Đ THI CH N Đ I TUY N H C SINH GI I C P T NHỀ Ọ Ộ Ể Ọ Ỏ Ấ Ỉ
NĂM H C 2009 - 2010Ọ
Môn thi: V t lý 9ậ
Th i gian làm bài: 150 phút (không k th i gian giao đ )ờ ể ờ ề
Câu 1: (1,5 đi m) ể
Khi ch y ng c dòng m t ca nô g p chi c bè đang trôi xuôi t i đ a đi m A. Ch yạ ượ ộ ặ ế ạ ị ể ạ
đ c 30 phút ca nô l p t c quay l i và đu i k p chi c bè t i B cách A 2 km. Tìm v n t cượ ậ ứ ạ ổ ị ế ạ ậ ố
c a n c sông.ủ ướ
Câu 2: (1,5 đi m) ể
Dùng m t m đi n có công su t 1,2kW đ đun sôi 2lit n c 20ộ ấ ệ ấ ể ướ ở 0C. Sau 12 phút
n c sôi. Xác đ nh kh i l ng c a m. Bi t r ng m làm b ng nhôm, và trong quá trìnhướ ị ố ượ ủ ấ ế ằ ấ ằ
đun 18% nhi t l ng t a ra môi tr ng. Cệ ượ ỏ ườ n cướ = 4 200J/kg.đ ; Cộnhôm = 880J/kg.đ .ộ
Câu 3: (2,5 đi m) ể
Ba bóng đèn có đi n tr gi ng nhau r = 24Ω, trong đó có 2 chi c cùng lo i, chúngệ ở ố ế ạ
đ c m c thành b r i m c vào 2 đi m AB có hi u đi n th không đ i Uượ ắ ộ ồ ắ ể ệ ệ ế ổ AB = 18V. C 3ả
đèn đ u sáng bình th ng. ề ườ
a. V s đ m ch đi n r i tính các giá tr đ nh m c c a các bóng đèn bi t r ngẽ ơ ồ ạ ệ ồ ị ị ứ ủ ế ằ
t ng công su t toàn m ch không v t quá 13,5W.ổ ấ ạ ượ
b. Khi UAB tăng lên đ n 20V đ các bóng sáng bình th ng ng i ta ph i m c thêmế ể ườ ườ ả ắ
m t bi n tr có giá tr toàn ph n là 8Ω. H i con ch y c a bi n tr ph i đ t v trí nào độ ế ở ị ầ ỏ ạ ủ ế ở ả ặ ở ị ể
các đèn v n sáng bình th ng. Trong quá trình đi u ch nh ph i d ch chuy n con ch y nhẫ ườ ề ỉ ả ị ể ạ ư
th nào đ cho các đèn kh i b cháy. ế ể ỏ ị
Câu 4: (2,5 đi m) ể
M t m ch đi n đ c đ t trong h p kín có 4 ch t l y đi n A, B, C, D (nh hình v )ộ ạ ệ ượ ặ ộ ố ấ ệ ư ẽ
N u ta đ t vào gi a 2 ch t AB m tế ặ ữ ố ộ
Hi u đi n th Uệ ệ ế 1 = 3,2V r i m c vôn k vào A ồ ắ ế C
2 ch t CD thì vôn k ch 2,0V; nh ng khiố ế ỉ ư
thay vôn k b ng ampe k thì ampe k ch ế ằ ế ế ỉ
200mA B D
N u đ t vào 2 ch t CD m t hi u đi nế ặ ố ộ ệ ệ
th Uế2 = 3,0V thì khi m c vôn k vào AB, vôn k v n ch 2,0V. Coi vôn k và ampe k là lýắ ế ế ẫ ỉ ế ế
t ng. Bi t bên trong h p ch có các đi n tr thu n. Hãy v m t s đ m ch đi n đ nưở ế ộ ỉ ệ ở ầ ẽ ộ ơ ồ ạ ệ ơ
gi n nh t đáp ng các yêu c u trên và tính toán các y u t c a s đ y. ả ấ ứ ầ ế ố ủ ơ ồ ấ
Câu 5: (1,0 đi m) ể
M t đi m sáng sáng S đ t tr c m t g ng c u l i G cho nh S’ (nh hình d i).ộ ể ặ ướ ộ ươ ầ ồ ả ư ướ
B ng phép v , hãy xác đ nh v trí g ng, tiêu đi m F.ằ ẽ ị ị ươ ể
● S
S’ ●
O O’
Câu 6: (1,0 đi m)ể
Hai dây d n th ng, dài vô h n đ t song song v i nhau, có dòng đi n ch y qua. Ch ng minhẫ ẳ ạ ặ ớ ệ ạ ứ
r ng:ằ
a. Chúng đ y nhau n u hai dòng đi n ng c chi u.ẩ ế ệ ượ ề
b. Chúng hút nhau n u hai dòng đi n cùng chi uế ệ ề
Ghi chú: Cán b coi không đ c gi i thích gì thêm.ộ ượ ả
ĐÁP ÁN VÀ H NG D N CH M V T LÝƯỚ Ẫ Ấ Ậ
Câu 1: 1,5 đi mể
Bài này có 2 cách gi i:ả
Cách 1. Ch n b sông làm m cọ ờ ố .
