Để chùm tia phản xạ chỉ phản xạ một lần trên chụp đèn thì chùm tia phản xạ lần đầu từ phần chụp đèn bên này có tia phản xạ ngoài cùng đến phần chụp đèn đối bên kia phải trượt trên mặt ph[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2013 - 2014
Môn thi: VẬT LÝ Lớp THCS
Ngày thi: 21 tháng 03 năm 2014
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 06 câu, gồm 02 trang
Câu (4,0 điểm)
Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đến B cách A khoảng L Ô tô thứ nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v1 nửa quãng đường sau với tốc độ khơng đổi v2 Ơ tơ thứ hai nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v1 nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v2
a Hỏi ô tô đến B trước đến trước ơtơ cịn lại bao lâu? b Tìm khoảng cách hai ô tô ô tô vừa đến B Câu (4,0 điểm)
Người ta đổ vào hai bình nhiệt lượng kế, bình 200 g nước, nhiệt độ 300C 400C. Từ bình “nóng” người ta lấy 50 g nước, đổ sang bình “lạnh” hơn, khuấy Sau đó, từ bình “lạnh” lại lấy 50 g, đổ sang bình “nóng” hơn, lại khuấy Hỏi phải lần công việc đổ đi, đổ lại với 50 g nước để hiệu nhiệt độ hai bình nhiệt lượng kế nhỏ 10C? Bỏ qua trao đổi nhiệt với cốc, mơi trường hai bình nhiệt lượng kế
Câu (4,0 điểm)
Cho mạch điện hình 1, U = 24 V, R1= 12, R2 = ,
R4 = , R3 biến trở, ampe kế có điện trở không đáng kể.
a Cho R3 = Tìm cường độ dịng điện qua điện trở R1, R3 và
số ampe kế
b Thay ampe kế vơn kế có điện trở lớn Tìm R3 để số chỉ vôn kế 16 V Nếu điện trở R3 tăng số vơn kế thay đổi nào?
Câu (3,0 điểm)
1 Ở hình 2: biết đường tia sáng (1) qua thấu kính phân kỳ qua điểm A Hãy vẽ đường tia sáng (2) qua thấu kính
2 Một chụp đèn mặt nhẵn để phản xạ ánh sáng (hình 3), S điểm sáng đặt tại trung điểm AB Biết cạnh OA = OB, tính góc đỉnh nhỏ chụp đèn, cho tia sáng phát từ S phản xạ lần bên chụp đèn
Hình 3 O
A S B
A
(1)
(2)
O
● ●
R1
R2 R4
R3
A U
Hình 1
A M N
C Số báo danh
(2)Câu (3,0 điểm)
Một đồng chất có tiết diện thả vào chất lỏng có khối lượng riêng D Một đầu buộc với vật tích V
bằng sợi dây mảnh khơng co dãn Khi có cân
3 chiều dài của chìm chất lỏng, (hình 4)
a Tìm khối lượng riêng
b Cho trọng lượng P Tìm khối lượng riêng vật lực căng T sợi dây
Câu (2,0 điểm)
Em trình bày phương án thí nghiệm để xác định giá trị hai điện trở R1 R2 Chỉ dùng dụng cụ sau đây:
- Một nguồn điện có hiệu điện U chưa biết - Một điện trở có giá trị R biết
- Một ampe kế có điện trở RA chưa biết - Hai điện trở cần đo R1 R2
- Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể
- HÕT -Giám thị coi thi khơng giải thích thêm
Hình 2
(3)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HĨA
-ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC
(Đáp án gồm trang)
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2013-2014
Môn thi: Vật lý Lớp 9.THCS
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi)
CÂU NỘI DUNG ĐIỂM
Câu 1 4,0 điểm
a Xác định xe đến B trước:
* Thời gian để ô tô thứ từ A đến B là:
1
1
1 2
2 2
v v
L L
t L
v v v v
0,5 đ
* Thời gian để ô tô thứ hai từ A đến B là:
2
1 2
1
2
2
t t L
v v L t
v v
0,5 đ
* Ta có:
2
1
1
1 2
( )
0
2 ( )
L v v t t
v v v v
suy t1t2 0,5 đ
* Vậy ô tô thứ hai đến B trước đến trước khoảng thời gian:
1
1
1 2
( )
2 ( )
L v v t t t
v v v v
0,5 đ b Khoảng cách hai xe xe thứ hai đến B.
