Tuyển chọn 5 đề thi học sinh giỏi vật lý 9 tỉnh bắc ninh có đáp án

UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP - THCS Thời gian làm : 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 14 / 04/ 2009 *** Bµi 1:(3 điểm) Hai xe máy đồng thời xuất phát, chuyển động lại gặp nhau, từ thành phố A đến thành phố B từ thành phố B đến thành phố A Sau gặp C cách A 30km, hai xe tiếp tục hành trình với vận tốc cũ Khi tới nơi quy định, hai xe quay trở gặp lần thứ hai D cách B 36 km Coi quãng đường AB thẳng Tìm khoảng cách AB tỉ số vận tốc hai xe Bài 2:(3 điểm) Người ta đổ m1 gam nước nóng vào m2 gam nước lạnh thấy cân nhiệt, nhiệt độ nước lạnh tăng 50C Biết độ chênh lệch nhiệt độ ban đầu nước nóng nước lạnh 800C Tìm tỷ số m1/ m2 Nếu đổ thêm m1 gam nước nóng vào hỗn hợp mà ta vừa thu được, có cân nhiệt nhiệt độ hỗn hợp tăng thêm độ? Bỏ qua mát nhiệt Bài 3:(4 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Nguồn điện có hiệu điện + U khơng đổi U = 12V Hai bóng đèn giống nhau, đèn có ghi: 6V- 3W Thanh dẫn AB dài, đồng chất, tiết diện Vị Đ1 trí nối bóng đèn với M N di chuyển N A B dọc theo cho AM BN Khi thay đổi vị trí M M N thấy xảy hai trường hợp đèn Đ2 Hỡnh vẽ sáng bình thường cơng suất tiêu thụ mạch hai trường hợp Tìm điện trở tồn phần AB Bài 4:(4 điểm) Một máy sấy bát đĩa có điện trở R = 20  mắc nối tiếp với điện trở R0 = 10  mắc vào nguồn điện có hiệu điện không đổi Sau thời gian, nhiệt độ máy sấy giữ nguyên 52oC Nếu mắc thêm máy sấy giống trước song song với máy nhiệt độ lớn máy sấy bao nhiêu? Nhiệt độ phòng ln 20 oC, coi công suất tỏa nhiệt môi trường tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ máy sấy môi trường Bài 5:(4 điểm) Hệ quang học gồm gương phẳng thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự f Gương phẳng đặt tiêu diện * thấu kính (hình vẽ 2) Nguồn sáng điểm S đặt trục F O S thấu kính, cách thấu kính gương Bằng cách vẽ đường tia sáng xác định vị trí tất Hình vẽ ảnh S qua hệ Tìm khoảng cách ảnh (C (Chỳ ý : học sinh khơng dùng cơng thức thấu kính) Bài 6:(2 điểm) Hãy xác định trọng lượng riêng chất lỏng với dông cụ: lực kế, chậu nước vật nặng Nêu bước tiến hành giải thích Trang -HẾT SỞ GIÁO DUC- ĐÀO TẠO BẮC NINH KỲ THI HỌC SINH GIỎI THCS CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009- 2010 MÔN: Vật lý Lớp ĐÁP ÁN - BIỂU ĐIỂM CHẤM Bài Nội dung Điểm Gọi v1 vận tốc xe xuất phát từ A, v2 vận tốc xe xuất phát từ B, t1 khoảng thời gian từ lúc xuất phát đến lúc gặp lần 1, t2 khoảng thời gian từ lỳc gặp lần đến lúc gặp lần 2, x = AB Gặp lần 1: v1t1  30 v2t1  x  30 , suy Gặp lần 2: 0,5 0,5 v1 30  (1) v2 x  30 v1t2  ( x  30)  36  x  0,5 v2t2  30  ( x  36)  x  suy 0,5 v1 x   (2) v2 x  0,5 0,5 Từ (1) (2) suy x = 54km Thay x = 54 km vào (1) ta v1 v  1, 25 hay  0,8 v2 v1 Nước nóng có nhiệt độ t1 Nước lạnh có nhiệt độ t2 Sau có cân nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp t 2a Ta có PTCBN m1C(t1-t) = m2C( t-t2) Theo t - t2 = t1 – t2 = 80 => t1 = 75 + t 2b m1 t  t  m => t  t 0,5 0,5 m1 t  t   Thay vào m t  t 75 + Khi đổ thêm vào m1 nước nóng vào hỗn hợp cân nhiêt; nhiệt độ hỗn hợp t’ ta có pt cân nhiệt m1(t1- t’) = (m1 + m2)(t’- t) mà t1 = 75 + t Thay vào m1(75 +t - t’) = (m1 + m2)(t’- t) 75m1 m1 5m   m1  2m1  m mà m 75 75 Rút gọn ta có Đ1 Thay số vào tính : t’- t ~ 4,412 Vậy cân nhiệt hỗn hợp tăng 4,412 C N Gọi R điện trở AB Khi thay đổi vị trí M B hai A N AB có t ' t  M Đ2 0,5 0,5 0,5 0,5 Trang trường hợp đèn sáng bình thường  Trường hợp 1: M N trùng trung điểm R Khi đó, RAM = RNB = 0,75 Công suất tiêu thụ toàn mạch trường hợp là: P1 = 2Pđ + PR = 2Pđ + 4Uđ2/ R (1) 0,75 Pđ, Uđ công suất hiệu điện định mức đèn ( Pđ = 3W; Uđ = 6V) AB  Trường hợp 2: M N hai vị trí cho AM = NB > Lúc ta có Đ1 mạch cầu cân Rd x M  � x  Rd B A x Rd =R =R ; AM 0,5 0,5 N NB Rđ điện trở đèn Đ2 - Công suất tiêu thụ toàn mạch trường hợp là: P2 = 2Pđ + PAN + PNB = 2Pđ + 2Uđ2/RAM = 2Pđ + 2Uđ2/RNB = 4Pđ (2) Mặt