Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học : 2006 - 2007 môn thi: vật lý thời gian làm bài: 150phút

SỞ GIÁO DỤC&ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Năm học : 2006 - 2007 Đề chính thức: Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150phút Bài 1(2,25 điểm) Tấm ván OB có khối lượng không đáng kể, đầu O đặt trên 1 dao cứng tại O, đầu B được treo bằng 1 sợi dây vắt qua ròng rọc cố định R (ván quay được quanh O).Một người có khối lượng 60kg đứng trên tấm ván Lúc đầu, người đó đứng tại điểm A sao cho OA = 2/3 OB (Hình 1) Tiếp theo thay ròng rọc cố định R bằng 1 palăng gồm 1 ròng rọc cố định R và 1 ròng rọc động R/ đồng thời di chuyển vị trí đứng của người đó về điểm I sao cho OI = 1/2 OB (Hình 2) Sau cùng palăng ở câu b được mắc theo cách khác nhưng vẫn có OI = 1/2 OB (Hình 3) Hỏi trong mỗi trường hợp a), b), c) người đó phải tác dụng vào dây 1 lực F bằng bao nhiêu để tấm ván nằm ngang thăng bằng?Tính lực F/ do ván tác dụng vào điểm tựa O trong mỗi trường hợp (bỏ qua ma sát ở các ròng rọc và trọng lượng của dây, của ròng rọc) F F F R R/ B I O P R R/ B I O P R F B A O P Hình 1 Hình 2 Hình 3 Bài 2(2,5 điểm) Đặt vật sáng nhỏ AB ở phía trên và vuông góc với trục chính xy của thấu kính hội tụ L, Tiêu cự f (A xy).Qua thấu kính, người ta thấy vật AB cho ảnh ngược chiều, cao gấp 2 lần vật. Giữ nguyên vị trí của thấu kính L, dịch chuyển vật sáng AB dọc theo xy lại gần thấu kính một đoạn 10cm (vẫn có ABxy và A xy) thì ảnh của vật AB lúc này vẫn cao gấp 2 lần vật.Hỏi ảnh của AB trong mỗi trường hợp là ảnh gì?Tìm giá trị tiêu cự f của L.Vẽ hình minh hoạ. Thấu kính hội tụ tiêu cự f được cắt ngang (qua quang tâm) thành 2 nửa thấu kính L1 và L2 bằng nhau.Phần bị cắt của L2 được thay bằng gương phẳng M.L1 và L2 + gương M được lắp thành hệ quang như hình vẽ, trong đó : +L1 và L2 + gương M và vật sáng nhỏ AB được đặt vuông góc với xy (O1A = 3f) L1 M F F x f B A y f +O1 , O2 trùng với quang tâm, xy trùng với trục chính của L1, L2 +Khoảng cách O1O2 = 2f và mặt phản xạ của O2 O1 gương M hướng về L1.Vẽ ảnh của vật AB qua hệ quang.Cho biết sơ đồ tạo ảnh và số lượng ảnh của AB qua hệL2 (Hai câu a) và b) độc lập với nhau Bài 3(1,5 điểm) Một cốc cách nhiệt, dung tích 500cm3, người ta bỏ lọt vào cốc một cục nước đá ở nhiệt độ -80C rồi rót nước ở nhiệt độ 350C vào cho đầy tới miệng cốc. Khi nước đá nóng chảy hoàn toàn thì mực nước trong cốc sẽ thế nào (hạ xuống, nước tràn ra ngoài cốc hay vẫn giữ nguyên đầy tới miệng cốc)?Vì sao? Khi có cân bằng nhiệt thì nhiệt độ nước trong cốc là 150C.Tính khối lượng của nước đá đã bỏ vào cốc lúc đầu.