SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS HÀ NAM Năm học: 2010 - 2011 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút Bài 1 (6 điểm): Cho mạch điện như hình 1. Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U=8V. Các điện trở r=2Ω, R 2 =3Ω, MN là một biến trở có điện trở toàn phần bằng 3Ω. Đèn có điện trở R 1 =3Ω và chịu được hiệu điện thế cực đại gấp 1,2 lần hiệu điện thế định mức. Ampe kế, khóa K và các dây nối có điện trở không đáng kể, coi điện trở của đèn không phụ thuộc vào nhiệt độ. 1. Mở khóa K. Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở để ampe kế chỉ 0,6A. 2. Đóng khóa K a) Xác định vị trí của con chạy C để công suất tiêu thụ trên biến trở bằng 0,6W. b) Di chuyển con chạy C thì đèn luôn sáng và có một vị trí độ sáng của đèn đạt tối đa. Xác định công suất định mức của đèn. Bài 2 (4 điểm): Cho mạch điện như hình 2. Các điện trở R có trị số bằng nhau, các vôn kế giống nhau. Vôn kế V 1 chỉ U 1 = 22V; vôn kế V 2 chỉ U 2 =12V. Hiệu điện thế giữa hai đầu mạch là U không đổi 1. Hỏi vôn kế V 3 chỉ U 3 bằng bao nhiêu? 2. Tháo vôn kế V 1 và vôn kế V 2 ra khỏi sơ đồ thì vôn kế V 3 chỉ bao nhiêu? Bài 3 (7 điểm): 2) Cho hình 4: Nếu đặt thấu kính L 1 có tiêu cự f 1 vuông góc với xy trong khoảng AA 1 thì A 1 B 1 là ảnh của AB và A 1 B 1 =AB/2. Nếu đặt thấu kính L 2 có tiêu cự f 2 vuông góc với xy trong khoảng A 1 A 2 thì A 2 B 2 là ảnh của A 1 B 1 và A 2 B 2 =3A 1 B 1 . Biết AA 2 =125cm và f 2 = 1,5f 1 a) Hãy xác định : Thấu kính L 1 và thấu kính L 2 là thấu kính gì? vị trí của L 1 , L 2 ? các tiêu điểm chính của L 1 , L 2 . b) Tính tiêu cự của các thấu kính và khoảng cách giữa hai thấu kính c) Giữ nguyên vị trí của hai thấu kính và dịch vật AB đi một đoạn a(cm) ra xa thấu kính L 1 thì ảnh A 2 B 2 tạo bởi hệ hai thấu kính cao bằng vật. Tìm a. Bài 4 (3 điểm): Cho một hộp kín và hai đầu dây dẫn ra ngoài, bên trong hộp có chứa ba điện trở loại 1Ω, 2Ω, 3Ω, một nguồn điện, một vôn kế, một ampe kế lí tưởng và các dây dẫn. Trình bày một phương án xác định sơ đồ của mạch điện trong hộp kín với các dụng cụ đã cho. Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký của giám thị 1: Chữ ký của giám thị 2: ĐỀ DỰ BỊ SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS Năm học 2010 - 2011 ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ Bài Nội dung Điểm Bài 1 6 điểm 1) 2 điểm Đặt R CN =x(Ω) ⇒ R CM =8-x ( 0 x 8 ≤ ≤ ) 1 CN 2 DC 1 2 CN (R R ).R 3.(x 3) R R R R x 6 + + = = + + + 2 AN DC CM 3.(x 3) x 2x 39 R r R R 5 x x 6 x 6 + − + + = + + = − + = + + AB 2 AB U 8.(x 6) I R x 2x 39 + = = − + + DC AB DC 2 2 8.(x 6) 3.(x 3) 24(x 3) U I R x 6 x 2x 39 x 2x 39 + + + = = × = + − + + − + + DC A 2 2 DEC U 24(x 3) 1 24 I R x 3 x 2x 39 x 2x 39 + = = × = + − + + − + + Ampe kế chỉ 0,6A 2 24 0,6 x 2x 39 ⇒ = − + + Giải phương trình ta được: x=1 KL về vị trí của con chạy C 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2. Khi K đóng, ta có mạch: a) 2 điểm Đặt R CB =y 2 x(3 x) x 3x y 3 3 − − + ⇒ = = DCB 2 CB R R R y 3= + = + DCB 1 DB DCB 1 R .R 3.