khác, theo đề ta có: P2 = P1 Từ (1), (2), (3) ta tìm được: R= 24  Vậy điện trở AB 24  0,5 Đ1 (3) x M A B N x S3 Máy sấy mắc vào mạch điện hình vẽ ta biết công suất tỏa nhiệt môi trường tỉ lệ với độ chênh nhiệt độ máy phòng Khi nhiệt độ máy sấy ổn định cơng suất P cơng suất hao phí Lúc đầu công suất máy sấy là: I1 R k ( t  t ) Đ với I1  U R  R0 0,75 U2R k ( t  t )(1) ( R  R ) Từ I' Fp’ * F’ Khi mắc tủ sấy song song thì:cường độ dòng điện mạch là: Hiệu điện hai đầu máy sấy là: U m  I ' R / U R0  R / I2  O Cường độ dòng điện qua máy sấy là: ' Công suất máy sấy là: I R k (t x  t ) Um U  R 2( R /  R0 ) K I U 2R k ( t x  t )( 2) ( R /  R ) Suy * S F Từ (1) (2) suy ra: t x  t ( t  t ) (R  R ) 18 o C 4(R /  R ) suy tx = 38oC 0,25 0,25 0,75 0,5 0,5 G S1 * S2 Trang 0,5 S S * Trường hợp 1: Xét ánh sáng đến thấu kính trước - Tia khúc xạ tia tới SI song song với trục phụ cắt trục phụ tiêu điểm phụ F’ p Đường kéo dài F’pI cắt trục S1 Suy S1 ảnh ảo thấu kính 0, OI SO OF ' F ' p  ' '  ' (1) OF F Fp Ta thấy: SOI OS OI S1 F ' F ' p  ' '  ' (2) 0,5 F S1 F Fp S1OI  OS1 OS  (*) ' OF OS1  OF ' S 0,5 Theo ra: OF’= f; OS = f/2, thay vào (*) ta tìm OS1 = f Vậy S1 trùng với tiêu điểm F’ gương * Trường hợp 2: Xét ánh sáng đến gương trước - Lấy S2 đối xứng với S qua gương suy S2 ảnh ảo S qua gương, nối S2K  cho S2K // ( p ), nối K với F’p cắt trục S3 suy S3 ảnh thật S qua hệ 0,5 gương ( hình vẽ) S Vỡ S2K// S 3OK  p  S OK S F ' F ' p  OF ' F ' p  OS OK  2' (3) ' ' OF F Fp OS OS OK  '  ( 4) ' ' F S OS3  f F Fp 0,5 OS3 OS  (**) OF' OS3  f Từ (3) (4) suy ra: Vỡ OS2 = OS + SF + FS2 = f/2 + f/2 + f/2 = 1,5f OS3 1,5 f    1,5.OS3  1,5 f OS3  OS3 3 f f OS  f Thay vào (**) Kết hợp hai trường hợp ta tìm khoảng cách ảnh là: S1S2 = 0,5f; S1S3= 3f + f = 4f; S2S3 = 3f + 1,5 f = 4,5 f Cách làm: - Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng vật khơng khí P1 - Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng vật nước P2 - Móc lực kế vào vật xác định trọng lượng vật chất lỏng cần đo P3 Giải thích: V - Từ giá trị P1 P2 xác định V thể tích vật nặng P  P3 d x V Ta có P1  P2 dn 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Trang - - Sau lập biểu thức tính P  P3 dx  dn P1  P2 với dn trọng lượng riêng nước 0,5 Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa Thiếu đơn vị lần trừ 0,5 điểm; toàn thiếu sai đơn vị trừ không điểm Điểm thi tổng điểm câu không làm tròn UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ DỰ BỊ ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP - THCS Thời gian làm : 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 14 / 04/ 2009 *** Bài 1:(4 điểm) Trên dòng sơng xi dòng ca nô vượt bè nhỏ trôi theo dòng nước A lúc Sau vươt bè 50 phút ca nô nghỉ 20 phút ngược lại gặp bè điểm cách A km Xác định vận tốc dòng chảy nước thời điểm chúng gặp lại Biết ca nơ ngược lại bè phải dừng 20 phút để sửa chữa Coi vận tốc ca nơ dòng nước chảy khơng đổi, quỹ đạo chuyển động ca nô bè thẳng Bài 2: (4 điểm) Trong ruột khối nước đá lớn 00C có hốc với thể tích V = 160cm3 Người ta rót vào hốc 60gam nước nhiệt độ 75 0C Hỏi nước nguội hẳn thể tích hốc rỗng lại bao nhiêu? Cho khối lượng riêng nước D n = 1g/cm3 nước đá Dd = 0,9g/cm3; nhiệt dung riêng nước C = 4200J/kg.K để làm nóng chảy hồn tồn 1kg nước đá nhiệt độ nóng chảy cần cung cấp nhiệt lượng 3,36.10 J _ r + Bài 3: (4 điểm) U Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Biết U = 15V, R V1 = 15r Các vôn kế giống nhau, bỏ qua điện trở dây nối Biết R vôn kế V1 14V, hỏi vôn kế V2 bao nhiêu? R Bài 4: (4 điểm) R Một vật AB đặt trước thấu kính phân kỳ cho ảnh cao A 1BV1 2= 0,8cm Thay thấu kính phân kỳ thấu kính hội tụ có tiêu cự đặt vị trí thấu kính phân kỳ thu ảnh thật, chiều cao A 2B2 = 4cm Khoảng cách hai ảnh 72cm Tìm tiêu cự thấu kính chiều cao vật Chú ý: Không sử dụng cơng thức thấu kính Bài 5: (4 điểm) Một "hộp đen" có đầu ra, bên chứa mạch điện gồm nguồn điện lý tưởng (khơng