Các tia sáng xuất phát từ nguồn sáng S sau khi nhiều lần phản xạ liên tiếp sẽ đi vào lỗ AA', lỗ này có thể nhỏ tuỳ ý.. Nhờ vậy ánh sáng sẽ hội tụ vào một diện tích nhỏ.[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT TÂN YÊN
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Năm học: 2011-2012
Môn: Vật lý 9
Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1: điểm
Một động điện hoạt động bình thường hiệu điện 220 V dịng điện chạy qua động 4A Biết hiệu suất động điện 90% Tính điện trở cuộn dây động trên?
Câu 2: 1,5 điểm
Biến trở AB có điện trở lớn R0 = 6000 Ω , Vơn kế có điện trở R1 = 2000 Ω , R2 = 4000 Ω Điện trở dây nối khố K khơng đáng kể Hiệu điện hai đầu MN không đổi UMN = 60V
a, Khóa K mở vơn kế bao nhiêu? b, Khố K đóng, tìm vị trí
con chạy C để khơng có dịng điện chạy qua K? Khi vơn kế bao nhiêu?
c, Khi đóng khố K, tìm vị trí chạy C để hai vôn kế giá trị Khi dịng điện qua khố K chạy theo chiều nào?
Câu 3: điểm
Cho mạch điện hình
Biết U = 15 V, R = 35Ω , bóng đèn
gồm đèn loại (2,5V - 1,25W)
a, Tìm cơng suất tối đa mà bóng đèn tiêu thụ?
b, Nếu có 15 bóng đèn Hỏi phải ghép để chúng sáng bình thường?
c, Nếu chưa biết số bóng phải dùng bóng ghép để chúng sáng bình thường có hiệu suất cao nhất?
Câu 4: 1,5 điểm
Hình 1 K D
N M
C
B A
(2)Xác định chiều lực điện từ (hình a), chiều dịng điện (hình b) tên từ cực nam châm (hình c) sau:
Câu 5: điểm
Cho quang hệ hình Vật AB đặt vng góc với trục ( Δ ) thấu kính cho ảnh A'B'
a, Xác định loại thấu kính, đặc điểm ảnh A'B', nêu cách dựng dựng quang tâm O thấu kính, thấu
kính, tiêu điểm thấu kính? b, Cho biết OA = 15cm; OF = 40 cm kiến thức hình học tính khoảng cách từ ảnh tới thấu kính tỉ số ABA ' B '
c, Chứng minh đưa vật AB xa thấu kính ảnh A'B' vật nằm tiêu điểm? Câu 6: điểm
Chứng minh ảnh vật tạo thấu kính phân kỳ ln nhỏ vật? Câu 7: điểm
Để hội tụ ánh sáng vào diện tích nhỏ, người ta nghĩ thiết bị hình vẽ Thiết bị ống hình nón, mặt phản xạ ánh sáng tốt Các tia sáng xuất phát từ nguồn sáng S sau nhiều lần phản xạ liên tiếp vào lỗ AA', lỗ nhỏ tuỳ ý Nhờ ánh sáng hội tụ vào diện tích nhỏ Đề án thực khơng? Giải thích?
Hình 4
A
A' S
I
Hình c Hình b
Hình a
F
S N
F I
S N
Hình 3
() A
B A'
(3)HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ 9
Câu Ý Nội dung Điểm
1 *Tóm tắt:
Cơng suất tiêu thụ động cơ: P = U.I = 220.4= 880(W)
Công suất có ích động cơ: TCT: H=Pi
P 100 %⇒Pi=
H.P
100 %=
90 %.880
100 % =792(W)
Cơng suất hao phí động cơ: PHP = P – Pi = 880 – 792 =88(W)
(Phần cơng suất hao phí điện trở dây dẫn động cơ sinh ra)
Vây điện trở dây dẫn động là: TCT: PHP = I2.R ⇒R=
PHP I2 =
88
16=5,5(Ω)
0.25 0,25 0,25 0,25
2 a *Tóm tắt:
Vẽ, phân tích mạch (R1 nt R2)// RAB Điện trở tương đương đoạn MDN:
RMDN = R1 + R2 = 2000 +4000 = 8000(Ω) Cường độ dòng điện chạy qua đoạn MDN:
I=UMN
RMDN =60
6000=0,01(A)
Số Vôn kế V1:
U1 = I R1 = 0,01 2000 = 20(V) Số Vôn kế V2:
U2 = I R2 = 0,01 4000 = 40(V)
0.25
0,25 b Vẽ, phân tích mạch điện (R1// RAC)nt(R2 // RCB)
Để khơng có dịng điện chạy qua khóa, ta có mạch cầu cân
R1 RAC
= R2 RCB
⇔ R1
RAC
= R2 RAB− RAC
⇒RAC=2000(Ω) Vậy điểm C phải đặt vào vị trí cho R Ω
AC=2000¿ )
(4)Vì mạch cầu cân nên Khi đóng mở khóa K, cường độ dịng điện qua Vôn kế không đổi:
U1 = 20(V) U2 = 40(V)
0,25 c Đặt RAC=x
Vì UMNvà điện trở có giá trị khơng đổi nên để vôn kế giá trị RMD = RDN
Ta có: R1x
R1+x
= R2(R0− x)
R2+(R0− x)
Gải phương trình tìm RAC = x = 4000(Ω) Tính được: U1 =U2 = 30(V)
Tính được: IV1 = 0,015(v), IV2 = 0,0075(v) IK= |IV1− IV2|=|0,015−0,0075|=0,0075(A)
Vì IV1 > IV2 nên dịng điện chạy qua khóa K có chiều từ D đến C
0,25
0,25 3
a Tóm tắt:
Tính cơng suất cụm bóng đèn: PC = U.I – I2.R
Tính Pmax = 93,75 (W)
0,25 0,25 Ta có:
Cường độ dòng điện định mức qua đèn Iđm = Pđm/Uđm = 0,5 A ;
Giả sử đèn mắc thành m dãy song song, dãy có n đèn nối tiếp (các đèn sáng bình thường), m,n +Z¿¿
Cường độ dịng điện qua mạch là: I = m.Iđm UC = n.Uđm
Mà U = UR + UC => 15 = 0,5.m.R + 2,5.n
⇔ 0,3m + 2,5n = 15 ( 1) + Khi số đèn là: N = m.n = 15 ( 2) Từ (1) (2) ta có phương trình:
5n2 – 30.n + = (n Z+)
Giải PT ta được: n1 = 5,7 (loại); n2 = 0,3(loại)
Vây với 15 bóng đèn ta khơng thể ghép cho đèn sáng bình thường được.
0,25 0,25 0,25 0,25 c Khi chưa biết số đèn:
Ta tìm m,n xuất phát từ phương trình 0,3.m+ 2,5n =15 (m,n +Z¿¿ )
m = 15−0,32,5n=150−25n
3
Vì m,n Z+ nên (150- 25n) phải bội dương Vây
n =3 => m = 25
Vây ta phải dùng N=m.n = 75 bóng mắc 25 dãy song song, dãy có bóng nối tiếp đèn sáng bình thường.
Hiêu suất mạch điện: H= PC
P= UCI
Ui =
UC U =
2,5n
15 =
n
6
(5)Vì có cách mắc nên cách mắc có hiệu suất cao nhất.(n =3, m=25)
0.25
4
Mỗi phần 0.5 điểm
5
a *A’B’ ảnh ảo AB tạo thấu kính hội tụ *Các đặc điểm:
-Ảnh ảo
-Ảnh lớn vật
-Ảnh vật chiều - Dựng
- Nêu đầy đủ cách dựng
0,25
0,25 0,25 b -Chứng minh cơng thức
-Tìm OA'=24cm - Tỷ số: ABA ' B '=24
15=1,6
0,5 0,25 c - Vẽ hình
- Chứng minh CT : d’=
d.f d − f=
f
1− f d
Khi d →=∞⇒f
d→=0⇒d '=f
Vây Vật AB tiến xa vơ ảnh A’B’ nằm tiêu
0,25
0,25
6
- Vẽ hình
-Chứng minh CT : d’= dd.f +f - Tìm
h' h =
d ' d =
d
df
d+f
=d+f
f
Vì d+f >f Vây d+f f >1⇒h '
h >1⇒h '>h
Vây ảnh vật tạo thấu kính phân kỳ ln nhỏ vật
0,25 0,25
0,5 Xét tam giác IJN, góc phản xạ (i1’) I góc ngồi tam giác:
Vậy: i1’ = α+i2 góc INJ=α (góc có cạnh tương ứng vng góc)
⇒i2=i1− α sau lần phản xạ góc tới lại giảm giá trị α ( α góc đỉnh hình nón)
(6)Do sau số lần phản xạ liên tiếp hình nón tia tới có góc tới 00 nằm bên đường phát tuyến mặt cắt AA’
- Nếu góc tới 00 tia ló quay lại trùng với tia tới.
- Nếu tia tới nằm bên pháp tuyến mặt cắt AA’ ánh sáng truyền ngồi tạo thành chùm phân kỳ
Vì ánh sáng Từ nguồn sáng S hội tụ lỗ nhỏ hình vẽ
Đề án khơng thể thực đươc
0,25
0,25
7
0,25