Đề và đáp án HSG lý nam định 2010-2011
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.26 MB, 6 trang )
SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NAM ĐỊNH
Môn: Vật Lí 9
Năm học: 2010-2011
Thời gian làm bài: 150 phút
Bài1: Một vật sáng nhỏ AB đặt trên trục chính vuông gó với trục chính của thấu
kính hội tụ tiêu cự f=20cm. Di chuyển AB dịch theo trục chính. Hỏi khi khoảng
cách giữa AB và ảnh thật của nó là cực tiểu thì ảnh gấp bao nhiêu lần vật.
Cho 2 thấu kính hội tụ l
1,
, l
2
trục chính trùng nhau cách nhau 20cm. Vật
sáng nhỏ AB đặt trên trục chính trước L
1
thao AB đến L
1
đến L
2
. Khi AB dịch
chuyển dọc theo trục chính thì ảnh của nó tạo bởi hệ (L
1
)(L
2
) không thay đổi độ
lớn và cao gấp 4 lần AB. Tìm tiêu cự của hai thấu kính.
Bài 2: Cho một bóng đèn 6V-3W và một biến trở con chạy
được mắc với nhau, sau đó nối vào nguồn có hiệu điện thế
không đổi U=9V nhờ dây dẫn có điện trở R
d
=1Ω (hình vẽ)
1. Cho điện trở của toàn biến trở là 20Ω
a)Tìm điện trở R
AC
của phần AC của biến trở , biết đèn
sáng bình thường. Tìm hiệu suất của cách mắc mạch thắp sáng
đèn đó.
b) Với nguồn U, dây dẫn R
d
, đèn và biến trở như trên,
hãy vẽ những sơ đồ khác để cho đèn sáng bình thường. Tìm vị
trí của con chạy của biến trở ứng với mỗi sơ đồ.
c) Xác định vị trí của con chạy C trên biến trở trong sơ
đồ hình 1 để công suất tiêu thụ của đoạn mạch AC(gồm đèn
và biến trở) đạt giá trị cực đại.
2. Muốn cho hiệu suất của cách mắc mạch thắp sáng đèn như hình vẽ bên
không nhỏ hơn 60% khi đèn sáng bình thường thì giá trị toàn phần của điện
trở biến trở nhỏ nhất là bao nhiêu?
Câu 3 :
a) Một vật sáng nhỏ AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính
của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 40cm. Dịch chuyển AB dọc theo
trục chính. Hỏi khi khoảng cách giữa AB và ảnh thật của nó là bé nhất thì
vật cách thấu kính bao nhiêu ? ảnh đó cao gấp bao nhiêu lần vật.
b) Cho hai thấu kính hội tụ L
1
, L
2
có trục chính trùng nhau, cách nhau
40cm. Vật AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính, trước L
1
( theo
thứ tự AB – L
1
– L
2
). Khi AB dịch chuyển dọc theo trục chính thì ảnh A’B’
của nó tạo bởi hệ L
1
, L
2
không thay đổi độ lớn và cao gấp 3 lần AB. Tìm tiêu
cự của hai thấu kính.
Bài 4:
Hình 1
R
d
U
BA
C
Đ
NM
Người ta đặt một viên bi đặc bằng sắt bán kính R = 6cm đã được nung nóng tới
nhiệt độ t = 325
0
C lên một khối nước đá rất lớn ở 0
0
C . Hỏi viên bi chui vào nước
đá đến độ sâu là bao nhiêu? Bỏ qua sự dẫn nhiệt của nước đá và sự nóng lên của
đá đã tan. Cho khối lượng riêng của sắt là D = 7800kg/m
3
, của nước đá là D
0
=
915kg/m
3
. Nhiệt dung riêng của sắt là C = 460J/kgK, nhiệt nóng chảy của nước đá
là 3,4.10
5
J/kg. Thể tích khối cầu được tính theo công thức V =
3
.
3
4
R
với R là bán
kính.
Bài 5:
Có 2011 điểm trong không gian, giữa hai điểm bất kì được nối với nhau bằng một
điện trở có giá trị 2011 ôm. Đặt vào giữa hai đầu điện trở bất kì hiệu điện thế 12
V, tính công suất đoạn mạch nối hai đểm đó?