có điện trở trong) điện trở R chưa biết giá trị Nếu mắc điện trở R biết hai đầu dòng điện qua điện trở I 12 �0 Nếu mắc R0 vào hai đầu dòng điện qua I13 �0, đồng thời I13 �I12 Còn mắc R0 vào hai đầu khơng có dòng điện qua Hãy vẽ sơ đồ mạch điện "hộp đen", xác định hiệu điện nguồn điện giá trị điện trở R "hộp đen" Hết -Cán coi thi không giải thích thêm Trang ĐÁP ÁN Bài Gọi vận tốc ca nô nước yên nặng v1 Vận tốc bè = vận tốc nước v2 Ca nơ xi dòng vận tốc so với bờ ( v1+ v2) Khi ngược dòng vận tốc ( v1- v2) t1(v1+ v2) A * t1v2 * C t2v2 B * * D t2(v1-v2) - Sau thời gian 50 phút ca nơ tới B ta có S1 = t1(v1+ v2) bè tới C ta có S2 = v2t1 (1) (2) - Vì thời gian nghỉ nên thời gian chuyển động gặp phải nhau(t2) - S = (CB) = t2 (v1- v2)+ t2v2 = v1t1 (3) - Mặt khác S = S1- S2 - S = t1(v1+ v2) – t1v2 = v1t1 (4) So sánh (3) (4) ta có t2 = t1 = 50 phút Theo ta có = v2(t1 + t2) = 2t1 v2 Vậy v2 =8/2t1 = 4,8 km/h Thời điểm chúng gặp lần 9h + 20’ +50’ + 50’ = 11h Bài - Do khối nước đá lớn 00C nên lượng nước đổ vào nhanh chóng nguội đến 00C Nhiệt lượng 60gam nước toả nguội tới 00C : Q = 0,06.4200.75 = 18900J 18900 m  0, 05625 3,36.105 - Nhiệt lượng làm tan lượng nước đá là: (kg) = 56,25g V1  m 56, 25   62,5 Dd 0, (cm3) - Thể tích phần nước đá tan là: - Thể tích hốc đá là: V2  V  V1  160  62,5  222,5 (cm3) - Trong hốc đá chứa lượng nước : 60 + 56,25 = 116,25(g); lượng nước chiếm thể tích 116,25cm3 - Vậy thể tích phần rỗng hốc đá lại là: 222,5 - 116,25 = 106,25cm3 r I I r (A) Bài - Ta có U  Ir + I1 RV � U  I r  I1 RV = 14(V) � 14 14 C V1   I r RV R  R( R  RV ) R  RV R Mà I  I1  I � 2 � 16 RV  165RV r  42 R  (*) ; R r 15 vào pt (*) ta có: thay 16 RV2  11RRV  42 R  (**) �   121R  2688R  2809 R � A _ + U I1 R R B V2   53R Trang � RV  R (loại nghiệm âm) UV2 Xét đoạn AV2B, ta có: U R  UV2 2 UV2 RV   2  R � UV2  U R  � U AB (1) R ( R  RV ) U AB U R  RV R  RV U AB  AB     R R  RV � U CA  U AB UV1 - Mặt khác: U CA U 4 - Từ (1) (2) ta có: U AB  (V) V2 (V) Bài B B B F A UV1  14(V ) I I F' O A (2) ; với A F A O B - Gọi h chiều cao AB, f tiêu cự thấu kinh OA1 B1 : OAB � A1 B1 OA1 0,8    � OA2  5.OA1 �� OA1 B1 : OA2 B2 � OA2 B2 : OAB � A2 B2 OA2 - Mà OA1  OA2  72(cm) � OA1  12(cm), OA2  60(cm) - Mặt khác: FA1 B1 : FOI � FA1 OF f  12 f  �  A1 B1 OI 0,8 h F � A2 B2 : F � OI � - Từ (1) (2) ta có: f  20(cm) F� A OF � 60  f f  �  A B2 OI h (1) (2) h  2(cm) Bài 5đ - Căn vào điều kiện ta có sơ đồ mạch điện "hộp đen" hình vẽ: - Ta có: I12 =U/R0 (1); I13 = U/(R + R0) (2) I23 = (3); _ R + - Từ (1) (2) ta tìm được: U U = I12.R0 R = R0.(I12 - I13)/I13 ; 2,5 0,5 1,0 1,0 Trang UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO §Ị chÝnh thøc ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP - THCS Thời gian làm : 150 phút (Khơng kể thời gian giao đề) Ngµy thi: 02/4/2015 Bài (5,0 điểm) Vào lúc 6h sáng có hai xe khởi hành Xe chạy từ A với tốc độ C không đổi v1 = 7m/s chạy liên tục nhiều vòng chu vi hình chữ nhật B ABCD Xe chạy từ D với tốc độ không đổi v = 8m/s chạy liên tục nhiều vòng chu vi hình tam giác DAB Biết AB = 3km, AD = 4km gặp xe vượt qua v1 v2 D a) Ở thời điểm xe chạy số vòng nhiều xe A vòng? b) Tìm khoảng cách ngắn hai xe phút đầu tiên? c) Tìm thời điểm mà xe đến C xe đến D lúc? Biết xe chạy đến 9h30 dừng Bài (3,0 điểm) Trong bình đậy kín có cục nước đá khối lượng M = 0,1kg mặt nước, cục nước đá có viên chì khối lượng m = 5g Hỏi phải tốn lượng nhiệt để cục chì bắt đầu chìm xuống nước nhiệt độ nước bình ln 00C Cho khối lượng riêng chì 11,3g/cm3, nước đá 0,9g/cm3, nước 1,0g/cm3, nhiệt nóng chảy nước đá λ = 3,4.105 J/kg Bài (5,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ, hiệu điện hai đầu đoạn mạch UAB = 70V, điện trở R1 = 10, R2 = 60, R3 = 30 biến trở Rx Cho điện trở vôn kế vô lớn điện trở ampe kế không đáng kể Bỏ qua điện trở dây nối khóa K Điều chỉnh biến trở Rx = 20 Tính số vơn kế ampe kế khi: a Khóa K mở b Khóa K đóng Đóng khóa K, Rx để vôn kế