SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐẮK LẮK ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn: VẬT LÍ – LỚP 9 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/03/2011 (Đề thi gồm 01 trang) Bài 1 : (3,0 điểm) Một bình thông nhau với hai nhánh có đường kính d 1 = 10cm và d 2 = 20 cm chứa nước. Xác định sự thay đổi của mực nước ở hai nhánh khi thả một miếng gỗ có khối lượng m = 500g vào trong bình thông nhau nói trên. Biết khối lượng riêng của nước D n = 1000kg/m 3 . Bài 2 : (3,0 điểm) Để có 1,2 kg nước ở 36 0 C, người ta trộn một khối lượng m 1 nước ở 15 0 C với khối lượng m 2 nước ở 90 0 C. Hỏi khối lượng nước mỗi lọai. Biết nhiệt dung riêng của nước là c n = 4200J/kg.K. Bài 3: (4,0 điểm) Cho mạch điện như hình (H.1), trong đó U MN = 75V (không đổi); R 1 = 3Ω, R 2 = 9Ω, R 3 =6Ω, R 4 là biến trở. Điện trở các dây nối không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn. 1. Điều chỉnh R 4 sao cho vôn kế chỉ 20V. Tính giá trị của R 4 . 2. Thay vôn kế bằng một ampe kế có điện trở không đáng kể. Điều chỉnh R 4 sao cho ampe kế chỉ 5A và chiều dòng điện qua ampe kế từ P đến Q. Tính giá trị của R 4 . Bài 4: (4,0 điểm) Có 5 bóng đèn, công suất định mức bằng nhau mắc theo sơ đồ như hình (H.2) thì cả 5 đèn đều sáng bình thường. Bỏ qua điện trở các dây nối. 1. Cho giá trị định mức của đèn Đ 2 là 3V-3W. Tìm giá trị định mức của các đèn còn lại. 2. Nếu đột nhiên đèn Đ 4 bị cháy thì lúc đó các đèn còn lại có độ sáng thế nào? Giả thiết rằng hiệu điện thế U AB được giữ không đổi và các đèn còn lại không bị cháy. Bài 5: (4,0 điểm) Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm tạo ảnh A’B’ 1. Biết A’B’ = 4AB. Vẽ hình và tính khoảng cách từ vật tới thấu kính (xét 02 trường hợp: ảnh thật và ảnh ảo). 2. Cho vật AB di chuyển dọc theo trục chính của thấu kính. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa vật và ảnh thật của nó. Bài 6: ( 2,0 điểm) Cho một nguồn điện, một ampe kế, một vôn kế, một điện trở có giá trị chưa biết và các dây nối. Làm thế nào để đo được giá trị của điện trở với độ chính xác lớn nhất? Hãy trình bày phương án đo điện trở và vẽ các mạch điện tương ứng. HẾT Họ và tên thí sinh: Số báo danh: V R 1 R 2 R 3 R 4 P Q M N (H.1) Đ 2 Đ 3 Đ 4 Đ 1 Đ 5 A B (H.2) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐĂK LĂK KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2010 – 2011 MÔN THI : VẬT LÝ 9 - THCS ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM I. SƠ LƯỢC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Bài 1 : (3,0 điểm) Giả sử lượng nước trong bình có thể tích V, S 1 và S 2 lần lượt là tiết diện của mỗi nhánh, mực nước ở hai bên bình thông nhau là ngang nhau, có độ cao h : V = h .S 1 + h .S 2 (1) 0,50 đ Khi thả miếng gỗ có khối lượng m vào