a) Xác định khối lượng riêng D2 của dầu. Một học sinh tính ra công suất của đoạn mạch khi hai điện trở ghép nối tiếp với nhau và khi hai điện trở ghép song song với nhau có giá trị lần l[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ VĨNH YÊN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009-2010 ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 9
Thời gian làm bài: 150 phút
-Câu (2,5 điểm)
Hàng ngày ô tô chở gạo từ địa điểm A đến địa điểm B Khi ô tô chở đầy gạo, sau dỡ hêt hàng xuống B ô tô lại quay A để nhận hàng Trong hành trình tơ chuyển động với vận tốc tối đa đạt thời gian lượt nhiều thời gian lượt 10 phút Trong lần từ B A, ô tô chạy 10 phút lại nghỉ 10 phút, chặng cuối ô tô thời gian phút đến A muộn bình thường 20 phút Hãy:
a) Dùng kiến thức vật lý cơng suất để giải thích điều kiện bình thường tơ từ A đến B nhiều thời gian theo chiều ngược lại
b) Cho biết tỷ số hai giá trị vận tốc ô tô chở gạo không chở gạo c) Chứng tỏ qng đường AB khơng thể có độ dài tới 100km
Câu (2,5 điểm)
Ống thủy tinh hình chữ U có nhánh hình trụ, dài, thành mỏng, chia vạch đặt thẳng đứng, chứa nước Người ta đổ dầu có khối lượng riêng D2 vào nhánh B, chiều cao cột dầu h2 = 10cm mặt thống dầu so với mặt thống nước có độ cao chênh lệch h2/5 Đổ tiếp chất lỏng có khối lượng riêng D3 nhỏ khối lượng riêng nước vào nhánh A Khi cột chất lỏng có chiều cao h3 = cm mặt thống có độ cao chênh lệch với mặt thống dầu Δh=0,5cm Cho khối lượng riêng nước D1 = 1000kg/m3 Hãy:
a) Xác định khối lượng riêng D2 dầu b) Xác định khối lượng riêng D3 chất lỏng
c) Nếu h3 = 10 cm, Δh=1cm khối lượng riêng D3 chất lỏng có giá trị nào? Câu (2 điểm)
Hai điện trở R1 R2 mắc thành đoạn mạch vào nguồn điện có hiệu điện U khơng đổi Một học sinh tính cơng suất đoạn mạch hai điện trở ghép nối tiếp với hai điện trở ghép song song với có giá trị 20W 60W
a-Hãy chứng tỏ có có giá trị cơng suất học sinh tính khơng xác b-Giả sử R1 = R2 học sinh tính giá trị cơng suất hai đoạn mạch cơng suất đoạn mạch cịn lại có giá trị bao nhiêu?
Câu (2 điểm)
Hai gương phẳng AB CD chiều dài L (cm), đặt thẳng đứng, song song, hai mặt sáng quay vào nhau, cách d= L/3 Điểm sáng S nằm đường AC vng góc gương, cách mép A C
a)Nêu cách vẽ đường tia sáng xuất phát từ S gặp gương AB I, phản xạ gặp gương CD K tiếp tục phản xạ tới gương AB B Tính theo L độ dài đường SIKB tia sáng
b)Giữ nguyên vị trí hai gương S, giả sử độ dài hai gương lớn.Xét tia sáng SM xuất phát từ S tới gương AB lập với gương góc 600.Cho gương AB quay góc α nhỏ quanh trục vng góc mặt phẳng tới qua A, để tia phản xạ gương AB chắn khơng gặp gương CD gương CD phải quay quanh trục vng góc mặt phẳng tới qua C góc có giá trị bao nhiêu? Câu (1 điểm)