ampe kế số không? Đóng khóa K, ampe kế 0,5A.Tính giá trị biến trở Rx Bài (4,0 điểm) Một tia sáng SI chiếu đến quang hệ, sau ló khỏi hệ theo phương song song ngược chiều với tia tới hình vẽ Biết quang hệ có hai dụng cụ cấu tạo từ loại dụng cụ quang học đơn giản (gương phẳng, thấu kính hội tụ) a) Quang hệ gồm hai dụng cụ nào, cách bố trí dụng cụ b) Có thể tịnh tiến tia tới SI (tia tới song song với phương ban đầu) cho tia ló JK trùng với tia tới khơng? Nếu có tia tới qua vị trí hệ Bài (3,0 điểm) p p Một dụng cụ đo chênh lệch áp suất khơng khí gồm ống chữ U đường kính d = 5mm nối hai bình giống có đường kính D = 50mm với Trong dụng h Trang O cụ đựng hai chất lỏng không trộn lẫn với dung dịch rượu êtylic nước có trọng lượng 3 riêng d1 = 8535 N/m dầu hỏa có trọng lượng riêng d = 8142 N/m + Khi áp suất khơng khí hai nhánh mặt phân cách hai chất lỏng nằm O + Khi có độ chênh lệch áp suất hai nhánh, mặt phân cách hai chất lỏng dịch chuyển lên khoảng h (hình vẽ) Xác định h = 250mm -HẾT Họ tên thí sinh: …………………………………………………………… SBD: ……………… Bài Bài Đáp án 2 a) Chiều dài BD  AB  AD  5000m Thời gian chạy vòng xe thứ T1  T2  S ABCDA  2000 s v1 S DABD  1500s v2 Thời gian chạy vòng xe thứ hai Xe thứ hai chạy nhiều xe thứ vòng nên t t  1 T2 T1 �t  T1.T2  1h 40 ph T1  T2 Vậy thời điểm 7h40ph b) Trong phút đầu, xe thứ s1 = 7.360 = 2520(m) < AB xe thứ hai s2 = 8.360 = 2880(m) < DA Như phút đầu xe thứ chạy AB xe thứ hai chạy DA Giả sử thời điểm t xe thứ N xe thứ hai M Đặt AD = a MN = L ta có: L2  AM  AN L2  (a  v2t )  ( v1t ) B � � av av L2  (v12  v22 ) � (t  2 )  ( 2 ) � a v1  v2 � � v1  v2 av t 2 v1  v2 Ta thấy L2 cực tiểu N Lmin  Khi A M av1 v12  v22 Thay số ta Lmin �2634m Trang D c) Thời gian xe thứ tới C lần đầu lần thứ n t  t1  nT1 =1000+2000n t1  7000  1000 s Thời gian xe thứ hai tới D lần thứ m t  mT2 =1500m Do xe thứ tới C xe thứ tới D lúc nên ta có 1000+2000n=1500m =>m=(2+4n)/3 Vì xe chạy đến 9h30ph nên 1000 +2000n nM1 = 41g Khối lượng nước đá phải tan: ∆M = M – M1 = 100g – 41g = 59g Lượng nhiệt cần thiết: Q = λ ∆m = 3,4.105 5,9.10-3 = 2006J Bài a Khi K mở khơng có dòng điện qua ampe kế Ampe kế số không Sơ đồ thu gọn (R1 nt R2) // (R3 nt Rx) Ta có : I1 = I2 = I12 = U/(R1+ R2)= (A) I3 = Ix = I3x = U/(R3+ Rx)= 1,4 (A) Vôn kế đo hiệu điện hai điểm C D mà UAD = UAC + UCD  UCD = UAD - UAC = UR3 – UR1 = I3.R3 – I1.R1 = 1,4.30 -1.10 = 32 V Vơn kế 32V 3.1 b, Khi khóa K đóng, điểm C nối tắt với điểm D nên vôn kế số không Mạch điện trở thành: (R1 // R3) nt (R2 // Rx) Điện trở tương đương Rtđ ===22,5 U I = Rtd == 3,11 A UAC = I RAC = 3,11.7,5 = 23,33 V  U AC 23,33   2,33( A) R 10 I= U CD 46, 67   0, 77( A) 60 UCB = I RCB = 3,11.15 = 46,67 V I2= R2 Ta có I1 > I2  dòng điện chạy theo chiều từ C đến D qua ampe kế có độ lớn: IA = 2,33 – 0,77 = 1,56 (A) Trang 11 Khóa K đóng mà dòng điện khơng qua ampe kế  Mạch cầu cân : 3.2  Rx = = 3.3 Đóng khóa K mạch trở thành: (R1 // R3) nt (R2 // Rx) Điện trở tương đương: Rtđ === 7,5 + () Dòng điện qua mạch chính: I = = (A) Hiệu điện hai đầu AC : UAC =I.RAC = 7,5 = (V) Cường độ dòng điện qua điện trở R1: I1 = = === (A) Hiệu điện hai đầu CB : UCB =UAB – UAC =70 - (V) Dòng điện qua điện trở R2: I2 = = (70 -) = == (A) * Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ C đến D: Ta có : I1 = I2 + IA  =+ 0,5  =  6(3150 +52,5Rx) = 10(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx)  307,5.Rx =17550  Rx =57,1 () (Nhận) * Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ D đến C: Ta có : I1 = I2 + IA  =- 0,5  =  6(3150 +52,5Rx) = 4(450+67,5Rx) – 6(525+8,75Rx)  -97,5.Rx =20250  Rx = -207,7 () Ta thấy Rx < (Loại) Kết luận: Biến trở có giá trị Rx =57,1 () dòng điện qua ampe kế có cường độ 0,5 (A) Trang 12 Bài a) Vì sau khỏi hệ tia ló truyền theo chiều ngược lại nên hệ chắn phải có gương Suy quang hệ hộp kín hai trường hợp sau: Trường hợp 1: Trong hệ có hai gương phẳng SI / / JK � �O ' MN  �O ' NM  1800  900 Ta có � MO '  NO ' � MO  NO Vậy hai gương đặt vng góc với Trường hợp 2: Hệ gồm thấu kính gương phẳng Vì tia SI//JK nên điểm tới gương phải nằm tiêu diện thấu kính Như gương phải đặt trùng tiêu diện thấu kính b) Hồn tồn xảy trường hợp Trường hợp 1: Để tia SI trùng với JK MN=0 tia tới phải tới O Điều làm tịnh tiến SI tới đường nét đứt Trường hợp 2: Để tia SI trùng với JK tia qua thấu kính tới gương phải vng góc với gương => phải song song với trục Khi tia tới phải qua tiêu điểm F thấu kính Điều xảy ta tịnh tiến tia tới SI tới đường nét đứt Bài Xét hai điểm A B nằm mặt phẳng ngang, điểm A nằm mặt phân cách hai chất lỏng cân Khi : mặt phân cách hai lớp chất lỏng vị trí O : p A  p1  d1.h1 pB  p2  d h2 Trang 13 d1.h1  d h2 � h1  d h2 d1 => Khi : mực nước bình hạ xuống đoạn đồng thời mực nước bình tăng lên đoạn Khi mặt phân cách di chuyển lên đoạn h so với vị trí O p A  p1  d1.(h1  h ) pB  p2  d (h2  h  h )  d1.h p p h B A Ta có : p1  d1.( h1  h )  p2  d ( h2  h  h )  d1.h A � p1  p2  d (h2  h  h )  d1.(h1  h )  d1.h � p1  p2  h.(d1  d )  h.(d1  d )  [d1.h1  d 2h2 ] (*) V  D h Ta thấy thể tích bình giảm lượng : Thể tích ống dâng lên lượng : d h  d h2 Ta có 1 thay vào (*) d2 p  p1  p2  h.( d1  d )  h.( d1  d ) D � � d  h� ( d1  d )  (d1  d )� D � � Ta : - Tính h = 250mm Ta có : UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2010 – 2011 MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP - THCS Thời gian làm : 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 22/03/ 2011 *** Bài 1: (4,0 điểm) Trên dòng sơng thẳng nước chảy với vận tốc u = km/h có hai tàu thủy lại gặp Tại thời điểm đó, tàu thủy qua bến sơng A tàu thủy qua bến sơng B, đồng thời từ bến A có xuồng máy chạy qua chạy lại hai tàu thủy hai tàu thủy gặp Khoảng cách hai bến sông A B theo bờ sông dài L = 24km Vận tốc tàu thủy xuồng máy nước đứng yên v = 18 km/h V = 24 km/h Bến sông A nằm thượng nguồn Tìm quãng đường mà xuồng máy chạy thời gian nói A B Bài 2: (4,0 điểm) Hai ống hình trụ giống hệt nhau, ống thứ đựng nước +đá độ cao h = 40cm, R3thứ hai vào ống ống thứ hai đựng nước có nhiệt độ t = 40C độ cao h2 = 10cm Rót ống R A1 ống dâng thứ nhất, chờ tới cân nhiệt thấy mực nước cao thêm ∆h = 0,2cm so với R2 C N R5 R4 M A2 K Trang 14 O lúc vừa rót xong Biết nhiệt độ nóng chảy nước đá, 1kg nước đơng đặc hồn tồn tỏa 3,4.105J Nhiệt dung riêng nước C1 = 4200J/kg.K; nước đá C2 = 2000J/kg.K Khối lượng riêng nước D1 = 1000kg/m3; nước đá D = 900kg/m3 Tính nhiệt độ ban đầu nước đá ống thứ Bỏ qua co giãn nhiệt trao đổi nhiệt với ống, môi trường Bài 3: (4,5 điểm) Cho mạch điện hình Trong UAB = 36V, R1 = 4Ω, R2 = 6Ω, R3 = 9Ω, R5 = 12Ω, điện trở ampe kế khóa K khơng đáng kể a) Khi khóa K mở, ampe kế A1 1,5A Tính R4 b) Khi khóa K đóng, tìm số ampe kế Hình Bài 4: (4,0 điểm) Một sơ đồ quang học lâu ngày bị mờ thấy rõ điểm I, J, F’, S’ (hình 2), Biết I, J hai điểm nằm mặt thấu kính hội tụ mỏng, S ’ ảnh thật nguồn sáng điểm S đặt trước thấu kính F’ tiêu điểm thấu kính Dùng thước đo thấy ba điểm I, F’, S’ thẳng hàng a) Bằng cách vẽ hình, khơi phục lại vị trí quang tâm O thấu kính vị trí nguồn sáng S b) Biết IJ = 4cm, IF’ = 15cm, JF’ = 13cm, F’S’ = 3cm Xác định tiêu cự thấu kính khoảng cách từ nguồn sáng S đến thấu kính I J F’ S’ Hình Bài 5: (3,5 điểm) Cho vơn kế, biến trở có điện trở R = 100Ω điện trở biến trở phân bố theo chiều dài, nguồn điện chiều có hiệu điện U khơng đổi, thước thẳng chia độ đến milimét, dây nối Hãy nêu phương án đo điện trở vôn kế (Vẽ sơ đồ mạch điện, nêu bước tiến hành) ============= Hết ============== ĐÁP ÁN Cách giải Điể m Bài 4,0 điểm + Thời gian từ xuồng máy qua A đến gặp tàu thủy chạy từ B đến lần thứ là: Ta có:  S Bài B B 0,5đ J O A B1 A1 A2 A C + Sau thời gian t1, xuồng máy quãng đường: Còn tàu thủy chạy từ A quãng đường: Khi xuồng máy quay trở lại, khoảng cách tàu thủy chạy từ A là: I 0,5đ F’ S’ Trang 15 0,5đ + Thời gian từ lúc xuồng máy gặp tàu thủy B đến quay