c/ Cần ít nhất bao nhiêu điện trở R 0 và mắc chúng như thế nào vào nguồn điện không đổi có điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R 0 đều bằng 0,1A?. Bài 4 :(4 đ[r]
(1)PHÒNG GD-ĐT PHÙ MỸ ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN - NĂM HỌC 2011-2012 TRƯỜNG THCS MỸ CHÁNH MÔN : VẬT LÝ – LỚP 9
Thời gian : 150 phút (khơng tính thời gian phát đề) Bài (5 điểm )
Một ấm điện có điện trở R1 R2 Nếu R1 R2 mắc nối tiếp với thời gian đun sơi nước đựng ấm 50 phút Nếu R1 R2 mắc song song với thời gian đun sơi nước ấm lúc 12 phút Bỏ qua nhiệt với môi trường điều kiện đun nước nhau, hỏi dùng riêng điện trở thời gian đun sôi nước tương ứng ? Cho hiệu điện U không đổi
Bài :(5 điểm ) Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có diện tích đáy S = 150 cm2 cao h = 30cm, khối gỗ thả hồ nước sâu H = 0,8m cho khối gỗ thẳng đứng Biết trọng lượng riêng gỗ 2/3 trọng lượng riêng nước dH2O = 10 000 N/m3
Bỏ qua thay đổi mực nước hồ, :
a) Tính chiều cao phần chìm nước khối gỗ ? b) Tính cơng lực để nhấc khối gỗ khỏi nước H theo phương thẳng đứng ?
c) Tính cơng lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ theo phương thẳng đứng ?
Bài :(6 điểm ) Cho điện trở có giá trị R0, mắc với theo cách khác nối vào nguồn điện không đổi xác định mắc nối tiếp với điện trở r Khi điện trở mắc nối tiếp cường độ dịng điện qua điện trở 0,2A, điện trở mắc song song cường độ dịng điện qua điện trở 0,2A
a/ Xác định cường độ dòng điện qua điện trở R0 trường hợp lại ? b/ Trong cách mắc trên, cách mắc tiêu thụ điện ? Nhiều ?
c/ Cần điện trở R0 mắc chúng vào nguồn điện khơng đổi có điện trở r nói để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ?
Bài :(4 điểm )
Chiếu tia sáng nghiêng góc 450 chiều từ trái sang phải xuống gương phẳng đặt nằm ngang Ta phải xoay gương phẳng góc so với vị trí gương ban đầu , để có tia phản xạ nằm ngang
(2)HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN - NĂM HỌC 2011-2012 MÔN : VẬT LÝ – LỚP 9
Bài 1( điểm )
* Gọi Q (J) nhiệt lượng mà bếp cần cung cấp cho ấm để đun sơi nước Q không đổi trường hợp Nếu ta gọi t1 ; t2 ; t3 t4 theo thứ tự thời gian bếp đun sôi nước tương ứng với dùng R1, R2 nối tiếp; R1, R2 song song ; dùng R1 dùng R2 theo định luật Jun-lenxơ ta có :
Q= U2.t
R =
U2.t1
R1+R2=
U2.t2
R1.R2 R1+R2
=U
.t3
R1 = U2.t4
R2 (1) (1,5đ)
* Ta tính R1 R2 theo Q; U ; t1 t2 : + Từ (1) Þ R1 + R2 = U
2
.t1
Q ( 0,5 đ)
+ Cũng từ (1) Þ R1 R2 = U
2
.t2
Q (R1+R2)=
U4.t1.t2
Q2 ( 0,5 đ)
Theo định lí Vi-et R1 R2 phải nghiệm số phương trình : R2 - U2.t1
Q R + U4.t
1.t2
Q2 = (1) ( 0,5 đ)
Thay t1 = 50 phút ; t2 = 12 phút vào PT (1) giải: ta có D = 102 U
4
Q2 Þ √Δ =
10 U2
Q ( 0,5 đ)
Þ R1 = U2.t
1
Q +
10 U2 Q
2 =
(t1+10).U2
2.Q =¿
30 U2
Q R2 = 20 U2
Q (1đ)
* Ta có t3 =
Q.R1
U2 = 30 phút t4 =
Q.R2
U2 = 20 phút Vậy dùng riêng
điện trở thời gian đun sơi nước ấm tương ứng 30ph 20 ph ( 0,5 đ)
Bài ( điểm )
a) Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm nước x (cm) : ( h - x ) + Trọng lượng khối gỗ : P = dg Vg = dg S h ( 0,5 đ)
( dg trọng lượng riêng gỗ ) x
+ Lực Acsimet tác dụng vào khối gỗ : FA = dn S x ; ( 0,5 đ) H khối gỗ nên ta có : P = FA ⇒ x = 20cm ( 0,5 đ) b) Khi khối gỗ nhấc khỏi nước đoạn y ( cm ) so với lúc đầu lực Acsimet giảm lượng
(3)F = P - F’A = dg.S.h - dn.S.x + dn.S.y = dn.S.y lực tăng từ lúc y = đến y = x , giá trị trung bình lực từ nhấc khối gỗ đến khối gỗ vừa khỏi mặt nước F/2 Khi cơng phải thực A = 12 F.x = 12 dn.S.x2 = (J) ( 1,5đ) c) Cũng lý luận câu b song cần lưu ý điều sau :
+ Khi khối gỗ nhấn chìm thêm đoạn y lực Acsimet tăng lên lực tác dụng lúc
F = F’A - P có giá trị dn.S.y.Khi khối gỗ chìm hồn tồn, lực tác dụng F = dn.S ( h - x ); thay số tính F = 15N ( đ)
+ Công phải thực gồm hai phần :
- Cơng A1 dùng để nhấn chìm khối gỗ vừa vặn tới mặt nước : A1 = 12 F.( h - x ) - Công A2 để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ ( lực FA lúc không đổi ): A2 = F s (với s = H - h )
ĐS : 8,25J ( đ)
Bài ( điểm )
a/ Xác định cách mắc lại gồm :
* cách mắc : (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r * cách mắc : (( R0 nt R0 ) // R0 ) nt r
Theo ta có cường độ dịng điện mạch mắc nối tiếp : Int = U r+3R0 =
0,2A (1) (0,5 đ) Cường độ dịng điện mạch mắc song song :
ISS= U
r+R0
3
=3 0,2=0,6A
(2) (0,5 đ)
Lấy (2) chia cho (1), ta :
r+3R0
r+R0
3
=3
⇒ r = R0 Đem giá trị r thay vào (1) ⇒ U = 0,8.R0 (0,5 đ)
+ Cách mắc : Ta có (( R0 // R0 ) nt R0 ) nt r Û (( R1 // R2 ) nt R3 ) nt r đặt R1 = R2 = R3 = R0 Dòng điện qua R3 : I3 =
U r+R0+R0
2
=0,8 R0
2,5 R0
=0,32A
(0,5 đ)
Do R1 = R2 nên I1 = I2 = I3
2=0,16A
+ Cách mắc : Cường độ dịng điện mạch I’ =
U r+2 R0.R0
3 R0
=0,8 R0
5 R0
3
=0,48A
(4)Hiệu điện hai đầu mạch nối tiếp gồm điện trở R0 : U1 = I’
2 R0.R0
3 R0 = 0,32.R0(0,5 đ)
⇒ cường độ dòng điện qua mạch nối tiếp I1 = U1
2 R0
=0,32 R0
2 R0
=0,16A (0,5 đ)
⇒ CĐDĐ qua điện trở lại I2 = 0,32A (0,5 đ) b/ Ta nhận thấy U không đổi ⇒ công suất tiêu thụ mạch P = U.I nhỏ I mạch nhỏ ⇒ cách mắc tiêu thụ công suất nhỏ cách mắc tiêu thụ công suất lớn (0,5 đ)
c/ Giả sử mạch điện gồm n dãy song song, dãy có m điện trở giống R0 ( với m ; n Ỵ N)
Cường độ dịng điện mạch ( Hvẽ ) I +
-I= U
r+m
n.R0
= 0,8
1+m
n (0,5 đ)
Để cường độ dòng điện qua điện trở R0 0,1A ta phải có : I=
0,8
1+m
n
=0,1.n
⇒ m + n = Ta có trường hợp sau (0,5 đ)
m 1 7
n 7 1
Số điện trở R0 7 12 15 16 15 12 7
Theo bảng ta cần điện trở R0 có cách mắc chúng : (0,5 đ) a/ dãy //, dãy điện trở
b/ dãy gồm điện trở mắc nối tiếp Câu 4: ( điểm )
Vẽ hình ( 1đ)
Vẽ tia sáng SI tới gương cho tia phản xạ IR theo phương ngang (như hình vẽ)
Ta có SID = 1800 - SIA = 1800 - 450 = 1300 (0,5 đ) IN pháp tuyến gương đường phân giác góc SIR
Góc quay gương RIB ma i + i,= 1800 – 450 = 1350 (0,5 đ)
S N
A
i
i’
I R
(5)Ta có: i’ = i =
135
67,5
2 (0,5 đ)
IN vng góc với AB Þ NIB = 900 (0,5 đ)
RIB =NIB- i’ = 900- 67,5 =22,50
(0,5 đ) Vậy ta phảI xoay gương phẳng góc 22,5 (0,5 đ)