de thi chon đội tuyển hsg tỉnh vật lí 9 (vòng 1) năm học 2013-2014

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH HÀ ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: Vật lí 9 (Thời gian làm bài: 150 phút) Bài 1 : (4,5 điểm) Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t 0 . Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 5 0 C. Lần thứ hai, đổ thêm một ca nước nóng như trên vào thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 3 0 C nữa. Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa? Bài 2 : (5,0 điểm) Có 3 điện trở: R 1 ghi (30 Ω - 15A), R 2 ghi (10 Ω - 5A), R 3 ghi (20 Ω - 20A), trong đó giá trị sau là cường độ dòng điện cao nhất mà các điện trở có thể chịu được. a. Mắc 3 điện trở trên theo yêu cầu R 1 // (R 2 nt R 3 ). Xác định hiệu điện thế lớn nhất mà cụm điện trở này không bị cháy. b. Sử dụng cụm điện trở trên (câu a) mắc nối tiếp với cụm bóng đèn loại 30V - 40W rồi mắc tất cả vào nguồn điện có hiệu điện thế U = 220V. Tìm cách mắc để các bóng đèn sáng bình thường mà cụm điện trở không bị cháy. Bài 3 : (7,0 điểm) Đặt vào đoạn mạch AB (hình 1) một hiệu điện thế không đổi. Các dây dẫn được cắt ra từ một dây, có tiết diện đều, đồng chất và mỗi cm chiều dài của dây có điện trở là 1Ω. Cung AmB là nửa đường tròn đường kính AB = 20cm, cung OnB là nửa đường tròn đường kính OB = 10cm. a. Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB. b. Gọi I 1 , I 2 , I 3 lần lượt là cường độ dòng điện đi qua cung AmB, OnB và đường kính OB. Xác định các tỉ số: 3 2 I I ; 1 2 I I . c. Gọi C là một điểm trên cung AmB. Xác định chiều dài cung AC để khi nối 2 điểm O và C bằng một ampe kế thì ampe kế chỉ ở vạch số 0. Bài 4 : (3,5 điểm) Hai gương phẳng G 1 và G 2 được đặt vuông góc với mặt bàn thí nghiệm, góc hợp bởi hai mặt phản xạ của hai gương là ϕ . Một điểm sáng S cố định trên mặt bàn, nằm trong khoảng giữa hai gương. Gọi I và J là hai điểm nằm trên hai đường tiếp giáp giữa mặt bàn lần lượt với các gương G 1 và G 2 (như hình vẽ). Cho gương G 1 quay quanh I, gương G 2 quay quanh J sao cho trong khi quay mặt phẳng các gương vẫn luôn vuông góc với mặt bàn. Ảnh của S qua G 1 là S 1 , ảnh của S qua G 2 là S 2 . Biết các góc SIJ = α và SJI = β . Tính góc ϕ hợp bởi hai gương sao cho khoảng cách S 1 S 2 là lớn nhất. Hết Số báo danh thí sinh………………….Chữ ký Giám thị ………………………… ĐỀ CHÍNH THỨC BO A m n + - Hình 1 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ (Chọn đội tuyển tỉnh - Năm học 2013-2014) Câu Nội dung Điểm Bài 1 4,5 đ Gọi m o , c o; t o ; m, c, t lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng nhiệt độ ban đầu của NLK và mỗi ca nước. Phương trình cân bằng nhiệt cho lần đổ thứ nhất, thứ hai, thứ 3 lần lượt là: o o 0 m .c .5 m.c.(t t 5) (1)= − − o o 0 m .c .3 m.c.3 m.c.(t t 8) (2)+ = − − o o 0 m .c .x 2m.c.x 5m.c.