lại gặp tàu A là: Trong thời gian này, xuồng máy chạy quãng đường là: 0,5đ Vậy tốc độ trung bình xuồng máy chạy xuôi gặp tàu B chạy ngược gặp tàu A là: Biểu thức cho thấy tốc độ trung bình xuồng máy bờ sông không phụ thuộc vào khoảng cách tàu thủy Vậy quãng đường cần tìm với t0 thời gian mà xuồng máy từ qua A đến hai tàu thủy gặp nhau: L  t0 (v  u )  t0 (v  u )  AC  CB 0,5đ 0,5đ 0,5đ Bài 4,0 điểm - Khi cân nhiệt mực nước dâng lên thêm chứng tỏ có phần nước bị đơng đặc ( khối lượng riêng phần giảm nên thể tích tăng) - Gọi S tiết diện đáy ống, x chiều cao cột nước bị đơng đặc Sau đơng đặc có chiều cao (x+∆h1) khối lượng không thay đổi: - Khối lượng phần nước có độ cao x là: M1 = S.x.D1 - Khối lượng đá có chiều cao (x+∆h1) là: M2 = S(x+∆h1).D2 - Ta có: M1 = M2 - Do nước đông đặc phần nên nhiệt độ cân 00C - Gọi m1 khối lượng nước ống ( có độ cao h2 đổ sang ống 1) tỏa để giảm nhiệt độ từ t1 = 40C đến 00C là: Q1 = C1.m1(t1-0) = C1.V.D1(t1-0) = C1.S.h2.D1(t1-0) - Nhiệt lượng phần nước có độ cao x tỏa để đông đặc 00C: Q2 = 3,4.105.M1 = 3,4.105.S.x.D1 Nước đá (độ cao h1) ống có khối lượng m2 nhận nhiệt lượng để tăng nhiệt độ từ t2 đến 00C: Q3 = C2.m2(0-t2) = C2.S.h1.D2(0-t2) - Theo phương trình cân nhiệt ta có: Q1 + Q2 = Q3 C1.S.h2.D1(t1-0) + 3,4.105.S.x.D1 = C1.S.h1.D2(0-t2) C1.h2.D1(t1-0) + 3,4.105.x.D1 = C1.h1.D2(0-t2) C1.h2.D1.t1 + 3,4.105.x.D1 = -C1.h1.D2.t2 0,5đ 0.25đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ Bài 4,5 điểm a) K mở: mạch mắc R1 nt R2 [(R4 nt R5)// R3] Ampe kế A1 đo cường độ dòng điện qua R3: I3 = 1,5 A Hiệu điện hai đầu R3 là: U3 = I3.R3 = 9.1,5 = 13,5(V) Hiệu điện hai đầu đoạn R1 nt R2 là: U12 = UAB – U3 = 36 – 13,5 = 22,5 (V) Cường độ dòng điện mạch chính: Vậy cường độ dòng điện qua R4, R5 là: I4 = I5 = I – I3 = 2,25 – 1,5 = 0,75(A) 0,5đ 0,75đ 0,75đ b) K đóng: Vì RA không đáng kể nên coi ampe kế dây nối Ta chập điểm N Trang 16 với M mạch mắc: R1 nt {[(R2//R4) nt R3]//R5} A R N, M R R C R 0,5đ B R Bài 4,0 điểm Ta có: R2//R4 R2 = R4 nên R234 = R24 + R3 = + = 12Ω R234//R5 R234 = R5 nên RAB = R1 + R2345 = + = 10Ω Cường độ dòng điện chạy mạch chính: U2345 = U234 = U5 = I.R2345 = 3,6.6 = 21,6 (V) Vậy ampe kế A1 1,8(A) U2 = I3.R24 = 1,8.3 = 5,4 (V) Xét nút N: IA2 = I – I2 = 3,6 – 0,9 = 2,7(A) Ampe kế A2 2,7(A) 1) Cách vẽ: Nối I với J ta vị trí thấu kính Trục thấu kính vng góc với thấu kính, F’ nằm trục từ F’ kẻ đường thẳng vng góc với thấu kính ta trục thấu kính Giao điểm trục với thấu kính quang tâm O - Ta có tia tới qua quang tâm tia ló tiếp tục truyền thẳng - Tia tới // với trục thấu kính hội tụ cho tia ló qua tiêu điểm F’ → cách xác định S sau: - Nối I với F’ S’ ta tia ló IS’ tia tới song song với trục thấu kính - Từ I kẻ tia tới // trục thấu kính - Nối OS’ kéo dài OS’ cắt tia song song với trục S ( S điểm sáng cần tìm) 1,0đ 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 1,0đ Bài 3,5 điểm 2) Nối J với F’: xét ∆OF’I có OI2 = (IF’)2 – (OF’)2 (1) xét ∆OJF’ có OJ2 = (JF’)2 –(OF’)2 (2) 2 → OI – OJ = (IF’)2 – (JF’)2 = 152 - 132 = 56 Mà OJ = OI – IJ = OI – → OI2 – (OI – 4)2 = 56 → OI2 – OI2 + 8.OI – 16 = 56 → 8.OI = 72 → OI = (cm) Thay OI = 9cm vào (1) ta OF’ = 12cm Xét hai tam giác SIS’ tam giác OF’S’ có góc S chung, SI//OF’ nên góc ISO góc F’OS’ ( đồng vị ) → ∆SIS’ đồng dạng ∆OF’S’ mà IS’ = IF’ + F’S’ = 15 + = 18cm V + Dùng vôn kế mắc vào hai cực nguồn điện Số vôn kế cho biết hiệu điện U + Dùng thước đo xác định khoảng cách từ điểm tì chạy C đến đầu biến trở U 1,0đ 1,5đ 0,25đ Trang 17 Để cho dễ, ta dùng thước để xác định điểm biến trở (R1 = R2 = ), mắc mạch điện hình vẽ R1 C R2 A B + Nhìn vơn kế ta biết UCB = U1 → UAC = U – UCB = U – U1 + Gọi R’ điện trở tương dương R2 Rv: thay R2 = 50Ω ta có: Áp dụng cơng thức: (R1 = 50Ω) 1,0đ 0,25đ 0,5đ 0,75đ Giải phương trình suy Rv: 50U1 + Rv.U1 = RvU – RvU1 0,75đ - Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa Thiếu đơn vị lần trừ 0,25 điểm, toàn thiếu sai