một nhánh, gỗ sẽ nổi trên mặt nước và làm dịch chuyển khối nước có thể tích V'. Vì bình thông nhau nên mực nước ở hai nhánh trở lại ngang nhau và có độ cao là h' , ta có: V + V' = h' .S 1 + h' .S 2 (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: h (S 1 + S 2 ) + V' = h' (S 1 + S 2 ) (3) 0,50 đ Độ cao thay đổi một đoạn: 1 2 ' ' V h h h S S ∆ = − = + (4) 0,50 đ Mặt khác, khi miếng gỗ nổi, trọng lượng của nó bằng lực đẩy Acsimet : 10. 10. '. ' n n m m V D V D = ⇒ = (5) 0,50 đ và tiết diện: 2 2 1 2 1 2 ; 2 2 d d S S π π = = ÷ ÷ (6) Kết hợp (4) , (5) và (6) ta được, độ cao thay đổi : 2 2 2 2 1 2 1 2 4 ' ( ) ( ) 4 n n m D m h h h d d D d d π π ∆ = − = = + + (7) 0,50 đ 2 2 4.0,5 ' 0,01273 1,27 (0,1 0,2 ).1000 h h h m cm π ∆ = − = ≈ ≈ + (8) 0,50 đ Bài 2 : (3,0 điểm) - Nhiệt lượng của lượng m 1 nước nguội 15 0 C thu vào: Q 1 = m 1 .c (t 2 – t 1 ) (1) 0,25 đ - Nhiệt lượng của lượng m 2 nước nóng 90 0 C tỏa ra: Q 2 = m 2 .c (t’ 1 – t 2 ) (2) 0,25 đ - Theo định luật bảo toàn nhiệt lượng: Q 1 = Q 2 (3) m 1 .c (t 2 – t 1 ) = m 2 .c (t’ 1 – t 2 ) (4) 0,50 đ hay: m 1 (36 – 15) = m 2 (90 – 36) 21 m 1 = 54 m 2 (5) 0,50 đ - Mặt khác ta lại có: m 1 + m 2 = 1,2 (kg) (6) 0,50 đ Giải hệ phương trình (5) và (6) ta được khối lượng nước mỗi lọai: m 1 = 0,864 kg ; m 2 = 0,336 kg (7) 0,50 đ + 0,50 đ Bài 3: ( 4,0 điểm) : Câu 1: (2,0 điểm) : * Trường hợp U PQ = 20V: MN 1 3 1 3 U 25 I I = R + R 3 A= = ; U 1 = R 1 I 1 =25V ; U MQ = U 1 + U PQ = 45V 0,50 đ MQ 4 2 2 U I I = 5A R = = ; U 4 = U MN – U MQ = 30V; 4 4 4 U R 6 I = = Ω 0,50 đ * Trường hợp U PQ = - 20V: U MQ = U 1 + U PQ = 5V 0,50 đ MQ 4 2 2 U 5 I I = A R 9 = = ; U 4 = U MN – U MQ = 70V; 4 4 4 U R 126 I = = Ω 0,50 đ Câu 2: (2,0 điểm) : I 1 = I 3 +I A ⇒ I 3 = I 1 - I A = I 1 – 5 0,50 đ U MN = R 1 I 1 + R 3 I 3 = 3I 1 + 6(I 1 – 5) = 75V ⇒ 1 35 I 3 A= 0,50 đ U 1 = R 1 I 1 = 35V ; U 4 = U MN – U 2 = U MN – U 1 =40V 0,50 đ 2 2 2 U 35 I = A R 9 = ; I 4 = I 2 +I A = 80 A 9 ; 4 4 4 4,5 U R I = = Ω 0,50 đ Bài 4: ( 4,0 điểm) : Câu 1: (2,0 điểm) : U 3 = U 2 ⇒ định mức đèn Đ3 : 3V-3W 0,25 đ 2 3 2 P I I = 1A U = = ; I 1 = 2I 2 = 2A 0,25 đ 1 1 P U 1,5V I = = ; Giá trị định mức của đèn Đ1 là : 1,5V-3W 0,50 đ U 4 = U 1 + U 3 = 4,5V ; Giá trị định mức của đèn Đ4 là : 4,5V-3W 0,50 đ 4 4 P 2 I = A U 3 = ; I 5 = I 2 + I 3 + I 4 = 8 A 3 ; 5 5 P U = 1,125V I = ; Giá trị định mức của đèn Đ5 là : 1,125V-3W 0,50 đ Câu 2: (2,0 điểm) : MN 123 MN 123 4 123 1 1 1 1 = + > R < R R R R R ⇒ 0,50 đ Khi Đ4 bị cháy thì R MN = R 123 ⇒ R MN tăng 0,25 đ R AB = R MN + R 5 ⇒ R AB tăng. 5 AB U I = R AB ⇒ I 5 giảm ⇒ Đèn Đ5 sáng yếu. 0,50 đ U AB = U MN +R 5 I 5 ⇒ I 5 giảm thì U MN tăng ⇒ 1 123 U I = R MN tăng ⇒ Đ1 sáng hơn bình thường. 0,50 đ I 2 = I 3 = I 1 /2 ⇒ I 2 , I 3 tăng ⇒ Đèn Đ2, Đ3 sáng hơn bình thường. 