Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng gặp nó là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường Hình vẽ 3 Xác định chiều dài bóng của thước thu được trên tường.. Bỏ qua điện trở các dây nối[r]
Trang 1PHÒNG GD&ĐT
THANH OAI
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
NĂM HỌC 2015 - 2016
Môn thi: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (4,0 điểm): Có hai bình cách nhiệt đựng cùng một chất lỏng Một học sinh lần lượt múc
từng ca chất lỏng ở bình 1 đổ vào bình 2 và ghi lại nhiệt độ khi cân bằng sau mỗi lần đổ là:
t 1 =10 0 C, t 2 =17,5 0 C, t 3 (bỏ sót không ghi), t 4 = 25 0 C Hãy tìm nhiệt độ t 3 và nhiệt độ t 01 của chất lỏng
ở bình 1 Coi nhiệt độ và khối lượng mà mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 1 là như nhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa chất lỏng với bình, ca và môi trường bên ngoài.
Câu 2 : (4,5 điểm)Cho mạch điện như hình 1, trong đó các vôn kế giống nhau Nếu mắc hai điểm
M và N vào một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U thì ampe kế chỉ I 1 = 3 mA và có 2 vôn kế cùng chỉ 12 V Còn
nếu mắc các điểm P và Q vào nguồn điện nói trên thì ampe kế chỉ I 2 = 15 mA.
1) Tính điện trở của mỗi vôn kế và giá trị U.
2) Nếu mắc hai điểm M và Q vào nguồn điện
trên thì số chỉ của các vôn kế và ampe kế lúc này
bằng bao nhiêu?
Câu 3 (4 điểm): Câu IV: Một bình nhỏ, thành rất mỏng được giữ cố định trong một bình lớn như
hình 2 Ở đáy bình nhỏ có một lỗ tròn trong đó có đặt vừa khít một cái nút hình trụ chiều cao h =
20 cm Nút này có thể chuyển động không ma sát theo phương thẳng đứng Trong bình nhỏ có chứa dầu, bình lớn chứa nước Khi nút nằm cân bằng, mực chất lỏng trong bình lớn và nhỏ là như nhau Mực dầu trong bình nhỏ có độ cao H = 15cm Trọng lượng riêng
của dầu là d 1 = 8000 N/m 3 , của nước là d 2 = 10000 N/m 3 , của chất làm
nút trụ là d = 11000 N/m 3 Hỏi khi nằm cân bằng thì phần nút nằm
trong dầu có chiều cao bao nhiêu?.
Câu 4 (3,0 điểm): Một gương phẳng G rộng đặt ngửa, nằm ngang, sát
với chân một bức tường cao thẳng đứng Người ta đặt một thước thẳng
MN có chiều dài l = 20cm nghiêng với mặt gương một góc = 30 0
Một chùm ánh sáng song song rộng, hợp với phương ngang một góc
=45 0 chiếu vào gương Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng
gặp nó là mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường (Hình vẽ 3)
Xác định chiều dài bóng của thước thu được trên tường.
Câu 5 (4,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 4: Biết R1 =R 2 =R 3 =R,
đèn Đ
có điện trở R đ = kR với k là hằng số dương R x là một biến trở, với mọi R x đèn luôn sáng Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi đặt vào A và B.
Bỏ qua điện trở các dây nối.
1 Điều chỉnh R x để công suất tiêu thụ trên đèn bằng 9W Tìm công
suất trên R 2 theo k.
2 Cho U=16V, R=8, k=3, xác định R x để công suất trên R x bằng
0,4W.