đơn vị trừ không điểm Điểm thi tổng điểm câu khơng làm tròn UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn: Vật lý - Lớp ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 24 tháng năm 2016 ===================== Câu (4.0 điểm) Một người đứng quan sát chuyển động đám mây đen từ khoảng cách an toàn Từ lúc người nhìn thấy tia chớp phát từ đám mây, phải sau thời gian t = 20s nghe thấy tiếng sấm tương ứng Tia chớp thứ hai xuất sau tia chớp thứ khoảng thời gian T = phút sau khoảng thời gian t2 = 5s kể từ lúc nhìn thấy tia chớp thứ hai nghe thấy tiếng sấm Tia chớp thứ ba xuất sau tia chớp thứ hai khoảng thời gian T = phút sau khoảng thời gian t = 30s kể từ lúc nhìn thấy tia chớp thứ ba nghe thấy tiếng sấm Cho đám mây đen chuyển động không đổi chiều đường thẳng nằm ngang, với vận tốc không đổi Biết vận tốc âm khơng khí u = 330m/s; vận tốc ánh sáng c = 3.108m/s Tính khoảng cách ngắn từ đám mây đen đến người quan sát vận tốc đám mây đen R Câu (5.0 điểm) Cho ba điện trở R1, R2 R3 = 16Ω, điện trở chịu hiệu điện tối đa tương ứng U = U2 = 6V; U3 = 12V Người ta ghép ba điện trở thành mạch điện hình vẽ 1, biết điện trở tương đương mạch RAB = 8Ω Tính R1 R2 biết đổi chỗ R3 với R2 điện trở mạch RAB = 7,5Ω A B R R Hình vẽ Trang 18 Tính cơng suất lớn mà điện trở chịu Mắc nối tiếp đoạn mạch AB với đoạn mạch BC gồm bóng đèn loại 4V-1W Đặt vào hai đầu AC hiệu điện U = 16V không đổi Tính số bóng đèn nhiều sử dụng để bóng sáng bình thường điện trở khơng bị hỏng Lúc đèn ghép với nhau? Câu (3.0 điểm) Trong bình nước rộng có lớp dầu dày d = 1,0cm Người ta thả vào bình cốc hình trụ thành mỏng, có khối lượng m = 4,0g có diện tích đáy S = 25cm Lúc đầu cốc khơng chứa gì, đáy cốc nằm cao điểm lớp dầu Sau rót dầu vào cốc tới miệng mực dầu cốc ngang mực dầu bình Trong hai trường hợp đáy cốc cách mặt nước a khoảng a (hình vẽ 2) Xác định khối lượng riêng ρ a dầu, biết khối lượng riêng nước ρ0 = 1,0g/cm3 m d Câu (5.0 điểm) (Học sinh sử dụng cơng thức thấu kính) Hình vẽ Theo thứ tự có điểm A, B, C nằm quang trục xy thấu kính, cho AB = 24cm, AC = 30cm Biết rằng, đặt điểm sáng A ta thu ảnh thật tạo thấu kính C; đặt điểm sáng B ta thu ảnh ảo tạo thấu kính C Hãy xác định loại thấu kính đặt khoảng (có giải thích); tính khoảng cách từ thấu kính đến điểm A điểm B Một nguồn sáng điểm đặt trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 8cm, cách thấu kính 12cm Dịch chuyển thấu kính theo phương vng góc với trục thấu kính với vận tốc 5cm/s Hỏi ảnh nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc nguồn sáng giữ cố định? Câu (3.0 điểm) Trong ba bình cách nhiệt giống chứa lượng dầu nhiệt độ phòng Đốt nóng hình trụ kim loại thả vào bình thứ Sau bình thứ thiết lập cân nhiệt, ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ hai Sau bình thứ hai thiết lập cân nhiệt, ta nhấc khối kim loại cho sang bình thứ ba Nhiệt độ dầu bình thứ ba tăng dầu bình thứ hai tăng 50C bình thứ tăng 200C ====== HẾT ====== Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Giám thị coi thi khơng giải thích thêm UBND TỈNH BẮC NINH HƯỚNG DẪN CHẤM SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015- 2016 Môn: Vật lý - Lớp Ngày thi: 24 tháng năm 2016 ===================== Câu Nội dung Câu Ký hiệu A; B; C vị trí đám mây phát tia chớp tương ứng 1; 2; (4.0đ) Gọi D vị trí người quan sát, S1; S2; S3 đường âm ánh sáng, ta có phương trình sau: Điểm 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ Đặt S2 = a S1 = 4a; S3 = 6a H A h S D C B S S v 0.25 đ Trang 19 Gọi H vị trí đám mây gần người quan sát nhất, DH=h, AH=x.Vận tốc đám mây v Ta có: Ta phương trình: (1) (2) (3) 0.25 đ 0.25 đ Từ phương trình (1) (2): Từ phương trình (1) (3): Ta 0.25 đ Hay 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ Thay vào ta được: 6412m h=1564m Học sinh nhận xét: tốc độ ánh sáng lớn nên thời gian ánh sáng truyền từ tia chớp đến người quan sát tức thời đó: cho điểm tối đa 0.25 đ 0.25 đ 0.5 