Hướng dẫn giải
Bµi 1) a)Đặt R
MC
=x() R
CN
=20-x (). Đèn sáng bình
thường nên
Ð(đm)
Ð Ð(đm)
Ð(đm)
P
3
I I 0,5(A)
U 6
Điện trở của đèn là:
Ð
Ð
Ð
U 6
R 12( )
I 0,5
Ð,CN
R 12 20 x 32 x
AC
x.(32 x)
R
x
Ð,CN
MC Ð,CN
MC
R
32 x 16 0,5x
I I 0,5
R x x
Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
AB
I
I
Đ
+ I
MC
=
16 0,5x 16
0,5
x x
Hình 1
R
d
U
BA
C
Đ
NM
I
1
I
2
CB AB d
16
U I R
x
AC Ð NC
U U U 6 0,5.(20 x) 16 0,5x
Ta có: U = U
AC
+U
CB
16
9 16 0,5x
x
2
0,5x 7x 16 0
Giải pt ta được: x
1
=16 và x
2
=-2(loại)
Hiệu suất của cách thắp sáng đèn là:
Ð
AB
P 3
H 33,3%
16
P
9.
16
b) Mắc đèn theo các sơ đồ khác:
- Xét sơ đồ hình 1.2: Ta có I
AB
=I
Đ
=0,5A.
AB
AB
MC
U 9
R 18( )
I 0,5
R 18 12 1 5( )
Hình 1.3
R
d
U
BA
Đ
N
M
C
Hình 1.6
R
d
U
BA
N
M
C
Đ
- Xét sơ đồ hình 1.3:
Ta có I
AB
=I
Đ
=0,5A.
AB
AB
MC,CN
MC MC
MC
U 9
R 18( )
I 0,5
R 18 12 1 5( )
1 1 1
R 20 R 5
R 10( )
- Xét sơ đồ hình 1.4:
d AB Ð
U U U 9 6 3(V)
d
AB
d
Ð
MC
AB Ð
U
3
I 3(A)
R 1
U
6
R 2,4( )
I I 3 0,5
- Xét sơ đồ hình 1.5: Đặt R
MC
=x() R
CN
=20-x()
Ð
MC Ð
MC
R 12 6
I I 0,5
R x x
AB Ð MC
6 0,5x 6
I I I 0,5
x x
2
CB AB CB
0,5x 6 0,5x 4,5x 126
U I R (20 x 1)
x x
Ta có U
AC
+U
CB
=U
AB
2
2
0,5x 4,5x 126
6 9
x
0,5x 1,5x 126 0
Giải pt ta được x
1
=17,46() và x
2
=-14,4 (loại)
- Xét sơ đồ hình 1.6: U
d
=U
AB
-U
Đ
=9-6=3(V)
d
d
d
U 3
I 3(A)
R 1
Ð
MC,CN
AB Ð
U 6
R 2,4( )
I I 3 0,5
MC MC
1 1 1
R 20 R 2,4
R
MC
=2,79 và R
MC
=17,21()
c) Đặt R
MC
=x() R
CN
=20-x()
Ta có
2
AC MC Ð,NC
2
AC
1 1 1 1 1 36
R R R x 36 x x 36x
x 36x
R
36
Đặt R
AC
=y. Ta có:
R
AB
=1+y
AB
AB
U 9
I
R 1 y
Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AC là:
2
AC AB AC
2
81y 81
P I R
1
y 2y 1
y 2
y
z
Áp dụng BĐT Côsi ta có:
1 1
y 2 y. 2
y y
Do đó:
AC
81
P 20,25(W)
2 2
Dấu "=" xảy ra khi
1
y y 1(y 0)
y
2
1 2
x 36x
1 x 1,03;x 35
36
> 20 (loại)
Vậy khi con chạy C ở vị trí sao cho R
MC
=1,03() thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch
AC đạt giá trị cực đại
2) Để hiệu suất thắp sáng không nhỏ hơn 60% :
Ta có
Ð
AB d
AB AB
P 3 5 5
H 0,6 I (A) U (V)
P 9.I 9 9
AC
5 76
U 9 (V)
9 9
Đặt R
MC
=x; R
CN
=y. Ta có:
AC Ð CN
76
U U U 6 0,5.y
9
44
y
9
.
Mặt khác:
AC MC MC AB Ð
5
U I .R (I I ).x 0,5 .x
9
76 x 760
x 152
9 18 5
x y 152 4,89 156,89
. Vậy biến trở phải có điện trở toàn phần nhỏ nhất là 156,89
