SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS Năm học 2009 - 2010 ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ Bài Nội dung Điểm Bài 1 1. K đóng, tìm vị trí C để số chỉ hai vôn kế bằng nhau (6 điểm) + Tìm R AB = R 0 = ρ S l = 75 Ω 0,25 + K đóng ta có mạch điện hình vẽ Xét C tai điểm trên AB có gọi R A1C = x (0< x < 75) R C2B = R 0 – x = 75 - x 0,25 + Điện trở của đoạn mạch AC, CB R AC = x18 x18 Rx R.x 1 1 + = + ; R CB = x90 )x75(15 xRR )xR(R 02 02 − − = −+ − 0,5 + Muốn số chỉ của hai vôn kế như nhau ta có: R AC = R CB => x18 x18 + = x90 )x75(15 − − => 0,2 x 2 - 51x + 1350 = 0 0,5 + Giải phương trình ta được x = 30Ω; x = 225Ω (loại) 0,25 + Vị trí C cách A đoạn l = 30 cm (hoặc R A1C = 30 Ω) 0,25 2. Tìm C để số chỉ các vôn kế không thay đổi khi K đóng, K ngắt. * Khi K ngắt: + (R 1 nt R 2 ) // R AB , các vôn kế đo hiệu điện thế trên các điện trở I 1 = 21 RR U + I’ 0,25 + Số chỉ V 1 : U 1 = I 1 . R 1 U 1 = 33 U18 RR R.U 21 1 = + 0,25 * Khi K đóng: + (R A1C //R 1 )nt(R C2B //R 2 ) R = R AC + R CB = x18 x18 + + x90 )x75(15 − − = )x90)(x18( )6750x825x11(3 2 −+ ++− (1) 0,5 + I’ = R U = )6750x825x11(3 )x90)(x18.(U 2 ++− −+ (2) => 495 x – 20250 = 0 0,5 + Giải ra được x = 11 450 Ω = 40,90Ω 0,25 1 B M U V 1 V 2 R 1 R 2 A C N K 1 2 A M U V 1 V 2 R 1 R 2 C N I 1 1 2 B + Kết luận vị trí của C trên AB 0,25 3. K đóng, dịch chuyển C dòng điện trên K thay đổi thế nào ? + Lấy R ở công thức (1), và I’ ở công thức (2) R = )x90)(x18( )6750x825x11(3 2 −+ ++− I’ = )6750x825x11(3 )x90)(x18.(U 2 ++− −+ + Tìm U AC ; U CB U AC = I’ . R AC = )6750x825x11( )x90(xU6 2 ++− − U CB = I’ . R CB = )6750x825x11( )x75)(x18(U5 2 ++− −+ 0,5 + Tìm I x ; I 0 ; I K . I x = x U AC = )6750x825x11( )x90(U6 2 ++− − I 0 = )x75( U CB − = )6750x825x11( )x18(U5 2 ++− + 0,5 + I K = I 0 – I x = )6750x825x11( )x18(U5 2 ++− + - )6750x825x11( )x90(U6 2 ++− − I K = )6750x825x11( )450x11(U 2 ++− − 0,25 + Tìm các giá trị đặc biệt của I K x (Ω) 0 450/11 75 11x - 450 - 450 0 375 -11x 2 +825x + 6750 6750 6750 0,5 I K 5 11 − 0 6 11 * Biện luận: - Khi x = 0 (C≡ A) dòng điện chạy qua K là 11/5 = 2,2(A) , có chiều từ C đến N 0,25 - Khi cho C dịch chuyển từ A (0 Ω) đến giá trị 450/11 (Ω) thì dòng điện chạy qua K giảm dần từ 11/5(A )đến 0(A), chiều dòng điện có chiều từ C đến N. 0,25 - Khi C đến vị trí có giá trị x = 450/11(Ω) thì dòng điện chạy qua khoá K bằng 0 0,25 - Khi cho C dịch chuyển từ giá trị x = 450/11(Ω) đến B giá trị 75(Ω) thì dòng điện qua K tăng dần từ 0A đến 11/6(A) , chiều dòng điện đi từ N đến C 0,25 - Khi x = 75 (Ω) thì dòng điện qua K có giá trị là 11/6 (A), có 0,25 2 A M U V 1 V 2 R 1 R 2 C N I x B I K I 0 chiều từ N đến C. Bài 2 1. Số chỉ của vôn kế V khi mắc // R 2 (3điểm) * Sơ đồ mạch điện V//R 1 A B + R AB = v1 V1 RR RR + + R 2 R AB = v1 V221V1 RR RRRRRR + ++ 0,25 + Tỉ số )RR(RRR RR U U 21V21 V1 AB 1 ++ = (1) 0,25 * Khi V//R 2 + Tương tự tìm được R’ AB = R 1 + v2 V2 RR RR + R’ AB = v2 V221V1 RR RRRRRR + ++ 0,25 + )RR(RRR RR U U 21V21 V2 AB 2 ++ = (2) 0,25 + Lấy (1) : (2) ta được: 2 1 2 1 R R U U = => U 2 = U 1 1 2 R R 0,25 + Thay số U 2 = 7,125 V 0,25 2. Khi V nối tiêp với R 1 ,R 2 + Từ (1) )RR(RRR RR U U 21V21 V1 AB 1 ++ = => U 1 = )RR(RRR RR 21V21 V1 ++ U AB (3) 0,25 + Khi V nối tiếp với R 1 R 2 R = R 1 + R 2 + R V I = V21 ABAB RRR U R U ++ = V21 VV AB V RRR R R R U U ++ == => U V = U AB V21 V RRR R ++ = 12 (4) 0,25 + Từ (3) và (4): )RR(RRR RR)RR(R U U 21V21 V1V11 V 1 ++ ++ = = 12 5,9 0,25 3 V R 1 R 2 V R 1 R 2 A B + Biến đổi tìm được: R V = 12 21 2 1 R5,2R5,9 RR5,2R12 − + = 900 Ω 0,5 + Thay vào (4) tìm được U AB = 19V 0,25 Bài 3 1. Vẽ hình và nêu cách vẽ. (6 điểm) + Vẽ hình ( có thể vẽ trên cung một hình vẽ) 0,5 + Nêu cách vẽ ảnh 0,5 2. Tính a, f. Có OA = a ; AA 1 = AA 2 = b = 5cm ; A’ 1 B’ 1 = A’ 2 B’ 2 = 3AB + ∆FA 1 B 1 ∼ ∆FIO 11 ' 1 ' 1 BA BA = FO FA ' 1 = f OAf ' 1 + = 3 => OA’ 1 = 2f 0,5 + ∆OA 1 B 1 ∼ ∆OA’ 1 B’ 1 1 ' 1 11 ' 1 ' 1 OA OA BA BA = = ba f2 − 3 => 2f = 3a – 15 (1) 0,5 + ∆FOI ∼ ∆ FA’ 2 B’ 2 : 22 ' 2 ' 2 BA BA = FO FA ' 2 = f fOA ' 2 − = 3 => OA’ 2 = 4f 0,5 + ∆OA 2 B 2 ∼ ∆OA’ 2 B’ 2 2 ' 2 22 ' 2 ' 2 OA OA BA BA = = ba f4 + = 3 => 4f = 3a + 15 (2) 0,5 + Giải hệ phương trình (1),(2) ta tìm được a = 15 cm; f = 15 cm 0,5 2. Tìm vận tốc của ảnh * Vẽ ảnh và nêu cách vẽ (hình vẽ). + Coi SS 1 là vật đặt vuông góc với trục chính cho ảnh S’S’ 1 vuông góc với trục chính của thấu kính + Cho S chuyển động từ S đến S 1 , ảnh chuyển động từ S’ đến S’ 1 4 B ’ 1 A ’ 1 A 1 A B 1 O I F A 2 A B 2 O I F A’ 2 B’ 2 0,5 + Nêu cách vẽ ảnh của một điểm sáng S trên trục chính của TK 0,5 * Tính vận tốc của ảnh + Ta có: OH//S 1 K nên K'S H'S KS OH 1 1 1 = (1) SI//OH nên I'S H'S SI OH = (2) 0,25 + Ta lại có: S 1 K = SI (3) + Từ (1), (2), (3) suy ra: K'S H'S 1 1 = I'S H'S => SS 1 //S’S’ 1 0,25 + SI//OH => 18 O'S SO O'S HI H'S == (4) 0,25 + HF//OI => 12 12O'S OF F'S HI H'S − == (5) 0,25 + Từ (4) và (5) tìm được S’O = 36 cm 0,25 + Hình vẽ ta có: 36 18 O'S SO t'v t.v 'S'S SS 1 1 === => v’ = 2v = 2m/s 0,25 Bài 4 Phương án thí nghiệm a. Dùng dây dẫn thẳng dài, kim nam châm. * Cơ sở lý thuyết: 0,5 + Dây dẫn thẳng, dài có dòng điện gây ra xung quanh nó từ trường. Kim NC đặt trong từ trường của dây dẫn chịu tác dụng của lực từ làm cho kim NC quay. + Căn cứ chiều quay của cực bắc kim NC tại vị trí đó ta tìm được chiều của đường cảm ứng từ. + Dùng quy tắc nắm tay phải để xác định chiều của dòng điện trên dây dẫn, từ đó suy ra cực của bộ pin. * Cách xác định: + Vẽ mạch điện: + Nêu cách xác định: Ngắt K để kim NC // dây dẫn AB. Đóng K, nếu cực bắc kim NC quay ngược chiều kim đồng hồ, dùng qui tắc nắm tay phải tìm được chiều dòng điện chạy từ A đến B, 0,5 5 Hộp đen A B N S V Đ S S’ S 1 I K O S’ 1 F N H từ đó ta xác định được cực dương của pin là đầu V, nếu kim quay ngược lại thì đầu V là cực âm. b. Dung pin, bóng đèn 6V. * Cơ sở lý thuyết: + Nếu hai bộ pin ghép nối tiếp thì U = U 1 + U 1 ( thực ra là Sđđ) hoặc U = |U 1 - U 1 | + Nên nếu mắc pin nối tiếp với hộp đen thì được bộ nguồn có U = 6V hoặc U = 3V + Mắc bộ pin trên với bóng đèn 6V thì đèn sáng gần bình thường hoặc tối hơn. + Căn cứ vào độ sáng của đèn, cực của pin loại 1,5V ta biết được cực của hộp đen. 0,25 * Cách xác định: + Vẽ sơ đồ mạch điện Đèn sáng gần bình thường Đèn sáng yếu + Mạch điện nào có đèn sáng bình thường thì cực nối với cực âm của pin loại 1,5V là cực dương và ngược lại 0,25 c. Dùng dung dịch điện phân, hai lõi pin * Cơ sở lý thuyết: - Dựa vào tác dụng hoá học của dòng điện một chiều. - Khi cho dòng điện chạy qua dung dịch điện phân (CuSO 4 ), sau một thời gian ( khoảng 2 phút) do tác dụng của dòng điện sẽ có lớp đồng bám vào thanh than nối với cực âm của nguồn. Căn cứ vào thanh than có đồng bám vào ta biết được cực của bộ pin. 0,5 * Cách xác định: + Vẽ sơ đồ mạch điện + Nêu cách xác định: Thanh than nào có đồng bám vào thì thanh than đó được nối với cực âm của pin trong hộp đen. 0,5 d. Ống dây, biến trở, kim NC. * Cơ sở lý thuyết 0,5 + Ống dây có dòng điện tạo ra trong lòng và xung quanh nó một từ trường. Nếu đặt kim NC trong từ trường của ống dây kim NC chịu tác dụng của từ trường. Khi kim NC đứng cân bằng, căn cứ vào cực bắc kim NC ta biết được chiều của đường sức từ của dòng điện tại vị trí đặt kim NC + Dựa vào quy tắc nắm tay phải ta tìm được chiều dòng điện chạy 6 Hộp đen Đ V Hộp đen V Đ Hộp đen trên ống dây và cực của pin trong hộp đen. * Cách xác định: 0,5 + Vẽ sơ đồ mạch điện + Nêu cách xác định Đặt kim NC dọc theo trục ống dây. Giả sử kim NC đứng cân bằngnhư hình vẽ thì cực ống dâynhư hình vẽ, ta biết được chiều dòng điện trên ống dây, dùng quy tắc nắm tay phải ta tìm được chiều dòng điện trên ống dây. Biết được chiều dòng điện trên ống dây tìm được chiều dòng điện của pin. e. Dùng ampe kế, bóng đèn. * Cơ sở lý thuyết: 0,25 + Am pe kế một chiều là dụng cụ đo cường độ dòng điện một chiều, nếu mắc đúng cực thì kim quay theo chiều thuận, nếu mắc sai cực thì kim quay ngược. + Biết được chiều quay của kim ampe kế ta biết được chiều dòng điện đi qua nó. * Cách xác định: 0,25 + Vẽ sơ đồ mạch điện (hình vẽ) + Cách xác định: Nối đầu màu vàng với cực dương ampe kế, đầu màu đỏ với cực âm của ampe kế, nếu kim ampe kế quay thuận thì đầu dây V là cực dương của pin và ngược lại. Chú ý: + Điểm toàn bài không làm tròn. + Nếu thiếu hoặc sai đơn vị trừ tối đa 0,5 điểm. + Nếu học sinh làm cách khác nếu đúng cho điểm tối đa tương đương với biểu điểm. 7 Hộp đen N S Đ V N S 0 3 + • • - A Hộp đen V Đ . bám vào thanh than nối với cực âm của nguồn. Căn cứ vào thanh than có đồng bám vào ta biết được cực của bộ pin. 0,5 * Cách xác định: + Vẽ sơ đồ mạch điện + Nêu cách xác định: Thanh than nào. TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS Năm học 2009 - 2010 ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ Bài Nội dung Điểm Bài 1 1. K đóng, tìm vị trí C để số chỉ hai vôn kế bằng nhau (6. x18 x18 Rx R.x 1 1 + = + ; R CB = x90 )x75(15 xRR )xR(R 02 02 − − = −+ − 0,5 + Muốn số chỉ của hai vôn kế như nhau ta có: R AC = R CB => x18 x18 + = x90 )x75(15 − − => 0,2 x 2 - 51x + 1350