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 TỈNH LỚP 9 THCS NĂM 2011

Môn : VẬT LÍ

Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 06/04/2011

Bài 1 (5 điểm)

Bốn điện trở R1, R2, R3, R4 được mắc vào đoạn mạch AB như hình 1 Đặt vào hai đầu của đoạn mạch một hiệu điện thế UAB = 9V Biết R1 = R2 = R3 = 3, R4 = 1

1 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 bằng một ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể

a) Tính hiệu điện thế trên các điện trở

b) Tìm số chỉ của ampe kế và chiều dòng điện qua ampe kế

Bài 2.(6 điểm)

Cho mạch điện như hình 2: Đặt vào hai đầu của đoạn mạch một hiệu điện thế UAB = 18V Biến trở Rb có điện trở toàn phần RMN = 20, R1 = 2, đèn có điện trở RÐ= 2, vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế có điện trở nhỏ không đáng kể

1 Điều chỉnh con chạy C để ampe kế chỉ 1A

a) Xác định vị trí con chạy C

b) Tìm số chỉ vôn kế khi đó

c) Biết đèn sáng bình thường Tìm công suất định mức của đèn

2 Phải di chuyển con chạy C đến vị trí nào để công suất tiêu thụ trên biến trở đạt giá trị lớn nhất ? Giá trị lớn nhất ấy bằng bao nhiêu ? Cho biết độ sáng của đèn lúc này

3 Biết đèn chịu được hiệu điện thế tối đa là 4,8V Hỏi con chạy C chỉ được dịch chuyển trong khoảng nào của biến trở ?

Bài 3 (6,5 điểm)

Trên hình 3, vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính xy của thấu kính L1, A'B' là ảnh của AB tạo bởi thấu kính L1 Biết AB = 20cm, A'B' = 10cm, AA'= 54cm

a) Thấu kính L1 là thấu kính gì ? Tại sao ? Bằng cách vẽ đường đi của tia sáng, hãy xác định vị trí quang tâm O1, các tiêu điểm chính F1, F1/ của thấu kính L1

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

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

c) Giữ nguyên vị trí của vật AB và thấu kính L1, đặt thêm một thấu kính phân kì L2 (có quang tâm O2) vào trong khoảng giữa vật và thấu kính L1 sao cho trục chính trùng nhau và khoảng cách O1O2 = 6cm Biết ảnh A2B2 của AB tạo bởi hệ thấu kính là ảnh thật và

2 2

A B 0,8AB Bằng kiến thức hình học, hãy tính tiêu cự f2 của thấu kính L2

Bài 4 (2,5 điểm)

Có hai hộp kín, mỗi hộp có hai đầu dây ra ngoài Trong một hộp có một bóng đèn pin, trong hộp còn lại có một điện trở Hãy xác định bóng đèn pin nằm trong hộp nào

Dụng cụ: 1 nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi, 1 biến trở, 2 mili ampe kế, 1 mili vôn kế và các dây nối

-

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

Họ và tên thí sinh: Số BD:

HƯỚNG DẪN CHÂM THI HSG TỈNH MÔN VẬT LÝ NĂM 2011

Bài 1

(5điểm)

ý 1(2,25điểm )

+ Do vôn kế có điện trở rất lớn nên dòng qua vôn kế coi như bằng

không.Mạch điện gồm R ntR / /R ntR2 3 1 4

1 23

1 23

R R



+

AB 4

AB

U

R

+ UAC  U1 IR123  6V; UCB  U4  3V

1 1 1

AC

2 3

2 3

DC 3 3

U

R

U



Vôn kế chỉ 6 vôn

0,25 0,25 0,50

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

ý 2 (2,75 điểm)

a(1,75 điểm)

+ RA = 0 nên chập B với D mạch điện gồm :    R / /R ntR / /R3 4 1  2

+

3 4

R R



+

AB

1 34

134

U

R

1 1 1

3 4 34 34

2 AB

b(1điểm)

2 2 2

3 3 3

U

R U

R

+Tại nút D: I I  2 I3  3,6A;

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

0,25 0,25

0,25 0,25

0,50 0,25

0,25

0,25 0,25 0,25

Bài 2

(6điểm)

Ý 1 (3 điểm)

a( 2 điểm)