Bên hộp kín có điện trở nối thành mạch vịng, ba điểm nối A,B,C dây dẫn đưa Lần lượt mắc cực nguồn điện có hiệu điện không đổi U= 1,8V điện trở nhỏ vào cặp điểm nối Nếu mắc nguồn điện vào điểm A,B cường độ dịng điện chạy qua 0,72A; mắc nguồn điện vào điểm B,C cường độ dịng điện qua 0,4 A mắc nguồn điện vào điểm A,C cường độ dịng điện qua 0,45 A Hãy xác định giá trị điện trở hộp kín
(2)PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ VĨNH YÊN HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎIMÔN VẬT LÝ LỚP NĂM HỌC 2009-2010
-A-Lưu ý: Có thể chia nhỏ điểm phân phối cho ý Điểm câu điểm tồn bài làm trịn đến 0,25 theo quy tắc làm tròn số
Học sinh có cách giải khác nhau, phương pháp giải kết cho điểm theo phân phối điểm tương ứng hướng dẫn chấm
B-Sơ lời giải cách cho điểm:
Nội dung cho điểm điểm
Câu 1:
a) Gọi chiều dài quãng đường AB S, vận tốc lượt lượt v1 v2 ;công
suất động N Từ công thức tính cơng suất N=A/t suy N=F.S/t= F.v 0.25 Do công suất động không đổi- v tỷ lệ nghịch với F 0.25 Lượt ô tô chở hàng cần lực kéo lớn nên vận tốc cực đại đạt nhỏ 0.25 Cùng chiều dài quãng đường, thời gian tỷ lệ nghịch với vận tốc, lượt nhiều
thời gian lượt
Sẽ không cho điểm phần a) khơng từ cơng thức tính cơng suất động cơ.
0.25 b) Gọi thời gian ô tô thực lượt lượt t1 t2
Từ đề t1= S/v1, t2= S/v2 S/v1 = S/v2 +10 (phút) (1)
0.25 Trong lượt ô tô chặng đường cuối s1 = 5.v2 Chặng đường trước 10
phút, nghỉ 10 phút nên tơ với vận tốc trung bình v2/2 với thời gian nhiều t1 20-5=15 (phút)
Từ có: (S-5v2)/(v2/2)=S/v2 +15 (phút) (2)
0.5 Từ (2) S= 25.v2; Thay vào (1) S= 35.v1
Tỷ số v1/v2 = 5/7 Giá trị vận tốc ô tô lượt 5/7 giá trị vận tốc lượt 0.25 c) Giả sử S > 100km 25v2 > 100 v2 > 4km/ph = 240km/h Một điều không xảy
trong thực tế với vận tốc ô tô tải vi phạm luật giao thông 0.5 Câu 2:
a)Xét áp suất gây cột dầu lên điểm M mặt phân cách dầu -nước áp suất gây cột nước lên điểm N nước bên nhánh A ngang điểm M
Gọi D1, h1 D2, h2 khối lượng riêng, chiều cao (so đường NM)của cột nước dầu Theo ĐL Paxcan: PM=PN D1.h1 = D2.h2 (1)
Vì dầu có KL riêng nhỏ nước, nên h2 > h1 h2 - h1 =h2/5 h1 =4h2/5 (2)
0.5
Từ (2) và (1) D2 = 4D1/5 Thay số D2 = 800 kg/m3 0.5
b) Chất lỏng đổ thêm có KL riêng D2 Xét trường hợp: Trường hợp mặt thoáng chất lỏng cao mặt thoáng dầu trường hợp mặt thoáng chất lỏng thấp mặt thoáng dầu
Cả trường hợp mặt phân cách chất lỏng-nước cao mặt phân cách dầu-nước Chọn điểm M mặt phân cách dầu -nước điểm N bên nhánh A ngang điểm M; khối lượng riêng chiều cao cột chất lỏng D3 h3 Áp suất gây cột dầu lên điểm M áp suất gây cột chất lỏng cột nước lên N nhau:
D2.h2 = D3.h3 + D1.h1 D3 = (D2.h2 - D1.h1)/h3
+Trường hợp mặt thoáng chất lỏng cao mặt thoáng dầu: Thay kiện: h2=10cm, h1=10+0,5-5 =5,5 (cm), h3 = 5cm; D1 =1000kg/m3, D2 =800kg/m3
Tính D3 = 500 kg/m3
0.5
+Trường hợp mặt thoáng chất lỏng thấp mặt thoáng dầu: Thay kiện: h2=10cm, h1=10-0,5-5 =4,5 (cm), h3 = 5cm; D1 =1000kg/m3, D2 =800kg/m3
(3)c) Tương tự phần (b) với ý điểm M, N phải nằm môi trường
(mặt phân cách nước với môi trường khác coi môi trường nước).