G i v là v n t c c a ca nô, vọ ậ ố ủ n là v n t c c a bè (chính là v n t c c a dòng n c)ậ ố ủ ậ ố ủ ướ
C là đi m ca nô quay l iể ạ
Ta có th i gian bè trôi t khi g p ca nô ng c dòng đ n khi g p l i là:ờ ừ ặ ượ ế ặ ạ
T ng th i gian ca nô c đi và v là t = tổ ờ ả ề ng c ượ + txuôi
Theo đ bài tềng c ượ = 30 phút = 1/2h
Phân tích th i gian xuôi dòng ta th y: Th i gian xuôi dòng s b ng t ng th i gian điờ ấ ờ ẽ ẳ ổ ờ
t ch C đ n A và th i gian ca nô đi t A đ n B.ừ ỗ ế ờ ừ ế
Quãng đ ng AC là: AC = ườ nên th i gian khi ca nô xuôi dòng s là:ờ ẽ
txuôi =
V y ta có ph ng trình:ậ ươ
=
Thay AB = 2 km ta có:
V y vn = 2km/hậ
Cách 2. Ch n bè làm m cọ ố .
N u ch n bè làm m c thì v n t c c a ca nô đ i v i bè là không đ i và th i gian cế ọ ố ậ ố ủ ố ớ ổ ờ ả
đi và v s là nh nhau và t ng th i gian s là ½ + ½ = 1h.ề ẽ ư ổ ờ ẽ
Trong th i gian đó đi m B (đi m g p nhau l n th 2) ph i ch y ng c dòng đờ ể ể ặ ầ ứ ả ạ ượ ể
g p ca nô v i v n t c đúng b ng v n t c dòng n c và nó đi đ c quãng đ ngặ ớ ậ ố ằ ậ ố ướ ượ ườ
đúng b ng quãng đ ng AB = 2km nên vằ ườ n= = 2km/h
Câu 2: 1,5 đ
G i kh i l ng m nhôm là mọ ố ượ ấ
Đ i 12 phút = 720 sổ
Nhi t l ng đ đun sôi 2 lit n c 20ệ ượ ể ướ ở 0C là
Q1 = Cn cướ .mn cướ .(t2 – t1) = 4200.2.(100-20) = 672 000J
Nhi t l ng m nhôm thu vào đ nóng t 20 lên đ n 100ệ ượ ấ ể ừ ế 0C là
Q2 = Cnhôm.m.(100-20) = 70400m
Nhi t l ng mà m đi n t a ra: ệ ượ ấ ệ ỏ
Qt aỏ = 82%.Q = 80%.P.t = 0,8.1200.720 = 708740J
Áp d ng ph ng trình cân b ng nhi t ta có: Qụ ươ ằ ệ 1 + Q2 = Qt aỏ
Hay: 672000 + 70400m = 708740
70400m = 36480 v y m = 0,518 kgậ
Kh i l ng m nhôm là 0,518 kgố ượ ấ
Câu 3: 2,5 đ
a. Vì đ bài cho 3 đèn có đi n tr gi ng nhau nh ng có 2 đèn gi ng nhau còn đènề ệ ở ố ư ố
th 3 khác lo i và c 3 đèn cùng sáng bình th ng nên chúng không th cùng m cứ ạ ả ườ ể ắ
song song v i nhau ho c cùng m c n i ti p đ c vì khi đó công su t tiêu th sớ ặ ắ ố ế ượ ấ ụ ẽ
nh nhau. ư
Nên ch có cách m c h n h p. Có 2 cách m c h n h p 3 bóng đèn này mà chúngỉ ắ ỗ ợ ắ ỗ ợ
v n sáng bình th ng.ẫ ườ
Cách 1: Đèn 1 n i ti p v i đèn 2 r i m c song song v i đèn 3ố ế ớ ồ ắ ớ
Cách 2: Đèn 1 song song v i đèn 2 r i n i ti p v i đèn 3ớ ồ ố ế ớ
V i cách 1 công su t tiêu th trên đèn 3 s là Pớ ấ ụ ẽ 3 = U2/r = 18.18/24 = 13,5 W. C ngộ
