VHình a Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U1, còn số chỉ am pe kế là I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA=.. - Để xác định điện trở của vôn kế, mắc ampe kế v[r]
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP TỈNH TĨNH GIA Năm học 2014 – 2015
Môn thi: Vật lý – Bài số 1
Ngày thi: 09/02/2015 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Đề thi này có 05 câu, gồm 01 trang
Câu 1 (4,0 điểm)
Một ô tô xuất phát từ M đi đến N, nửa quãng đường đầu đi với vận tốc v1, quãng đường còn lại đi với vận tốc v2 Một ô tô khác xuất phát từ N đi đến M, trong nửa thời gian đầu đi với vận tốc v1
và thời gian còn lại đi với vận tốc v2 Nếu xe đi từ N xuất phát muộn hơn 0.5 giờ so với xe đi từ M thì hai xe đến địa điểm đã định cùng một lúc Biết v1= 20 km/h và v2= 60 km/h
a Tính quãng đường MN
b Nếu hai xe xuất phát cùng một lúc thì chúng gặp nhau tại vị trí cách N bao xa
Câu 2 (4,0 điểm)
Cho hai nhiệt lượng kế có vỏ cách nhiệt, mỗi nhiệt kế này chứa một lượng chất lỏng khác nhau ở nhiệt độ ban đầu khác nhau Người ta dùng một nhiệt kế lần lượt nhúng vào các nhiệt lượng
kế trên, lần 1 vào nhiệt lượng kế 1, lần 2 vào nhiệt lượng kế 2, lần 3 vào nhiệt lượng kế 1,… quá trình cứ như thế nhiều lần Trong mỗi lần nhúng, người ta chờ đến khi cân bằng nhiệt mới rút nhiệt
kế ra khi đó số chỉ của nhiệt kế tương ứng với các lần trên là 800C, 160C, 780C, 190C
1 Lần 5 nhiệt kế chỉ bao nhiêu?
2 Sau một số rất lớn lần nhúng nhiệt kế theo trật tự như trên thì nhiệt kế chỉ bao nhiêu
Bỏ qua sự mất mát nhiệt khi chuyển nhiệt kế từ nhiệt lượng kế này sang nhiệt lượng kế kia
Câu 3 (5,0 điểm)
Cho mạch điện như hình 1 Hiệu điện thế giữa hai điểm A và
B là 20V luôn không đổi Biết R1 = 3, R2 = R4 = R5 = 2, R3=1
Điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể
1 Khi khoá K mở Tính:
a) Điện trở tương đương của cả mạch
b) Số chỉ của ampe kế
2 Thay điện trở R2 và R4 lần lượt bằng điện trở Rx và Ry, khi
khoá K đóng và mở ampe kế đều chỉ 1A Tính giá trị của điện trở
Rx và Ry trong trường hợp này
Câu 4 (4,0 điểm)
Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm Một vật sáng AB có dạng mũi tên được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính trên và cách thấu kính 20cm, A nằm trên trên trục chính
a Vẽ và xác định vị trí ảnh của vật sáng AB
b Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính một đoạn x sao cho khoảng cách từ ảnh đến thấu kính giảm 5cm so với trường hợp ban đầu Xác định x và chiều dịch chuyển của thấu kính
Câu 5 (3,0 điểm)
Cho một nguồn điện không rõ hiệu điện thế, một điện trở R chưa rõ giá trị, một ampe kế và một vôn kế loại không lí tưởng Hãy trình bày cách xác định điện trở của R, của ampe kế và của vôn
kế Chú ý tránh những cách mắc có thể làm hỏng ampe kế
A
R3
R2 K
+ -R1 R5
R4
Hình 1
A B
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Số báo danh
Trang 2ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu 1
4.0 điểm
a) Gọi chiều dài quãng đường từ M đến N là S
Thời gian đi từ M đến N của xe M là t1
2 1
2 1 2
1 1
2
) (
2
v v S v
S v
S
t
(a)
0.5
Gọi thời gian đi từ N đến M của xe N là t2 Ta có:
) 2
( 2
2
2 1 2 2
2 1
t v
t v
t
S
=> t2= 2 S
v1+v2 ( b)
0.5
Theo bài ra ta có : t1 t2 0,5(h) hay S (v 2 v1+v2)
1v2 −
2 S
v1+v2=0 5
Thay giá trị của v1; v2 vào ta có S = 60 km
0.5
b) Gọi t là thời gian mà hai xe đi được từ lúc xuất phát đến khi gặp nhau
Khi đó quãng đường mỗi xe đi được trong thời gian t là:
20
M
S t nếu t1,5h (1)
30 ( 1,5)60
M
S t nếu t1,5h (2)
0.5
20
N
S t nếu t0,75h (3)
15 ( 0,75)60
N
S t nếu t0,75h (4)
0.5
Hai xe gặp nhau khi : SM + SN = S = 60 và chỉ xảy ra khi 0,75t1,5h 0.5
