DE THI HSG VATLY 9 HA NAM

của đoạn mạch một hiệu điện thế U AB = 9V. Nối D và B bằng một vôn kế có điện trở rất lớn. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của vôn kế... 2. Tháo vôn kế đi, nối D và B[r]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

HÀ NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNHLỚP THCS NĂM 2011 Mơn : VẬT LÍ

Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 06/04/2011

Bài (5 điểm)

Bốn điện trở R1, R2, R3, R4 mắc vào đoạn mạch AB hình Đặt vào hai đầu

của đoạn mạch hiệu điện UAB = 9V Biết R1 = R2 = R3 = 3, R4 = 1

1 Nối D B vơn kế có điện trở lớn Tính cường độ dịng điện qua điện trở số vôn kế

2 Tháo vôn kế đi, nối D B ampe kế có điện trở nhỏ khơng đáng kể a) Tính hiệu điện điện trở

b) Tìm số ampe kế chiều dòng điện qua ampe kế

Bài 2.(6 điểm)

Cho mạch điện hình 2: Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện UAB = 18V

Biến trở Rb có điện trở tồn phần RMN = 20, R1 = 2, đèn có điện trở RÐ= 2, vơn kế có

điện trở lớn, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể Điều chỉnh chạy C để ampe kế 1A a) Xác định vị trí chạy C

b) Tìm số vơn kế

c) Biết đèn sáng bình thường Tìm cơng suất định mức đèn

2 Phải di chuyển chạy C đến vị trí để công suất tiêu thụ biến trở đạt giá trị lớn ? Giá trị lớn ? Cho biết độ sáng đèn lúc

3 Biết đèn chịu hiệu điện tối đa 4,8V Hỏi chạy C dịch chuyển khoảng biến trở ?

Bài (6,5 điểm)

Trên hình 3, vật sáng AB có dạng đoạn thẳng đặt vng góc với trục xy thấu kính L1, A'B' ảnh AB tạo thấu kính L1 Biết AB = 20cm, A'B' = 10cm, AA'=

54cm

a) Thấu kính L1 thấu kính ? Tại ? Bằng cách vẽ đường tia sáng, xác

định vị trí quang tâm O1, tiêu điểm F1,

/

F thấu kính L

b) Bằng kiến thức hình học, tính tiêu cự f1 thấu kính L1

c) Giữ nguyên vị trí vật AB thấu kính L1, đặt thêm thấu kính phân kì L2 (có

quang tâm O2) vào khoảng vật thấu kính L1 cho trục trùng

khoảng cách O1O2 = 6cm Biết ảnh A2B2 AB tạo hệ thấu kính ảnh thật

2

A B 0,8AB Bằng kiến thức hình học, tính tiêu cự f

2 thấu kính L2

Bài (2,5 điểm)

Có hai hộp kín, hộp có hai đầu dây ngồi Trong hộp có bóng đèn pin, hộp cịn lại có điện trở Hãy xác định bóng đèn pin nằm hộp

Dụng cụ: nguồn điện có hiệu điện U không đổi, biến trở, mili ampe kế, mili vôn kế dây nối

- HẾT -(Giám thị coi thi không giải thích thêm )

HƯỚNG DẪN CHÂM THI HSG TỈNH MÔN VẬT LÝ NĂM 2011

Bài Nội dung Điểm

Bài 1 (5điểm)

ý 1(2,25điểm )

+ Do vơn kế có điện trở lớn nên dịng qua vơn kế coi không.Mạch điện gồm R ntR / /R ntR2 3 1

1 23

23 123 AB 123

1 23

R R

R R R 6 ;R 2 R R R 3

R R               + AB AB U

I I 3A

R

  

+ UAC U1IR123 6V; UCB U4 3V 1 AC 3

DC 3

DB V DC CB

U

I 2A

R

U

I I 1A

R R

U U I R 3V,

U U U U 6V

  

   



   

    

Vôn kế vôn

0,25 0,25 0,50 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 ý (2,75 điểm)

a(1,75 điểm)

+ RA = nên chập B với D mạch điện gồm :  4

R / /R ntR / /R

 

 

+

3

34 134 34

3

R R

R 0,75 ; R R R 3,75

R R         + AB 34 134 U

I I 2,4A

R

  

1 1

3 34 34

2 AB

U R I 7, 2V;

U U I R 1,8V

U U 9V

          b(1điểm) 2 3 U I 3A; R U I 0,6A R      

+Tại nút D: I I 2 I3 3,6A;

+ Chiều dòng điện qua am pe kế từ D đến B

Bài 2 (6điểm)

Ý (3 điểm) a( điểm)

.+ Mạch gồm : (RCM//RCN )ntR1ntRđ

Đặt RCM = x RCN = 20 -x với 0 x 20  ;

CB x(20 x) R 20   +

AB d CB

x(20 x) x 20x 80

R R R R

20 20           + AB AB AB U 18.20 I

R x 20x 80

 

  

+ CB AB CB 2

18.20 x(20 x) 18x(20 x)

U I R

20

x 20x 80 x 20x 80

 

   

     

+

CB

A 2

CN

U 18x(20 x) 18x

I

R x 20x 80 20 x x 20x 80



   



     

+ Ampe kế 1A

2

18x

1 x 2x 80

x 20x 80

     

  

+ Giải phương trình ta x = 10 x = -8 (loại) + Vậy chạy C biến trở ampe kế 1A

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0.25 b( 0,5 điểm)

Với x = 10 ta có + AB

18.20

I 2(A)