đ 0.5 đ Câu 5.0đ R1 + R2 = 16Ω (*) Khi đổi chỗ R3 với R2 (1) Từ (*) R2 + (R1 + 16) =32 (2) Từ (1) (2) ta thấy R2 R1 + 16 nghiệm phương trình bậc 2: x2 - 32x + 240 = 0, phương trình có nghiệm x1 = 20Ω x2 =12Ω Vậy R2 = x2 = 12Ω R1 + 16 = 20 => R1 = 4Ω R1 R2 mắc nối tiếp nên I1 = I2 => U1/U2 = R1/R2 = 2/6 Vậy U2max =6V lúc U1 = 2V U3 = UAB = U1 + U2 = 8V (U3max) Vậy hiệu điện UABmax =8V Công suất lớn điện trở đạt Pmax = U2Abmax/RAB = 8W 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ Trang 20 RA B Rbộ đèn B 0.25 đ A Câu 3.0đ C U= 16V Mỗi bóng có Rđ =U2đ/P = 16Ω cường độ định mức Iđ = 0,25A Theo câu ta tính cường độ dòng lớn mà điện trở chịu 1A đoạn AB có điện trở RAB = 8Ω mắc nối tiếp với bóng đèn hình vẽ Ta có phương trình cơng suất: PBC = PAC – PAB = 16.I – 8.I2 (*) điều kiện I≤ 1A Từ (*) , lúc I = 1A Vậy số bóng nhiều mắc bóng Hiệu điện UBC = UAC - UAB = 8V Mà Uđ = 4V có cách mắc bóng: Cách 1: bóng mắc thành dãy song song nhau, dãy có bóng mắc nối tiếp Cách 2: bóng mắc thành dãy nối tiếp nhau, dãy có bóng mắc song song Lúc đầu cốc khơng chứa dầu trọng lượng cốc cân với lực đẩy Acsimet dầu: 10.mcốc = FA1 = 10(d - a)S.ρ1 (1) Sau rót dầu tới miệng cốc thả vào bình trọng lượng cốc dầu cân lực đẩy Acsimet nước dầu: 10.mcốc + 10(d + a)S.ρ1 = FA2 = 10.d.S.ρ1 + 10.a.S.ρ0 (2) Thay (1) vào (2) rút gọn ta được: d.ρ1 = a.ρ0 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ 0.25 đ Thay (3) vào (1) ta được: Thay số ta được: 0.25 đ Giải phương trình bậc trên, ta hai nghiệm là: ρ1 = 800kg/m3 ρ2 = 200kg/m3 (loại) thay vào (3) ta a = 0,2cm hay đáy cốc nằm thấp điểm lớp dầu Vậy ρ1 = 800kg/m3 0.25 đ 0.25 đ 0.5 đ 0.5 đ Trang 21 Câu 5.0đ 1) Để thu ảnh thật C, thấu kính thấu kính hội tụ hai điểm A C nàm hai bên thấu kính Đặt điểm sáng B thu ảnh ảo C, chứng tỏ hai điểm B C nằm bên thấu kính điểm B phải gần thấu kính Vậy thấu kính phải đặt khoảng AB Gọi d khoảng cách từ A đến thấu kính, đặt vật A vị trí vật ảnh tương ứng d1 = d (1) Còn đặt vật B d2 = 24 – d (2) 0.25đ 0.25đ Thay (1) (2) vào ta có: d=20cm Vậy thấu kính cách A 20cm cách B 4cm 0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.5đ 2) Ta dựng ảnh S qua thấu kính cách vẽ thêm trục phụ OI song song với tia tới SK Vị trí ban đầu thấu kính O K I S O O F ’ H S 0.5đ S Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển quãng đường OO1, nên ảnh nguồn sáng dịch chuyển quãng đường S1S2 Vì OI//SK O1H//SK Xét tứ giác OO1HI có OI//O1H OO1//IH OO1HI hình bình hành OI=O1H (3) 0.25đ Từ (1), (2), (3) Mặt khác: OI//SK 0.25đ IF’//OK Từ (*) (**) 0.25đ Từ (4) (5) Vận tốc thấu kính v, vận tốc ảnh v1 thì: 0.25đ 0.25đ 0.25đ Trang 22 Câu 3.0 đ Gọi nhiệt độ phòng t0; nhiệt dung bình dầu q1 khối kim loại q2, x độ tăng nhiệt độ bình Sau thả khối kim loại vào bình nhiệt độ bình dầu cân nhiệt (t0 + 20) Sau thả khối kim loại vào bình hai nhiệt độ bình dầu cân (t0 + 5) Phương trình cân nhiệt thả khối kim loại vào bình là: q1.5 = q2[(t0 + 20) – (t0 + 5)] = q2.15 (1) Phương trình cân nhiệt thả khối kim loại vào bình là: q1.x = q2[(t0 + 5) – (t0 + x)] = q2(5 – x) (2) Chia vế với vế (1) (2) ta được: 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ Chú ý: + Học sinh có cách giải khác cho điểm tối đa + Nếu thiếu đơn vị trừ 0.25 điểm khơng trừ q điểm cho tồn thi Trang 23 ... I13)/I13 ; 2 ,5 0 ,5 1,0 1,0 Trang UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO §Ị chÝnh thøc ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2014 – 20 15 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP - THCS Thời gian làm : 150 phút (Không... 0, 25 điểm, toàn thi u sai đơn vị trừ không điểm Điểm thi tổng điểm câu khơng làm tròn UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 20 15 - 2016 Môn: Vật lý. .. Trường hợp dòng điện có cường độ 0,5A qua ampe kế theo chiều từ C đến D: Ta có : I1 = I2 + IA  =+ 0 ,5  =  6(3 150 +52 ,5Rx) = 10( 450 +67,5Rx) – 6 (52 5+8,75Rx)  307 ,5. Rx =1 755 0  Rx =57 ,1 () (Nhận)