+Trường hợp có phương trình: D2.h2 = D3.h3 + D1.h1 Thay số có D3=700 kg/m3 +Trường hợp có phương trình: D3.h3 = D2.h2 + D1.h1 Thay số có D3=900 kg/m3
0.5
Câu 3:
a) Công suất đoạn mạch :
2 2 2 U U
P v P
R R R R R R
(1)
1
2
2
( )
P R R
P R R
(2)
0.5
Từ toán chứng minh: (a+b)2 > 4ab
1
P
P Dấu (=) xảy R1 = R2 0.5
Xét đáp số học sinh: xác P1=20W P2 > 20.4= 80W; đề P2= 60W 0.25 Cịn xác P2=60W P1 < 60/4=15W; đề P1= 20W
Kết luận, có đáp số khơng xác 0.25 b) Giả sử R1 = R2 đáp số P1=20W Thay vào (2) P2 = 125W 0.25 Giả sử R1 = R2 đáp số P2=60W Thay vào (2) P1 = 9,6 W 0.25 Câu 4:
a) +Nhận xét tia phản xạ IK kéo dài qua ảnh S1 S qua gương AB, tia phản xạ KB kéo
dài qua ảnh S2 S1 qua gương CD 0.25
Cách vẽ: Lấy S1 đối xứng với S qua AB ảnh S qua gương AB, Lấy S2 đối
xứng S1 qua gương CD ảnh S1 qua gương CD 0.25 +Nối BS2 cắt CD K, nối KS1 cắt AB I đoạn gấp khúc SIKB tia sáng cần vẽ 0.25 +Do tính chất tia phản xạ, xét tam giác đoạn SIKB có độ dài đoạn S2B
Tính S2A= L/2 Áp dụng Định lý Pitago tìm đoạn 61
L
S B (cm) 0.25
b) Góc tới ban đầu tới gương AB 300 0.25 Chứng minh tốn phụ: gương quay góc α trục quay nằm mặt phẳng
gương, vuông góc mặt phẳng tới tia phản xạ quay góc 2α 0.25 Khi gương AB quay góc α , tia phản xạ gương AB quay góc 2α tới gặp gương CD với
góc tới i/ =300+2α; lập với gương CD góc β =600-2α 0.25 Vì α nhỏ, kích thước gương lớn nên loại trừ trường hợp gặp gương AB tia sáng phản
xạ vượt giới hạn CD
Để tia phản xạ chắn khơng gặp gương CD phải quay cho CD song song với tia phản xạ Kết luận gương phải quay góc có giá trị β =600-2α.
0.25
Câu 5:
Gọi giá trị điện trở x,y,z hai đầu x mắc vào A, B; hai đầu y nối với B, C; hai đầu z nối với A,C.Theo liệu có:
1 ( )
2,5( )
x y z U
x y z I
(1) ;
( )
4,5( )
y x z U
x y z I
(2) ;
( )
4( )
z x y U
x y z I
(3)
0.25
Giải phương trình ẩn số:
Tham khảo cách giải: Trừ vế-vế PT (2) cho PT (1) z y x( )
x y z
(4)
Chia (3) cho (4) rút y=3x
Trừ vế-vế PT (2) cho PT (3) x y z( ) 0,5
x y z
(5)
Chia (1)cho (5), rút z=2y/3=2x Thay y,z theo x vào phương trình
Tìm x= 3Ω; y=9Ω; z=6Ω;
(4)