10 20.10 80

 

   ; UÐ I RAB Ð 2.2 4(V)

+ Số vôn kế là: UV UAB  UÐ 18 14(V) 

0,25 0,25 c ( 0,5 điểm)

+ Công suất định mức đèn là:

2

Ð Ð(đm)Ð

Ð

U

P P 8(W)

R

    0,50

Ý 2(2 điểm) Đặt CB

x(20 x) y R

20 

 

; RAB RÐ R1RCB  4 y + AB AB AB U 18 I

R y

 



Công suất tiêu thụ biến trở là:

+

2

2

CB AB CB

18 18

P I R y

4

y y

y                      

+ Áp dụng BĐT cơsi ta có:

4

y 4

y    + CB 18

P 20, 25

+ Dấu "=" xảy

2 x 14,5

4 x 20x

y y 4

x 5,5 20

y

 

 

      

 

+ Vậy chạy C vị trí cho RCM 5,5 RCM 14,5 cơng suất tiêu thụ biến trở đạt cực đại, giá trị cực đại 20,25W Cường độ dịng điện mạch lúc là:

+ AB

18 18

I 2, 25(A)

y 4

  

   UÐ I RAB Ð 2, 25.2 4,5(V)

+ Đèn sáng bình thường

0,25 0,25 0,25

Ý 3.(1 điểm)

+ Ð AB Ð

18 36

U I R

y y

   

 

+ Ð

36

U 4,8(V) 4,8 y 3,5

y

    



2

x 20x

3,5 20

 

 

+  x220x 70 0   4,5 x 15,5 

+ Vậy chạy C di chuyển khoảng cho điện trở đoạn CM có giá trị từ 4,5 đến 15,5

0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 3

6,5(điểm) Ý a(1,5 điểm)+ Vì ảnh ngược chiều vật ảnh thật nên thấu kính hội tụ

+ Nối B với B1 cắt trục O1 ( Tia qua quang tâm truyền

thẳng)

+ Dựng thấu kính vng góc với trục O1

+ Từ B kẻ tia sáng song song với trục cắt thấu kính I Nối I với B' cắt trục F1/(Tia song song với trục tia ló qua tiêu điểm)

+ Kẻ B'K song song với trục chính, cắt thấu kính K, nối K với B cắt trục tiêu điểm F1

0,25 0,25 0,25 0,25

0,25

+ Vẽ hình

0,25

Ý b( 2,25 điểm) +

1

1

1

O A ' A 'B' 10

ABO ~ A ' B'O

O A AB 20

     

+  O A 2.O A '1  + O A O A ' 54cm1  

+  O A 36(cm), O A ' 18(cm)1   +

' '

' ' 1 1

1 1 ' '

1 1 1

A 'F O A ' O F A ' B'

O IF A 'B'F

O I O F O F



    

1

O I AB (O

1IBA hình chữ nhật)

+

'

1 1

' 1

O A ' O F A 'B'

AB O F     + 1

18 f

f    f 12(cm)   0,25 0,50 0,25 0,25 0,25

Ý c( 2,25 điểm)

0,25

Sơ đồ tạo ảnh:

2

' '

1 2

O O

1 2

d d d d

AB     A B      A B

+ Ta có d1 = AO2 - O1O2= 36-6=30(cm)

+

2 2

2 1 1

1 1

A B O A

A B O ~ A B O

A B O A

   

' '

' ' 2 2 2 1

1 2 ' '

1 1 1 1

A B A F A B O A O F

O KF ~ A B F

O K O F A B O F



     

+

' ' '

'

1 1 2 2

2 '

1 2

1

O A O F O A d 12 d 12.d

d

O A 12 d d 12

O F

 

    



+

1

2 1

2

A B O A

ABO ~ A B O

AB O A

   

1 1 1 2

2 1

2 2 2

A B A F A B O F O A

O IF ~ A B F

O I O F AB O F



     

+

' ' '

'

2 2 2 1

1

2 2 2

O F O A O A f d d d 30f

d

O F O A f d 30 30 f

 

     



+ Ta có ' '

2 2 1 2

2 1

d d A B A B A B

0,8

d d A B AB  AB 

+ 2 f 12 0,8

d 12 30 f

+

' ' ' 2

2 1 2

2

30f 24f 180

d d O O d d 12 d 6

30 f 30 f



          

 

+ Thay vào (4) ta được:

2

2 2

2

f 12

0,8

24f 180 30 f

30 f

 

 



+ f2 20(cm)

Chú ý: Các đại lượng d1, d1', d2, d2', f1, f2 độ dài số học

0,25 0,25

Bài 4

(2,5 điểm) + Để xác định hộp có chứa bóng đèn pin ta phải làm thí nghiệm nghiên cứu phụ thuộc cường độ dòng điện qua hai hộp vào hiệu

điện (Vẽ đường đặc trưng Vôn - Am pe) + Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ :

+ Đo cường độ dịng điện qua hộp hiệu điện hai đầu hộp ứng với vị trí khác chạy C

+ Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc cường độ dòng điện qua hộp vào hiệu điện hai đầu hộp

+ Kết :

* Đường đặc trưng vôn - Am pe điện trở đường thẳng

0,5

0,50

0,25 0,25

0,25

* Đường đặc trưng vơn -Am pe bóng đèn phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ nên đường cong

+ Từ xác định hộp kín có chứa bóng đèn pin * Chú ý : - Khi làm thí nghiệm điều chỉnh biến trở để hiệu điện thay đổi khoảng không lớn