.+ Mạch gồm : (RCM//RCN )ntR1ntRđ

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

x(20 x) R

20





+

2

+

AB

AB

I

20

+

CB

CN

I





+ Ampe kế chỉ 1A

2 2

18x

+ Giải phương trình ta được x = 10 hoặc x = -8 (loại)

+ Vậy con chạy C ở chính giữa biến trở thì ampe kế chỉ 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 2

18.20

+ Số chỉ của vôn kế là: UV UAB  UÐ 18 4 14(V) 

0,25 0,25

c ( 0,5 điểm)

+ Công suất định mức của đèn là:

Ð Ð(đm)Ð

Ð

Ý 2(2 điểm)

Đặt CB

x(20 x)

y R

20



; RAB RÐ R1RCB  4 y

+

AB AB

AB

I



Công suất tiêu thụ trên biến trở là:

+

2

2 2

CB AB CB

4

y



+ Áp dụng BĐT côsi ta có:

4

y

+

2 CB

18

4

0,25

0,25 0,25

0,25 0,25

+ Dấu "=" xảy ra khi

x 5,5 20

y







+ Vậy con chạy C ở vị trí sao cho RCM 5,5 hoặc RCM 14,5 thì

công suất tiêu thụ trên biến trở đạt cực đại, giá trị cực đại bằng 20,25W

Cường độ dòng điện trong mạch lúc đó là:

+ AB

+ Đèn sáng hơn bình thường

0,25

0,25 0,25

Ý 3.(1 điểm)

+ Ð

36

y 4



2

3,5 20

+  x220x 70 0   4,5 x 15,5 

+ Vậy con chạy C chỉ được di chuyển trong khoảng sao cho điện trở của

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 là ảnh thật nên thấu kính là hội tụ

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

thẳng)

+ Dựng thấu kính vuông góc với trục chính tại O1

+ Từ B kẻ tia sáng song song với trục chính cắt thấu kính tại I Nối I với

B' cắt trục chính tại F1/(Tia song song với trục chính thì tia ló qua tiêu

điểm)

+ Kẻ B'K song song với trục chính, cắt thấu kính tại K, nối K với B cắt

trục chính tại tiêu điểm F1

0,25 0,25

0,25 0,25

0,25

+ Vẽ hình đúng

0,25

Ý b( 2,25 điểm)

+

1

1

ABO ~ A ' B'O

+  O A 2.O A '1  1

+ O A O A ' 54cm1  1 

0,25 0,25 0,25

+  O A 36(cm), O A ' 18(cm)1  1 

+

A 'F O A ' O F

A ' B'



1

O I AB (O1IBA là hình chữ nhật)

+

'

'

1 1

O F



+

1

1



1

0,25 0,50 0,25

0,25 0,25

Ý c( 2,25 điểm)

0,25

Sơ đồ tạo ảnh:

+ Ta có d1 = AO2 - O1O2= 36-6=30(cm)

+

A B O ~ A B O

O KF ~ A B F



+

'

2 '

1 1

d

O F



+

2

ABO ~ A B O

O IF ~ A B F



+

'

1

d



+ Ta có

' '

0,8

+

2

f 12

0,8

0,25 0,25

0,25 0,25

0,25

0,25 0,25 0,25

+



+ Thay vào (4) ta được:

2

2

f 12

0,8

30 f



+ f2 20(cm)

Chú ý: Các đại lượng d 1 , d 1 ', d 2 , d 2 ', f 1 , f 2 là các độ dài số học

0,25 0,25

Bài 4

nghiên cứu sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua hai hộp vào hiệu

điện thế (Vẽ các đường đặc trưng Vôn - Am pe)

+ Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ :

+ Đo cường độ dòng điện qua các hộp và hiệu điện thế giữa hai đầu của

mỗi hộp ứng với các vị trí khác nhau của con chạy C

+ Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua mỗi hộp

vào hiệu điện thế giữa hai đầu của mỗi hộp

+ Kết quả :

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

0,5

0,50

0,25 0,25

0,25

0,25 0,25 0,25

* Đường đặc trưng vôn -Am pe của bóng đèn do sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ nên sẽ là một đường cong

+ Từ đó sẽ xác định được trong hộp kín nào có chứa bóng đèn pin

* Chú ý : - Khi làm thí nghiệm điều chỉnh biến trở để hiệu điện thế thay

đổi trong khoảng không quá lớn

- Nếu học sinh trình bày theo cách khác nhưng vẫn thể hiện được

là xét quan hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế cho điểm tương tự