* Có thể xảy trường hợp sau xe thứ hai đến B:
- Xe thứ nửa quãng đường đầu quãng đường AB - Xe thứ nửa quãng đường sau quãng đường AB - Xe tơ thứ đến điểm quãng đường AB
0,5 đ
Cụ thể:
* Xe thứ nửa quãng đường đầu quãng đường AB, khoảng cách hai xe là:
2
1
1 2
2L v v
S L v t L v L
v v v v
Trường hợp xảy 2 L
S v v
0,5 đ
* Xe thứ nửa quãng đường sau quãng đường AB, khoảng
cách hai xe là:
2
1
2
1
( )
2 ( )
v v S t v L
v v v
Trường hợp xảy 2 L
S hay v v
0,5 đ
* Xe ô tơ thứ đến điểm qng đường AB, khoảng cách hai xe là:
L S
Trường hợp xảy v2 3v1
0,5 đ Câu 2
4,0 điểm
* Gọi nhiệt độ ban đầu bình nhiệt lượng kế “nóng” “lạnh” T t + Nhiệt độ t1 bình “lạnh” sau chuyển lượng nước m từ bình “nóng” sang P/t
cân nhiệt là: Cm(t1 – t) = Cm(T – t1) Trong m khối nước ban đầu, C
nhiệt dung riêng nước
0,5 đ
* Từ suy ra: t1 =
mt + ΔmT kT + t
=
m + Δm k + (Với k =
Δm
m ) 0,5 đ
* Tương tự nhiệt độ t2 bình "nóng" sau chuyển lượng nước Δmtừ bình "lạnh" sang Ta có p/t cân nhiệt: C(m - Δm)(T – t2) = CΔm(t2 – t1)
(4)Suy ra: t2 =
1
(m - Δm)T + Δmt kt + T
= kt + (1 - k)T =
m k +
* Như sau lần đổ đi, đổ lại, hiệu nhiệt độ hai bình t2 – t1 = (T - t)
1 - k + k
0,5 đ
* Tương tự sau lần đổ thứ hai : t4 – t3 = (t2 – t1)
1 - k
1 + k = (T - t)
2
(1 - k)
(1 + k) (1) 0,5 đ
* Như sau lần đổ đi, đổ lại hiệu nhiệt độ hai bình thay đổi
1 - k
1 + k lần. 0,5 đ
* Thay số: T – t = 100C; k = 0,25;
1 - k
1 + k = 0,6. 0,5 đ
* Từ (1) ta có bảng giá trị sau Vậy ta phải thực lần Lần đổ đi, đổ lại Hiệu nhiệt độ hai bình
1 60C
2 3,60C
3 2,160C
4 1,30C
5 0,780C
0,5 đ
Câu 3 4,0 điểm
a Cường độ dòng điện qua điện trở R1, R3 số am pe kế:
* Do ampe kế có điện trở khơng đáng kể, mạch điện có dạng hình vẽ:
1,0 đ
* I1
U 24
= =
R 12 = A, + R234 = R2 +
3
3
R R
R + R = 12 , + I3 = I4 = I
2 = A 1,0 đ
* Quay sơ đồ gốc: IA = I1 + I3 = A, Vậy ampe kế A 0,5 đ b Tìm R3 nhận xét số Vôn kế.
* Thay ampe kế vơn kế: Mạch có dạng: (R nt R ) // R1 2 nt R4.
0,5 đ
+ Ta có UAM = U1 = U – UMN = 24 – 16 = V + I1 =
1
U
= =
R 12 3 A
0,5 đ
● ●
R1
R2 R4
R3 U
I2 I
I3 I4 I1
● ●
R1
R2 R4
R3
V U
I1 I2 I
I4
M N
A
(5)+ Mặt khác: I1 =
2
2 3
R
I = I
R + R + R 21 + R 3
21 + R 21 + R
I = I =
9
+ Lại có: UMN = UMC + UCN = I1R3 + IR4 Thay số: 16 =
3
21 + R
2
R +
3 Suy ra: R3 =
* Điện trở tương đương toàn mạch RAB =
13
123 4
13 3
15 234 15 81
21 21
R R R
R R R
R R R R
Do R3 tăng điện trở tồn mạch tăng cường độ dịng điện mạch
I = I4 = tm
U
R giảm U4 = I.R4 giảm U2 = U – U4 tăng I2 =
2
U
R tăng
I1 = I – I2 giảm U1 = I1R1 giảm Vậy UMN = U – U1 tăng lên, tức số vôn
kế tăng.