(Nhiệt dung riêng của nước đá, của nước lần lượt là 2100J/kg.K ; 4200J/kg.K, nhiệt nóng chảy của nước đá là 336200J/kg, bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nước với dụng cụ và môi trường) Bài 4(1,5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ:Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 120V, các điện trở R0 = 20W, R1 = 275W : - + U C R V R1 A B R0 +Giữa 2 điểm A, B của mạch, mắc nối tiếp điện trở R = 1000W với vôn kế V thì vôn kế chỉ 10V. +Nếu thay điện trở R bằng điện trở Rx (Rx mắc nối tiếp với vôn kế ) thì vôn kế chỉ 20V Hỏi điện trở của vôn kế nói trên có giá trị vô cùng lớn hay có giá trị xác định được?Vì sao? Tính giá trị của điện trở Rx (bỏ qua điện trở của dây dẫn) Bài 5(2,25 điểm) Để bóng đèn Đ1(6V-6W) sử dụng được ở nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U = 12V, người ta dùng thêm một biến trở con chạy mắc mạch điện theo sơ đồ 1 hoặc sơ đồ 2 như hình vẽ; điều chỉnh cho con chạy C cho Đ1 sáng bình thường : Đ1 Đ1 - + C B A - + C B A Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 Mắc mạch điện theo sơ đồ nào thì ít hao phí điện năng hơn?Giải thích? Biến trở trên có điện trở toàn phần RAB = 20W.Tính phần điện trở RCB của biến trở trong mỗi cách mắc đó (bỏ qua điện trở của dây dẫn) Bây giờ chỉ sử dụng nguồn điện trên và 7 bóng đèn gồm: 3 bóng đèn giống nhau loại Đ1 (6V-6W) và 4 bóng đèn giống nhau loại Đ2 (3V-4,5W).Vẽ sơ đồ cách mắc 2 mạch điện thoả mãn yêu cầu: +Cả 7 bóng đèn đều sáng bình thường.Giải thích. +Có 1 bóng đèn không sáng (nhưng không phải do bị hỏng) và 6 bóng còn lại sáng bình thường.Giải thích. ............................Hết................................ ĐÁP ÁN : Bài 1 Ta có : (P - F).OA = F.OB suy ra : F = 240N Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P - F - F = 120N Ta có FB = 2F và (P - F).OI = FB.OB suy ra : F = 120N Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P - F - 2F = 240N Ta có FB = 3F và (P + F).OI = FB.OB suy ra : F = 120N Lực kéo do tấm ván tác dụng vào O: F/ = P + F - 3F = 360N Bài 2 Do A/1B/1 ngược chiều với A1B1 cho nên A/1B/1 là ảnh thật còn A/2B/2 là ảnh ảo vì A2B2 ở trong khoảng tiêu cự Khi vật đặt ngoài khoảng tiêu cự ta có: d1 = 3/2 f, khi vật đặt trong khoảng tiêu cự ta có: d2 = 1/2 f.Theo đề bài thì : d1 - d2 = 10 suy ra f = 10cm B/2 L I B2 A2 B1 A1 x O A/1 A/2 y B/1 L1 AB qua L1 cho ảnh A1B1; A1B1 qua L2 cho ảnh A2B2 và AB qua L1 cho ảnh A/B/ .Vậy ảnh của AB qua hệ cho 3 ảnh F x B A M A1 A2 A/ O2 O1 y B1 B/ B2 L2 Bài 3 Mực nước vẫn giữ nguyên đầy tới miệng cốc vì khi nước đá tan thì trọng lượng của nước đá đúng bằng trọng lượng của phần nước bị nước đá chiếm chỗ m = 84g Bài 4 Nếu điện trở vôn kế rất lớn thì dòng điện không qua R nên UAC = UAB, do đó nếu thay R bằng Rx thì dòng điện cũng không qua Rx nên UAC = UAB do đó số chỉ vôn kế không thay đổi mà ở đề bài số chỉ của vôn kế lại thay đổi cho nên điện trở của vôn kế có giá trị xác định Rv = 100W; Rx = 440,68W Bài 5 Mạch điện mắc ở sơ đồ 1 ít hao phí điện năng hơn Ở sơ đồ 1 thì RCB = 6W còn ở sơ đồ 2 thì RCB = 4,34W Để các đèn sáng bình thường thì : (Đ2 n tĐ2) // (Đ2 nt Đ2) nt (Đ1//Đ1//Đ1) Để 6 đèn sáng bình thường và 1 đèn không sáng thì ta có các đèn mắc theo mạch cầu và mạch cầu này là mạch cầu cân bằng và đèn không sáng có vai trò là cầu nối : 1 nhánh có 2 Đ1 và 1 nhánh có 4 Đ2