm) Q toả = m.C(t 1 - t 2 ) Q thu = m 2 .C(t 2 - t 2 ) (0.25 điểm) - Theo phơng trình cân bằng nhiệt : Q toả = Q thu mC(t 1 - t 2 ) = m 2 C(t 2 - t 2 ) (0.25 điểm) ( ) 2 2 2 1 2 ' ' t t m m t t = 25 20 1 1 ( ) 60 25 7 m kg = = (0.25 điểm) Đáp số : 1 ( ) 7 kg Câu 3 (3 điểm) a.(1.0điểm) Theo hình vẽ ta có : 3 . 4 AB R R R R R = + (0.25 điểm) 2 2 2 3 4 7 7 4 4 4 AB R R R R R R R + = = = Thay số ta có R AB = 7 ( ) (0.25 điểm) - Từ công thức : U I R = thay số 28 4( ) 7 I A= = (0,5 điểm) Vậy Am pekế chỉ 4A b.(1.0điểm) Khi đó mạch điện vẽ lại nh sau : - Coi từ phía phải CD của mạch có điện trở R x . Khi đó . x AB x R R R R R R = + + Vì mạch là mạch vô hạn nên coi R x R AB 2 . 2 . AB AB AB AB AB R R R R R R R R R R R + = + + + (0.25 điểm) 2 2 2 AB AB AB RR R R RR+ = + (0.25 điểm) 2 2 0 AB AB R RR R = (Học sinh có thể tách hoặc giải phơng trình) Giải ra ta đợc : (1 5) 2 AB R R = + thay số 4 (1 5) 6.5( ) 2 AB R = + (0.25 điểm) Từ công thức : 28 4.3( ) 6.5 U I I A R = = (0.25 điểm) Vậy khi đó Ampe kế chỉ 4,3A Câu 4(2 điểm) : a.(1.0 điểm) Theo hình vẽ ta có : U AB = U 1 + U 2 + U v + U 4 U AB = IR 1 + IR 2 + (I - I 3 )R 4 + U v U AB = I(R 1 + R 2 ) + (I - I a )R 4 + U v 80 = 48I + 40(I - 0.8) + 24 I = 1 (A) (0.25 điểm) R A B + - A R R R R R C D E F Ta có : U CD = U 4 + U v = R 4 (I - I a ) + U v (0.25 điểm) U CD = 40.0.2 + 24 = 32 (V) Vậy U a = U CD - I a R 3 Thay số : U a = 32 - 0.8.30 = 8 Do đó : a a u U R I = thay số : 8 10( ) 0.8 a R = = (0.25 điểm) Tơng tự: 24 600( ) 24 1 0.8 150 v R = = (0.25 điểm) b(1.0 điểm) Khi chuyển R 1 mắc song song với CD thì điện trở toàn phần của mạch CD là R tp : 1 1 . CD tp CD R R R R R = + 32 32( ) 1 CD CD U R V I = = = 1 1 32. 32 tp R R R = + (1) (0.25 điểm) - Ta có : 2tp U I R R = + Mà P CD = I 2 .R tp 2 2 2 . ( ) tp CD tp U R P R R = + (0.25 điểm) 2 2 2 2 2 4 . . 4 ( ) tp CD tp R R U P R R R = + 2 2 2 2 ( ) 2 1 4 2 ( ) tp CD p R R U P R R Rt = + (0.25 điểm) Vậy P CD max thì 2 2 0 t p tp R R R R = + R 2 = R tp (2) Từ (1) và (2) ta có: 1 2 1 1 32. 48 32 R R R R = = + 32.R 1 = (32 +R 1 ) (48 - R 1 ) Giải phơng trình ta đợc R 1 = 32 ( ) (0.25 điểm) Bài 5 a Vẽ ảnh 0.5điểm b- để chụp đợc toàn bộ bức tranh thì ảnh của của nó phải nằm trên fim, khi chụp để khoảng cách từ vật kính đến vật là nhỏ nhất thì phải tuân theo kích thớc của fim và của vật cần chụp, fim hình chữ nhật tỉ lệ giữa các cạnh là 24: 36 = 2:3 mà bức tranh cần chụp có kích thớc 2,4:4,8 =1:2 <2:3 vì vậy ảnh của chiều dài hình chữ nhật(4,8m) phải nằm trên chiều dài hình chữ nhật của Fim (3,6cm) có độ cao là 3,6cm (1điểm) =>AB/AB =AO/OA => AO = 1,333m Vậy khoảng cách nhỏ nhất từ vật đến vật kính là 1,333m (0,5điểm) Chú ý: Nếu thí sinh làm cách khác vẫn cho điểm tối đa A A B O A B . Sở giáo dục và đào tạo Hải Dơng THCS Văn Hội Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 Năm học: Môn thi : Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút Ngày thi : ngày tháng năm Câu 1(1.5 điểm). toàn bộ bức tranh thì ảnh của của nó phải nằm trên fim, khi chụp để khoảng cách từ vật kính đến vật là nhỏ nhất thì phải tuân theo kích thớc của fim và của vật cần chụp, fim hình chữ nhật tỉ lệ. hình chữ nhật(4,8m) phải nằm trên chiều dài hình chữ nhật của Fim (3,6cm) có độ cao là 3,6cm (1điểm) =>AB/AB =AO/OA => AO = 1,333m Vậy khoảng cách nhỏ nhất từ vật đến vật kính là 1,333m (0,5điểm) Chú