v i công su t trên đèn 1 và 2 thì công su t toàn m ch s v t quá 13,5W không phùớ ấ ấ ạ ẽ ượ
h p v i đ bài nên ta ch còn l i cách 2.ợ ớ ề ỉ ạ
Theo cách 2. Đi n tr toàn m ch s là: R = r/2 + r = 3/2r = 36Ωệ ở ạ ẽ
C ng đ dòng đi n trong m ch chính: I = U/R = 18/36 = 0,5Aườ ộ ệ ạ
Hi u đi n th gi a các bóng đèn: Uệ ệ ế ữ 1 = U2 = 0,5.12 = 6V
U3 = 0,5.24 = 12V
Công su t tiêu th : Pấ ụ 1 = P2 = U1.I/2=6.0,25 = 1,5W
P3 = U3.I = 12.0,5 = 6W
Nh v y các thông s trên các đèn là: ư ậ ố Đ1 và Đ2: 6V – 1,5W; Đ3: 12V – 6W
b.
+ Khi U toàn m ch tăng lên 20V đ đ m b o cho các đèn v n sáng bình th ng thìạ ể ả ả ẫ ườ
ph i duy trì hi u đi n th đ nh m c vì v y hi u đi n th gi a hai đ u bi n trả ệ ệ ế ị ứ ậ ệ ệ ế ữ ầ ế ở
ph i có giá tr 20 – 18 = 2V.ả ị
Do c ng đ dòng đi n trong m ch không đ i nên c ng đ dòng đi n trong m chườ ộ ệ ạ ổ ườ ộ ệ ạ
chính v n duy trì 0,5Aẫ
Giá tr c a bi n tr lúc đó: Rị ủ ế ở b = Ub/Ib = 2/0,5 = 4 Ω. Mà đi n tr toàn ph n c a bi nệ ở ầ ủ ế
tr b ng 8Ω nên v trí c a con ch y lúc đó n m chính gi a.ở ằ ị ủ ạ ằ ữ
+ Khi đi u ch nh bi n tr , đ cho các đèn kh i b cháy ta ph i đi u ch nh t giá trề ỉ ế ở ể ỏ ị ả ề ỉ ừ ị
l n đ n giá tr bé.ớ ế ị
Câu 4: (2,5 đ)
+ L p lu n đ tìm ra m ch đi n.ậ ậ ể ạ ệ
N u m ch đi n bên trong h p ch có m t đi n tr thì khi ế ạ ệ ộ ỉ ộ ệ ở đ o v trí nó s khôngả ị ẽ
cho k t qu nh bài toán đã cho. Do đó bên trong h p ph i có t 2 đi n tr tr lên.ế ả ư ộ ả ừ ệ ở ở
N u ch có 2 đi n tr . ế ỉ ệ ở
Có th m c nh hình bên:ể ắ ư
S đ này có th đáp ng đ c yêu c uơ ồ ể ứ ượ ầ
Khi đ a UưCD = 3,0 V thì UAB = 2,0 V
A
BD
C
Nh ng n u đ t Uư ế ặ AB = 3,2 V thì m c vôn kắ ế
vào CD nó s v n ch 3,2V (vì vôn k là lýẽ ẫ ỉ ế
t ng). ưở
Nh v y ph i có thêm đi n tr th 3ư ậ ả ệ ở ứ
m c. Ta có s đ nh sauắ ơ ồ ư
+ Tính toán các y u t c a s đ :ế ố ủ ơ ồ
Khi UAB = 3,2V ta có
UCD = I1xR3 = = 2,0 V ta có ph ng trình: ươ (1)
Thay vôn k b ng ampe k ch 200 mA. Lúc đó dòng đi n ch y qua Rế ằ ế ỉ ệ ạ 2 là:
I2 = U2/R2 mà t s Iỷ ố 2/I3 = R3/R2 (tính ch t đo n m ch m c //) nên:ấ ạ ạ ắ
I2/(I2 + I3) = R3/(R2+R3) hay I2/I = R3/(R2 + R3) mà I = UAB/{R1 + R2.R3/(R2+R3)
Thay s vào ta có ph ng trình (2):ố ươ
Khi đ t UặCD = 3,0 V vôn k v n ch 2,0 V ta có bi u th c đ tính Uế ẫ ỉ ể ứ ể AB.
