Đề thi học sinh giỏi môn vật lý 9 tỉnh vĩnh phúc năm học 2015 2016(có đáp án)

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2015 – 2016 Môn: Vật Lý (4 trang) SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC Câu 1 (2đ) Nội dung Thời gian mỗi người đi hết chiều dài của một toa là t1 = 1 12 = = 6s. u 2 Khi đi cùng chiều đoàn tàu, vận tốc mỗi người so với đất là: v + u = 12 m/s nên trong t1 đi được s1 = (v+u)t1 = 72m, khoảng cách hai người xa nhau thêm 144m Trong t1 tiếp theo mỗi người đều đi ngược chiều đoàn tàu nên có vận tốc so với đất là v – u = 8 m/s nên quãng đường đi được là s2 = (v – u)t1 = 48m hai người xa nhau thêm 2.48 = 96m Trong t1 tiếp theo, khoảng cách hai người tăng thêm 144m. Vậy trong 3t1 khoảng cách hai người là 144 + 96 + 144 = 384m. v (m/s) X(m) 192 12 120 8 0 t1 2t1 3t1 t 0 t 6 12 18 -72 -8 -12 -120 Hình 1 2 (2đ) 72 -192 Hình 2 + Đồ thị nét đậm của nhân viên A, đồ thị nét mảnh của nhân viên B. Ghi chú: Học sinh không chú thích đầy đủ mỗi đồ thị trừ 0,25 a) Áp suất tác dụng lên thành bình tăng đều từ P0 đến P0 + dh nên áp suất trung bình là dh Ptb = P0 + . 2 bh sin α + Áp lực tác dụng lên mặt này có độ lớn: bh dh bh F1 = Ptb. = ( P0 + ) = 5846 N. sin α 2 sin α + Mặt bên nghiêng góc α có diện tích và có phương vuông góc với mặt này. b) Áp suất tại các điểm ở đáy bình đều bằng P0 + dh, do đó lực tác dụng lên đáy bình là: F = ( P0 + dh) ab = 6150 N + Trọng lượng chất lỏng trong bình là abh 2 P = dV = d ( abh − cotα ) = 114 N 2 1 + P < F vì hai nguyên nhân sau: - Trên mặt chất lỏng có lực do khí quyển tác dụng có độ lớn F2 = P0 ( a − h cot α )b - Thành bên nghiêng góc α tác dụng lên chất lỏng và do đó tác dụng lên đáy một thành phần lực theo phương vuông góc với đáy có độ lớn là: dh bh dbh 2 F1.cos α = (P0 + ) cos α = P0bh.cot α + cot α 2 sin α 2 + Ta thấy: P + F2 + F1cos α = P0ab + dhab = F. a) Phải tính điện trở r và cường độ dòng điện định mức của từng bóng đèn bằng công thức: r = 3 (2,5đ) U 2 P và I = P U + Thay U1, U2, U3 và P1, P2, P3 vào hai công thức trên được - Với đèn 1: r1 = 6 Ω và I1 = 0,5A. - Với đèn 2: r2 = 12 Ω và I2 = 0,5A. - Với đèn 3: r3 = 6 Ω và I3 = 1A. + Theo sơ đồ của đề bài thì khi điều chỉnh Rx từ giá trị rất lớn giảm xuống giá trị sao cho đèn Đ1 sáng bình thường thì cường độ dòng điện của mạch chính là I = I1 = 0,5A = I2 < I3. Vậy cường độ dòng điện ở hai mạch rẽ Đ2 và Đ3 phải nhỏ hơn dòng điện mạch chính I: I’2 < I và I’3 < I hay I’2 < 0,5A và I’3 < 0,5A. + Dòng điện qua Đ2 và Đ3 nhỏ hơn dòng điện định mức I2 = 0,5A và I3 = 1A. Vậy các đèn Đ2 và Đ3 tối hơn mức bình thường nên không thể điều chỉnh Rx để cả 3 đèn cũng sáng bình thường được. b) Phải mắc R1 song song với đèn Đ1 để R1 gánh bớt dòng điện cho Đ1 bảo đảm cường độ dòng điện qua Đ1 là 0,5A = I1 để Đ1 sáng bình thường . Khi ba đèn sáng bình thường