- Hết
-(Đề thi có 01 trang)
Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
Hình 3
N
M G
Hình 2
H
Hình 1
V 1
V 3
M
P
A
R V
2
Đ R1
R2
Rx
A + U
R3 Hình 4
B
Đề thi chính thức
Trang 2HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
Môn: VẬT LÝ
(Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 3 trang)
lượng của mỗi ca chất lỏng trong bình 1 là m0, khối lượng của chất lỏng trong bình 2
là m, nhiệt dung riêng của chất lỏng là C Sau khi đổ lần thứ nhất khối lượng chất lỏng trong bình 2 là (m + m0) có nhiệt
độ t1 = 100C
0,5
Sau khi đổ lần
2 phương trình cân bằng nhiệt là:
C(m + m0)(t2 - t1) = Cm0(t01 - t2) (1)
0,5
Sau khi đổ lần
3 [Coi hai ca toả cho (m + m0) thu]
C(m + m0)(t3 - t1) = 2Cm0(t01 - t3) (2)
0,5
Sau khi đổ lần
4 [Coi ba ca toả cho (m + m0) thu]
C(m + m0)(t4 - t1) = 3Cm0(t01 - t4) (3)
0,5
Từ (1) và (3) ta có:
t2−t1
t4−t1=
t01− t2
3 (t01−t4)⇒t01=400C
(4)
1
Từ (1) và (2)
t2− t1
t3−t1
= t01− t2 2(t01−t3)⇒t3=220C
(5)
1
M
N
Trang 31) Khi mắc
nguồn vào hai
điểm M và N thì
hai vôn kế chỉ 12
V chính là hai
vôn kế mắc nối
tiếp với ampe kế,
V1 và V3
Vì vậy điện trở
các vôn kế là:
V
1
I 3.10
Ngoài ra, ta còn
có:
U 2U (R R )I
(1) Còn khi mắc
nguồn vào hai
điểm P và Q thì
điện trở R và
ampe kế mắc nối
tiếp với nhau và
cùng mắc trực
tiếp vào nguồn
Do đó ta có:
A 2
U (R R )I
(2)
Từ (1) và (2) suy
ra :
3
V 2
2 1
2U I 2.12.15.10
2
I 15.10
2) Khi mắc hai
điểm M và Q vào
nguồn điện, mạch
gồm: (V2 nt V3) //
(V1 nt R nt RA)
0,5 0,5
0,5 0,5 0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
N
Trang 4
3 A
3
1 A V
U I R 5.10 4000 20 V
Kí hiệu S là diện tích tiết diện ngang của nút,
x là khoảng cách từ mặt nước đến mặt trên của nút
p0 là
áp suất khí quyển
Do sự đối xứng, theo phương nằm ngang, nút chịu tác dụng của các lực triệt tiêu nhau
Nút cân bằng dưới tác dụng của
ba lực theo phương thẳng
đứng:
- Trọng lực:
P = d.h.S
- Áp lực F1 đặt vào mặt trên của nút do lớp dầu từ trên ép xuống:
0,5
0,5
F1 = p1.S
Với p1 là áp suất tại mặt trên của nút: p1 = d1.x + p0
05
Hình 2
H x F1
Trang 5nước đẩy nút
từ dưới lên đặt
vào mặt dưới
của nút:
F2 = p2.S Với p2 =
d2.(x+h) + p0
Vì vậy, ta có
phương trình cân
bằng lực:
F
2
= P + F 1
d 2.
( x + h )
S + p 0.
S
= d h S
0,5
Trang 6d 1.
x S + p 0.
S
2
2 1
Phần nút ngập trong dầu có độ cao là:
1
h H x 15 10 5 cm
1,0 0,5
sáng phản xạ từ gương không bị
MN chắn hắt lên tường tạo ra vùng sáng trên tường, còn phần bị MN chắn sẽ tạo bóng của MN trên
chùm sáng tới chiếu trực tiếp lên thước không phản xạ trên gương Do đó bóng của thước trên tường là đoạn AB như hình 5
Phân tích cho 0,5đ
Hình vẽ cho 1,5đ
Từ hình vẽ ta thấy AB = NK
mà theo định luật phản xạ ánh sánh
ta có:
0,5
N
M G
Hình 5 K
I H
Trang 7MIN = = 450 suy ra AB = NK=
IN.tan = IN
IN = IH + HN =
MN.cos
MN.sin.tan +
ℓ
2(1+√3)=10(1+√3)≈27 ,3 cm
Vậy chiều dài bóng của thước trên tường là: AB
= 27,3cm
0,5
Câu 5
dòng điện qua Rx
có chiều như hình vẽ 6
Từ sơ đồ mạch điện ta có:
{U1 +U2=U d+U3
I1=I2+I x
I3=I d+I x
(1
0,75
IđRđ+
(Iđ+Ix)R=(I2+Ix )R+I2R=>
(k+1)Iđ=2I2
=> I2=k+1
đ (2)
0,75
Kết hợp (1) và
Trang 8P d= kId2R
k +1¿2
¿
k +1¿2
¿
k +1¿2
¿
¿
¿
¿
¿⇒ P2= ¿
P2= ¿
{P d=I d2kR
P2=I22R ⇒¿
2
Khi k=3 theo
ý 1=> I2=2Id (3) không phụ thuộc Rx
0,5
Theo sơ đồ mạch điện hình 6 ta có:
Uđ+U3=U =>
4Iđ=2-Ix (4)
0,5
U2=Ux+U3 =>
I2R=IxRx+(Iđ +Ix)R (5)
0,5
từ (3), (5) thay
số ta có: Iđ=
I x(R x+8)
(6)
Từ (4) và (6) suy ra: Ix=
4
R x+10 (7)
0,5
Ta lại có:
Px=Ix2Rx=
R x+10 ¿2
¿
¿
16 R x
¿
=> Rx=10
0,5
Ghi chú: + Tất cả các bài toán nếu giải theo cách khác mà đúng đều cho điểm tối đa.
+ Một lần thiếu đơn vị trừ 0,25đ, còn 2 lần trở lên trong cả bài thi trừ tối đa 0,5đ
Trang 9XÁC NHẬN CỦA BGH Tổ chuyên môn Người ra đề