(t t 8 x) (3)+ = − − − Với x là nhiệt độ tăng thêm sau khi đổ thêm 5 ca nước nóng vào nhiệt lượng kế Chia về theo vế của (1); (2) ta có o o o o t t 5 5 t t 20 C (4) 3 t t 11 − − = ⇔ − = − − Chia về theo vế của (1); (3) kết hợp (4) ta có x =6 o C Vậy khi đổ thêm 5 ca nước nóng nữa thì nhiệt độ trong NLK tăng thêm 6 o C 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 Bài 2 5,0 đ a. Ta có 2 3 2,3 2,3 2,3 2 3 R nt R Max I 5A Max U Max I (R R ) 150V→ = → = + = (1) Hiệu điện thế lớn nhất điện trở R 1 chịu được là: 1 1 1 Max U Max I .R 30 .15A 450V= = Ω = (2) Từ (1) và (2) ta thấy khi 2,3 1 R // R Max U 150V→ = Vậy hiệu điện thế lớn nhất mà cụm điện trở này không bị cháy là U =150V 1,0 0,5 0,5 b. Mắc bộ bắng đền thành x dãy song song, mỗi dãy có y bóng mắc nối tiếp Ta có bo dm U y.U 40.y= = Từ câu a ta thấy 1,2,3 0 U 150V< < => bo 70V U 220V 70 40y 220 2 y 5 ≤ < ⇔ ≤ < ⇔ ≤ ≤ Cường độ dòng điện của bộ bóng là bo dãy dm 4 I x.I x.I .x 3 = = = Ta có phương trình 1,2,3 bo 1,2,3 1,2,3 bo U U 220V I .R U 220V+ = ⇔ + = ( ) 4 x.15 40.y 220 20.x 40.y 220 * 3 ⇔ + = ⇔ + = Với y 2 x 7(T / m)= → = Với y 3 x 5 (T / m)= → = Với y 4 x 3(T / m)= → = Với y 5 x 1(T / m)= → = Vậy có 4 cách mắc bộ đèn sáng bình thường Cách 1: Mắc thành 7 dãy song song, trong mỗi dãy có 2 đèn nối tiếp; Cách 2: Mắc thành 5 dãy song song, trong mỗi dãy có 3 đèn nối tiếp; Cách 3: Mắc thành 3 dãy song song, trong mỗi dãy có 4 đèn nối tiếp; Cách 4: Mắc thành 5 đèn nối tiếp nhau. 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0.25 0,25 Bài 3 (7,0 đ) a. Ta có: R OnB = 5π (Ω) R AOB = 10 + 105 10.5 + π π ≈ 16,11 (Ω) R AB = π π 1011,16 10.11,16 + ≈ 10,65 (Ω) 0,5 0,75 0,75 BO A m n + - Hình 1 C I 1 I 2 I 3 b. Ta có: 3 2 I I = π 5 10 ≈ 0,64. Cường độ dòng điện đi qua AO là I 23 . Từ 3 2 I I = π 5 10 → 23 2 II I + = 105 10 + π → 23 2 I I = 105 10 + π (1) Cường động dòng điện đi qua cung AmB là I 1 thì: 23 1 I I = AmB AOB R R = π 10 11,16 (2) Từ (1) và (2) ta có: 1 2 I I = 105 10 + π : π 10 11,16 ≈ 0,76. 0,5 1,0 0,5 1,0 c. Để khi nối 2 điểm O và C bằng một Ampe kế thì Ampe kế chỉ ở vạch số 0 thì: U AO = U AC .  OB AO CB AC R R R R = ≈ 11,6 10 → ACCB AC RR R + = 11,16 10 . → AmB AC R R = 11,16 10 → R AC = 19,5 (Ω) Cung AC dài : 19,5cm 1,0 1,0 Bài 4 3,5 đ 0,75 0,75 1,0 1,0 Gọi S 1 của S qua gương G 1 ta có IS 1 = IS (không đổi)=> S 1 luôn luôn thuộc đường tròn (I; IS). Gọi S 2 của S qua gương G 2 ta có JS 2 = JS (không đổi)=> S 2 luôn luôn thuộc đường tròn (J; JS) S 1 S 2 lớn nhất khi nằm trên đường nối tâm IJ của hai đường tròn (hình vẽ) Lúc đó góc tạo bởi hai mặt gương G 1 và G 2 là: o o o 180 180 180 2 2 2 α β α β γ − − + = − − = Tổng 20,0 Lưu ý: Học sinh giải theo cách khác đúng, hợp lí thì cho điểm tối đa Điểm toàn bài không quy tròn. . PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH HÀ ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG TỈNH NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: Vật lí 9 (Thời gian làm bài: 150 phút) Bài 1 : (4,5 điểm) Một nhiệt lượng. ký Giám thị ………………………… ĐỀ CHÍNH THỨC BO A m n + - Hình 1 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ (Chọn đội tuyển tỉnh - Năm học 2013-2014) Câu Nội dung Điểm Bài 1 4,5 đ Gọi m o , c o; t o ; m, c, t lần lượt. nước nóng vào nhiệt lượng kế Chia về theo vế của (1); (2) ta có o o o o t t 5 5 t t 20 C (4) 3 t t 11 − − = ⇔ − = − − Chia về theo vế của (1); (3) kết hợp (4) ta có x =6 o C Vậy khi đổ thêm