thì dòng điện qua R1 là I. I = I2 + I3 – I1 = 0,5 + 1 – 0,5 = 1A. Vậy có hai cách mắc R1: mắc giữa A và B hoặc mắc giữa A và M. * Mắc R1 giữa A và B thì: U U 3 R1 = AB = 1 = = 3Ω I I 1 Đ3 + Tính Rx: UBN = UMN – (UMA + UAB) = U U2) = 12 – (6 + 3) = 3V U BN 3 Rx = = = 2Ω I 2 + I 3 0,5 + 1 * Mắc R’1 giữa A và N thì: UAN = UMN – UMA = 12 – 6 = 6V U 6 R’1 = AN = = 6Ω I 1 M + A Đ1 B Rx Đ2 – ( U1 + N - R1 Đ3 M + A Đ1 B Đ2 Rx N - R1 + Tính Rx: ta vẫn có UBN = 3V(như trường hợp a) U 3 Vậy Rx = BN = = 6Ω I1 0,5 + Tóm lại - Nếu mắc R1 giữa A và B thì R1 = 3 Ω và Rx = 2 Ω - Nếu mắc R1 giữa A và N thì R’1 = 6 Ω và R’x = 6 Ω 2 a) Độ phóng đại của thấu kính 4 (2,5đ) d'' df f k =− =− = d (d − f )d f − d kd − 20.168 = = 8 cm suy ra: f = k − 1 − 20 − 1 Khỏang cách từ vật kính đến phim d '' = d = 8, 4 cm k b) * Theo cách 1: . m 3, 6 n 2, 4 + Ta có k1 = = = 0, 04 và k2 = = = 0, 24 a 90 b 10 + Để ảnh hiện đầy đủ trên phim phải chọn k1 = 0, 04 Chiều dài ảnh là a’ = m = 3,6 cm Chiều rộng của ảnh b / = k1.b = 0, 04.10 = 0, 4cm *Theo cách 2: A e A’ + Đặt ABCD là ảnh của biển quảng cáo f phim A’B’C’D’ trong đó A’B’ = C’D’ = g mm; B’C’ = D’A’ = n = 24 mm. D + Để ảnh hiện đầy đủ trên phim, có chiều rộng lớn nhất thì 4 đỉnh ABCD phải nằm cạnh của phim như hình vẽ. B’ hiện ra ở m = 36 E G G D’ AB G a 90 =9 = = = BC g b 10 + Vì ∆ABB '' ~ ∆DAA'' ⇒ F B g C dài, chiều trên các C’ AB BB'' B'' A G E F (1) = = ⇒9= = = DA AA'' A'' D g e f Trong đó E = BB’ = DD’; e = AA’ = CC’; F = AB’ = CD’; f = DA’ = BC’; G = AB’ = CD; g = DA = BC; Từ (1) suy ra: E = 9e và F = 9f và G = 9g. Trong hình vẽ: A’B’ = 36 mm = e + F = e + 9f (2) D’A’ = 24 mm = f + E = 9e + f (3) + Giải hệ (2) và (3) ta được e = 2,25 mm và F = 36 – 2,25 = 33,75 mm Và E = 9e = 9.2,25 = 20,25 mm. + Xét tam giác vuông B’AB ta có: E 2 + F 2 = 20,25 2 + 33,75 2 = 39,36 mm = 3,936 cm. G 3, 936 g= = = 0, 437 cm 9 9 + Theo cách 2 này thì độ dài G của ảnh của biển quảng cáo là 3,936 cm lớn hơn độ dài m = 3,6 cm của ảnh chụp theo cách 1 và độ rộng của ảnh g = 0, 437 cm cũng lớn độ rộng ảnh của cách G= 1 là b / = 0, 4cm . Vậy chụp ảnh theo cách 2 thu được ảnh có chiều dài và chiều rộng lớn hơn. 3 5 (1đ) Bố trí mạch điện như hình vẽ (hoặc mô tả đúng + A K1 U - cách mắc). R0 K2 Rb - Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1. Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I1. Khi đó phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng R0. - Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K1 và K2, số chỉ ampe kế là I2.   R0   2  - Ta có: U = I 2  R A + - Giải hệ phương trình (1) và (2), ta tìm được: R A = (2) (2I1 - I 2 )R 0 2(I 2 - I1 ) Ghi chú: Nếu học sinh làm theo cách dùng giá trị của biến trở để tính điện trở của ampe kế thì không cho điểm. *Học sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa tương ứng. ==Hết== 4