0,5 đ
Câu 4 3,0 điểm
a Vẽ đường tia sáng (2) qua thấu kính:
- Kéo dài (1) cắt thấu kính I, Nối I với A, kéo dài AI - Kéo dài (2) cắt (1) S thấu kính J
- Coi S nguồn sáng cho hai tia tới (1) (2)
0,5 đ - Từ S vẽ tia tới SO cho tia ló truyền thẳng, cắt đường kéo dài tia ló (1’) S’
- S’ ảnh S tạo thấu kính phân kì
- Nối S’J, kéo dài cho ta tia ló (2’) tia tới (2) qua thấu kính Kết vẽ hình vẽ
0,5 đ
0,5 đ
b Tính góc nhỏ chụp đèn.
* Chùm tia phản xạ coi từ ảnh S’ S tạo chụp đèn Để chùm tia phản xạ phản xạ lần chụp đèn chùm tia phản xạ lần đầu từ phần chụp đèn bên có tia phản xạ ngồi đến phần chụp đèn đối bên phải trượt mặt phản xạ mặt chụp đèn bên đối Muốn vậy, ảnh bóng đèn phải nằm đường thẳng kéo dài từ mép lên đỉnh chụp đèn
0,5 đ
* Từ phân tích trên, ta xác định vị trí ảnh bóng đèn để suy góc nhỏ chụp đèn hình vẽ
0,5 đ
* Ta có góc AOS = góc SOB (vì chụp đèn AOB dạng tam giác cân đỉnh O) ; Góc S’OA = góc AOS S’ đối xứng với S qua AO (S’ ảnh S)
Tóm lại: góc S’OA = góc AOS = góc SOB Mà tổng góc góc S’OB
0,5 đ O
A B
S’
S x S’
(2)
(2’) O (1)
S (1’)
J I
(6)1800 suy góc AOB =
0
2.180 120
3 Vậy: góc đỉnh chụp đèn 1200 Câu 5
3,0 điểm
a Tìm khối lượng riêng thanh: * Các lực tác dụng lên hình vẽ
0,5 đ
Gọi thể tích, khối lượng riêng V0, D0 Trọng tâm G, trung điểm phần ngập nước I
* Chọn A làm điểm tựa cho địn bẩy, ta có: A
P IA
F GA 3
0,5 đ
* Khai triển
0
0
0
10V D 4.D
9D 4D D
2
10 .V D
Vậy khối lượng riêng là: D0 =
4D
0,5 đ
b Cho trọng lượng P Tìm khối lượng riêng vật lực căng T của sợi dây:
* Tìm sức căng T: Chọn I làm điểm tựa, ta có:
P AI P
2 T
T GI 2 Vậy sức căng T sợi dây T = P
0,5 đ
* Gọi D1, P1 khối lượng riêng trọng lượng vật Tìm D1 : Ta có: T + FA = P1
P
2 + 10D.V = 10D1V
0,5 đ
* Khai triển P + 20DV = 20D1V
P 20DV D
20V
Vậy: Khối lượng riêng vật là:
P 20DV D
20V
0,5 đ Câu 6
2,0 điểm
* Mắc nối tiếp R với ampe kế RA mắc vào hai cực nguồn U ampe kế giá trị Io với: Io=
U
R+RA (1)
- Thay R R1, ampe kế giá trị: I1=
U
R1+RA (2)
- Thay R R2, ampe kế giá trị: I2=
U
R2+RA (3)
- Thay R R1+R2, ampe kế giá trị: I= U
R1+R2+RA (4)
0,5 đ
* Từ (3) (4): R1=
U
I −
U I2=U(
1
I−
1
I2) (5) 0,5 đ
* Từ (2) (4): R2=U(
1
I −
1
I1) (6)
0,5 đ A
G
P I
FA
(7)* Từ (1) (2): R − R1=
U Io−
U
I1→ R=U(
1
Io+
1
I −
1
I1−
1
I2) (7)
* Chia (7) cho (5) ta được: R
R1=
(I1o+
1
I−
1
I1−
1
I2)
(1I −
1
I2)
→ R1=R (
1
I−
1
I2)
(1I+
1
Io−
1
I2−
1
I1)
* Tương tự: R2=R (
1
I−
1
I1)
(1I+
1
Io
−
I2
−
I1)
0,5 đ