0,25 đ Bài 5: ( 4,0 điểm) : Câu 1: ( 2,5 điểm) : * Trường hợp vật AB tạo ảnh thật: - Vẽ hình đúng (H.1) 0,25 đ - ∆A’OB’ đồng dạng ∆AOB ⇒ A'B' OA' AB OA = (1) 0,25 đ - ∆OF’I đồng dạng ∆A’F’B’ ⇒ A'B' F'A' OA'-OF' AB F'O OF' = = (2) 0,25 đ - Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (1) và (2), tính được: OA = 25cm; OA’ = 100cm 0,50 đ * Trường hợp vật AB tạo ảnh ảo: - Vẽ hình đúng (H.2) 0,25 đ - ∆A’OB’ đồng dạng ∆AOB ⇒ A'B' OA' AB OA = (3) 0,25 đ - ∆OF’I đồng dạng ∆A’F’B’ ⇒ A'B' F'A' OA'+ OF' AB F'O OF' = = (4) 0,25 đ - Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (3) và (4), tính được: OA = 15cm; OA’ = 60cm 0,50 đ Câu 2: ( 1,5 điểm) : - Đặt OA = d, OA’ = l – d với l là khoảng cách giữa vật và ảnh, thay vào (1) và (2), ta được: A'B' OA'-OF' OA' l- d -f l -d AB OF' OA f d = = ⇒ = ⇒ d 2 - ld + lf = 0 (*) 0,50 đ - Để phương trình (*) có nghiệm : ∆ = l 2 – 4lf ≥ 0 ⇒ l ≥ 4f 0,50 đ - Vậy l min = 4f = 80cm. 0,50 đ Bài 6: (2,0 điểm) : - Vẽ hình 0,50 đ - Đầu tiên mắc mạch điện như hình 1 để xác định điện trở R A của ampe kế 1 A 1 U R = I 0,50 đ (U 1 và I 1 là số chỉ trên vôn kế và ampe kế) - Sau đó, mắc mạch điện như hình 2 để tính R X 2 2 A X U I = R R+ 0,50 đ (U 2 và I 2 là số chỉ trên vôn kế và ampe kế) - Suy ra giá trị R x của điện trở 2 2 1 X A 2 2 1 U U U R = R I I I − = − 0,50 đ II. CÁCH CHO ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI 1 : ( 3,0 điểm ) BÀI 2 : ( 3,0 điểm ) BÀI 3 : ( 4,0 điểm ) BÀI 4 : ( 4,0 điểm ) BÀI 5 : ( 4,0 điểm ) BÀI 6 : ( 2,0 điểm ) Ghi chú: - Yêu cầu và phân phối điểm cho các bài như trong từng phần và có ghi điểm bên lề phải của đáp án. Hình vẽ minh họa (nếu có), lập luận đúng, kết quả đúng thì cho điểm tối đa như biểu điểm. - Trên đây là biểu điểm tổng quát của từng phần, từng câu. Trong quá trình chấm, các giám khảo cần trao đổi thống nhất để phân bố điểm chi tiết 0,25đ cho từng phần. A B B’ A’ F’ I O (H.1) A B B’ A’ F’ I O (H.2) A V R X (Hình 1) A R X V (Hình 2) - Học sinh làm bài không nhất thiết theo trình tự của đáp án. Mọi cách giải khác kể cả cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý, lập luận đúng có kết quả đúng cũng cho điểm tối đa ứng với từng bài, từng câu, từng phần. - Sai đơn vị hoặc thiếu đơn vị ở kết quả cuối cùng thì trừ 0,25đ cho một bài. . : - Đặt OA = d, OA’ = l – d với l là khoảng cách giữa vật và ảnh, thay vào (1) và (2), ta được: A'B' OA'-OF' OA' l- d -f l -d AB OF' OA f d = = ⇒ = ⇒ d 2 - ld. tạo ảnh thật: - Vẽ hình đúng (H.1) 0,25 đ - ∆A’OB’ đồng dạng ∆AOB ⇒ A'B' OA' AB OA = (1) 0,25 đ - ∆OF’I đồng dạng ∆A’F’B’ ⇒ A'B' F'A' OA'-OF' AB. - ld + lf = 0 (*) 0,50 đ - Để phương trình (*) có nghiệm : ∆ = l 2 – 4lf ≥ 0 ⇒ l ≥ 4f 0,50 đ - Vậy l min = 4f = 80cm. 0,50 đ Bài 6: (2,0 điểm) : - Vẽ hình 0,50 đ - Đầu tiên mắc mạch điện