(y 3) R R R y 6 + = = + + 0,25 AB DB 3.(y 3) 5y 21 R r R 2 y 6 y 6 + + = + = + = + + AB AB U 8.(y 6) I R 5y 21 + = = + DB AB DB 8.(y 6) 3.(y 3) 24.(y 3) U I R 5y 21 y 6 5y 21 + + + = = × = + + + DB DCB DCB U 24.(y 3) 1 24 I R 5y 21 y 3 5y 21 + = = × = + + + 2 2 CB CB CB 24 P I R y 5y 21 = = × ÷ + Để công suất tiêu thụ trên biến trở bằng 0,6W thì: 2 24 3 y 0,6 y x 2,2 5y 21 5 × = ⇒ = ⇒ ≈ ÷ + hoặc x 0,83≈ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 b) 2 điểm DB 24.(y 3) 24 U 6 5y 21 5 y 3 + = = + + + Khi y tăng thì y+3 tăng ⇒ 6 5 y 3 + + giảm ⇒ U DB tăng Như vậy U DB lớn nhất khi y lớn nhất. Ta có: 2 2 3 9 x x 3x 2 4 y 3 3 − − + ÷ − + = = Ta có: 2 3 9 9 x 4 16 4 − − + ≤ ÷ 9 3 4 y 3 4 ⇒ ≤ = ⇒ y max = 3 4 khi 3 x 4 = DB(max) U 3,6(V)≈ Hiệu điện thế định mức của đèn: DB(max) đm U 3,6 U 3(V) 1,2 1,2 = = = Công suất định mức của đèn: 2 2 đm đm 1 U 3 P 3(W) R 3 = = = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 2 4 điểm a) 2,25 điểm MEN V R R R= + MNE V V V MN MNE V V R .R R (R R ) R R R R 2R + = = + + CM CD MN U U U 22 12 10(V)= − = − = Ta có CM V V V MN V V V U R(R 2R ) R R (R R ) U R (R R ) R 2R + = = + + + V V V R(R 2R ) 10 5 R (R R ) 12 6 + ⇒ = = + 2 2 V V 5R 7RR 6R 0⇒ − − = Giải phương trình ta được R V =2R hoặc V R 0,6R= − (loại) 3 V V MN MEN U R 2R 2 U R 3R 3 = = = Số chỉ của vôn kế V 3 là: 2 V 2 44 U 22 (V) 3 3 = × = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b) 1,5 điểm Khi chưa tháo V 1 và V 2 ra khỏi sơ đồ: V V CMD MN V R (R R ) 11 R R R R R R 2R 5 + = + = + = + V CMD CD V CMD 11 R.2R R R 22 5 R R 11 R R 21 R 2R 5 = = = + + AB CD 22 43 R R R R R R 21 21 = + = + = AB AB CD CD AB CD 43 R U R 43 21 22 U R 22 R 21 43 43 U U 22 43(V) 22 22 = = = ⇒ = × = × = - Khi tháo vôn kế V 1 và V 2 ra khỏi sơ đồ thì: AB V R R R R R 5R= + + + = 3 3 V V V AB AB AB U R 2R 2 2 2 U U 43 17,2(V) U R 5R 5 5 5 = = = ⇒ = = × = 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 3 7 điểm a) 1,5 điểm 0,25 a) Vì ảnh A 1 B 1 ngược chiều với vật nên A 1 B 1 là ảnh thật ⇒ thấu kính L 1 là thấu kính hội tụ Tương tự ảnh A 2 B 2 ngược chiều với vật A 1 B 1 ⇒ thấu kính L 2 là thấu kính hội tụ. - Kẻ BB 1 cắt trục chính tại quang tâm O 1 , B 1 B 2 cắt trục chính tại quang tâm O 2 . - Dựng thấu kính L 1 và thấu kính L 2 - Kẻ tia tới BI song song với trục chính, tia ló IB 1 cắt trục chính tại tiêu điểm / 1 F của thấu kính L 1 - Kẻ tia tới B 1 K song song với trục chính, tia ló KB 2 cắt trục chính tại tiêu điểm / 2 F của thấu kính L 2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b) 3 điểm 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 O A A B 1 AB / /A B (1) O A O A O A AB 2 ⇒ = ⇒ = 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 2 1 1 1 O A A B A B / /A B (2) O A 3O A O A A B ⇒ = ⇒ = ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 A B F A A B O A f A B / /O I (3) O A 1,5f O I AB f O F − ⇒ = ⇒ = ⇒ = ' 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ' 2 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 A B F A A B O A f A B / /O K (4) O K A B f O F O A 4f 4.1,5f 6f − ⇒ = ⇒ = ⇒ = = = Ta có O 1 A + O 1 A 1 + O 2 A 1 + O 2 A 2 = 125cm ⇒ 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 2 1 1 4 O A 2.O A O A O A 125 3.O A .O A 125 3 3 + + + = ⇒ + = 1 1 1 4 3.1,5f .6f 125 f 10(cm) 3 + = ⇒ = f 2 = 15cm Ta có O 1 A 1 =1,5.f 1 = 1,5.10=15(cm) O 2 A 2 =6f 1 =60(cm)⇒ 2 1 2 2 1 O A O A 20(cm) 3 = = Khoảng cách giữa hai thấu kính là: O 1 O 2 =15+20=35(cm) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 c) Ta có A 2 B 2 =AB Từ (1)(3) ta có: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 O A O A f O A 10 10.O A O A O A f 10 O A 10 − − = = ⇒ = − (5) 0,5 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 O A O A f O A 15 15.O A O A O A f 15 O A 15 − − = = ⇒ = − 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1 O A O A A B A B 1 O A O A A B AB × = × = 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 10.O A 15.O A O A 10 O A 15 10 15 1 1 O A O A O A 10 O A 15 − − × = ⇒ × = − − (6) mà 2 1 1 2 1 1 1 1 O A O O O A 35 O A= − = − 1 1 2 1 1 1 10.O A 10.O A 200 O A 15 20 O A 10 O A 10 − ⇒ − = − = − − Thay vào (6) ta được 1 1 150 1 O A 35(cm) 10.O A 200 = ⇒ = − Vậy độ dịch chuyển của vật là a = 35-30=5(cm) 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 4 3 điểm - Cơ sở lý thuyết: Với 3 điện trở trong hộp được mắc với nhau và có 2 đầu dây dẫn ra ngoài thì ta có 8 cách mắc và điện trở tđ của mạch trong mỗi cách mắc như sau: 1,5 R 1 2 3 6( )= + + = Ω 2.3 11 R 1 ( ) 2 3 5 = + = Ω + 1.3 11 R 2 ( ) 1 3 4 = + = Ω + 1.2 8 R 3 ( ) 1 2 3 = + = Ω + (1 2).3 3 R ( ) 1 2 3 2 + = = Ω + + (3 2).1 5 R ( ) 1 2 3 6 + = = Ω + + (3 1).2 4 R ( ) 1 2 3 3 + = = Ω + + 1 1 1 1 11 6 R ( ) R 1 2 3 6 11 = + + = ⇒ = Ω - Phương án thực hiện: Mắc mạch điện như hình vẽ: - Đọc số chỉ I của ampe kế và số chỉ U của vôn kế. - Điện trở tương đương của mạch trong hộp là: U R I = So sánh giá trị điện trở tương đương vừa tính với giá trị điện trở tương đương trong 8 cách mắc ta sẽ xác định được mạch điện trong hộp 0,5 0,25 0,25 0,5 . và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký của giám thị 1: Chữ ký của giám thị 2: ĐỀ DỰ BỊ SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS Năm học 2010 - 2011 ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ. SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS HÀ NAM Năm học: 2010 - 2011 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 150 phút Bài 1 (6 điểm): Cho mạch. tụ. - Kẻ BB 1 cắt trục chính tại quang tâm O 1 , B 1 B 2 cắt trục chính tại quang tâm O 2 . - Dựng thấu kính L 1 và thấu kính L 2 - Kẻ tia tới BI song song với trục chính, tia ló IB 1 cắt