Từ điều kiện này ta sử dụng (1) và (4):
Giải phương trình này ta tìm được t 8h
9
và vị trí hai xe gặp nhau cách N là SN = 37,5km
0.5
Câu 2
4 điểm
a, Sau lần nhúng thứ hai nhiệt độ của bình 1 là 800C, bình 2 và nhiệt kế là 160C
+ Gọi nhiệt dung của bình 1, bình 2 và nhiệt kế lần lượt là q1, q2 và q 0.5 + Sau lần nhúng thứ ba vào bình 1 phương trình cân bằng nhiệt là :
q1(80 – 78) = q(78 – 16) ❑⃗ q1 = 31q 0.5 + Sau lần nhúng thứ tư vào bình 2 phương trình cân bằng nhiệt là :
q2(19 – 16) = q(78 – 19) ❑⃗ q2 = 593 q 0.5 + Sau lần nhúng thứ năm vào bình 1 phương trình cân bằng nhiệt là :
q1(78 – t) = q(t – 19) ❑⃗ 31q(78 – t) = q(t – 19) ❑⃗ t 76,20C 0.5
b, Sau một số lớn lần nhúng nhiệt kế ta coi như bài toán đổ hai chất lỏng vào nhau rồi
+ Khi đó phương trình cân bằng nhiệt là :
q1(80 – t’) = (q2 + q)(t’ – 16) ❑⃗ 31q(80 – t’) = (593 q+q) (t’ – 16) 1.0
Trang 3Câu 3
5 điểm
1) Khi K mở ta có mạch sau : {(R1 nt R3 ) // (R2 nt R4)} nt R5
a) Điện trở R13:
R13 = R1+ R3 = 3 + 1 = 4
Điện trở R24:
R24 = R2 + R4 = 2 + 2 = 4
0,25
Điện trở R1234 =
13 24
13 24
2
4 4
R R
R R
Điện trở tương đương cả mạch:
RAB = R5 + R1234 = 2 + 2= 4
0,25 b) Cường độ dòng điện qua đoạn mạch AB:
I =
20 5 4
AB
R
Vì R5 nt R1234 nên I5 = I = 5ª
0,5
Hiệu điện thế đoạn mạch mắc song song:
U1234 = I R1234 = 5 2 = 10V
Vì R13 // R24 nên U13 = U24 = U1234 = 10V 0,5 Cường độ dòng điện qua R24 :
I24 =
24 24
10 2,5 4
U
A
R
Số chỉ của ampe kế:
IA = I24 = 2,5ª
0,5
2) Khi K mở ta có cấu trúc mạch sau : R5 nt [(R1 nt R3) // (Rx nt Ry)]
Cường độ dòng điện qua cả mạch:
1 3 5
1 3
( ).( x y)
U
I R R R R R
R R R R
20
2 4
R R
R R
x y
R R
R R R R
(1)
0,5
Vì R13 // Rxy nên :
A
I R R
I R R R R
hay
I R R
4 4
R R
I
(2)
0,5
Từ (1) và (2) suy ra:
4 4
R R
R R
R R R R
Biến đổi Rx + Ry = 12 (3)
Từ (3) 0 < Rx; Ry < 12 (4)
0,5
Trang 4Khi K đóng: R5 nt (R1 // Rx ) nt (R3 // Ry)
Cường độ dòng điện trong mạch chính:
'
3 1
5
20
.
R R R
R R R R
2
x
I
R
2(3 )(13 ) 3 (13 ) (12 )(3 )
I
(5)
0,5
Vì R1 // Rx nên:
1 '
1
A
x
I R R '
I R hay
3
x
R
(6)
0,5
Từ (5) và (6) suy ra:
3 3
x
R
20(3 )(13 ) 2(3 )(13 ) 3 (13 ) (12 )(3 )
6Rx – 128Rx + 666 = 0
0,5
Giải phương trình bậc hai ta được hai nghiệm
Rx1 = 12,33 , Rx2 = 9 theo điều kiện (4) ta loại Rx1 nhận Rx2 = 9
Suy ra Ry = 12 – Rx = 12 – 9 = 3
Vậy Rx= 9; Ry = 3
0,5
Câu 4
A’B’O: BA
B 'A'=
AO A'O(1)
Δ OIF’ đồng dạng Δ A’B’F’:
OI
A ' B '=
O F'
A ' F '(2)
0.5
Do BA = OI và OA’ = OF’+ F’A’
Từ (1) và (2) => OA '= OA O F'
OA-OF' =
20 10
20− 10=20cm
0.5
b/
* Xét A1’B1’ là ảnh thật:
Δ A1B1O đồng dạng Δ A1’B1’O: B1A1
B1' A1'=
A1O
A1'O(1)
Δ OIF’ đồng dạng Δ A1’B1’F’: OIA '
1B1'=
O F'
A1' F '(2)
0.5
F B
B’
F’
I O A
A’
F B1
B1
’
F’
I O A1
A1
’
Trang 5=> A1O = O A1
' f
O A1' − f thay số: A1O = 30cm
Vậy dịch thấu kính ra xa vật một đoạn x = 30 - 20 = 10cm
0.5
* Xét A1’B1’ là ảnh ảo:
khi đó OA1’ = 15cm
0.5
Δ A1B1O đồng dạng Δ A1’B1’O: B1A1
B1' A1'=
A1O
A1'O(3)
Δ OIF’ đồng dạng Δ A1’B1’F’: OIA '
1B1'=
O F'
A1' F '(4)
0.5
=> A1O = O A1
' f
O A1'
+f thay số: A1O = 6cm Vậy dịch thấu kính lại gần vật một đoạn x = 20 – 6 = 14cm
0.5
Câu 5
3 điểm
- Mắc mạch điện như hình a:
0.5
Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U1, còn số chỉ am pe kế là
I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA= U1
I1
0.5
- Để xác định điện trở của vôn kế,
mắc ampe kế và vôn kế vào nguồn
Số chỉ của chúng là I2 và U2 Khi đó điện trở của vôn kế là: RV= U I2
- Mắc lại mạch điện như hình c:
0.5
Vôn kế chỉ U3, ampe kế chỉ I3 Vì U3=I3(RA+R) = I3 ( U I 1
1 +R) Vậy giá trị của R là R= U3
I3 - U1
I1
0.5 V
V
B’1
B1 A1 A’1
F’
O I
Hình a
Hình b
Hình c