UAB = I3xR3 = = 2,0 V. Thay s vào ta có ph ng trình (3)ố ươ
(3)
K t h p (1), (2), (3) ta có h 3 ph ng trình b c nh t 3 n s Rế ợ ệ ươ ậ ấ ẩ ố 1, R2, R3
Gi i h ph ng trình này ra ta có k t quả ệ ươ ế ả
R1 = Ω ; R2 = Ω ; R3 = Ω
V i cách l p lu n và tính toán nh trên ta có thêm s đ sau và các y u t c a sớ ậ ậ ư ơ ồ ế ố ủ ơ
đ đó nh trên hình v :ồ ư ẽ
R
1
=32
R
3
=16
R
2
=
80
3
B
A
C
D
L u ýư: Ch c n h c tìm đúng 1 trong 2 s đ là có th cho đi m t i đaỉ ầ ọ ơ ồ ể ể ố
Câu 5: (1,0 đi m) ể
+ Cách xác đ nh v trí:ị ị
•L y đi m S’’ đ i x ng v i S’ qua tr c OO’.ấ ể ố ứ ớ ụ
•N i S v i S’’ c t OO’ đâu đó chính là v trí c a G ngố ớ ắ ở ị ủ ươ
•N i SS’ c t OO’ đâu thì đó chính là tâm c a g ng Cố ắ ở ủ ươ
•Trung đi m c a đo n CG chính là tiêu đi m F c a g ng c u l iể ủ ạ ể ủ ươ ầ ồ
+ Ch ng minh:ứ
BD
C
AR1R2
R3
Xét 2 tam giác vuông GHS’và GHS’’ b ng nhau do đó 2 góc HGS’= HGS’’ằ
Nên các góc SGO và Ogy b ng nhau. Nên khi tia t i là tia SG thì tia ph n x s làằ ớ ả ạ ẽ
tia Gy nên G s là đ nh c a g ng c u.ẽ ỉ ủ ươ ầ
● s S’ ●
F
O G H F C
y S’’ ●
Câu 6: (1,0 đ)
Dòng đi n Iệ1 s t o ra t tr ng. Iẽ ạ ừ ườ 2 đ t trong t tr ng Iặ ừ ườ 1 nên I2 ch u tác d ng c aị ụ ủ
l c t Fự ừ 12. Ng c l i Iượ ạ 1 đ t trong t tr ng c a Iặ ừ ườ ủ 2 nên I1 b Iị2 tác d ng l c t Fụ ự ừ 21. Áp
d ng quy t c v n nút chai và quy t c bàn tay trái ta có th ch ra chi u c a l c tụ ắ ặ ắ ể ỉ ề ủ ự ừ
trong các tr ng h p sau đây.ườ ợ
a. I1 và I2 ng c chi uượ ề b. I1 và I2 cùng chi uề
I1 I2
F21 F12 F21 F12
L u ý: ư H c sinh có th gi i b ng nhi u cách, n u đúng v n cho đi m t i đa.ọ ể ả ằ ề ế ẫ ể ố
F’
O’
●
●+
●