Đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT chuyên năm học 2010 – 2011 môn: Vật Lý

ĐỀ CHÍNH THỨC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH NINH BÌNH ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2010 – 2011 Môn: VẬT LÝ Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 05 câu trong 01 trang) Câu 1. (2,0 điểm) Ông Minh định đi xe máy từ nhà đến cơ quan, nhưng xe không nổ được máy nên đành đi bộ. Ở nhà, con ông sửa được xe liền lấy xe đuổi theo để đèo ông đi tiếp. Nhờ đó thời gian tổng cộng để ông đến cơ quan chỉ bằng nửa thời gian nếu ông phải đi bộ suốt quãng đường, nhưng gấp đôi thời gian nếu ông đi xe máy ngay từ nhà. Hỏi ông đã đi bộ được quãng đường bằng bao nhiêu thì con ông đuổi kịp? Biết chiều dài quãng đường từ nhà ông Minh đến cơ quan là S = 6km. Coi vận tốc khi đi xe máy và đi bộ là không đổi; bỏ qua thời gian lên xuống xe. Câu 2. (1,5 điểm) Một ấm bằng nhôm có khối lượng 0,4kg chứa 0,5 lít nước ở 300C. Để đun sôi nước trong ấm (nước sôi ở 1000C) người ta dùng một bếp điện loại 220V - 1100W, hiệu suất 88%. Biết nhiệt dung riêng của nhôm và nước lần lượt là c1 = 880J/kg.độ và c2 = 4200J/kg.độ. Bếp dùng ở hiệu điện thế 220V, bỏ qua sự toả nhiệt của ấm và nước ra môi trường. Tìm thời gian đun sôi nước. Câu 3. (1,5 điểm) Một hòn sỏi có khối lượng ms = 48g và khối lượng riêng Ds = 2000kg/m3 được đựng trong một cái cốc thuỷ tinh. Thả cốc này vào bình hình trụ chứa chất lỏng có khối lượng riêng Dℓ = 800kg/m3 thì thấy cốc nổi trên mặt chất lỏng và độ cao của chất lỏng trong bình là H = 20cm. Lấy hòn sỏi ra khỏi cốc (cốc vẫn nổi trong bình) rồi thả nó vào bình chứa chất lỏng thì thấy độ cao của chất lỏng trong bình bây giờ là h. Cho diện tích của đáy bình là S = 40cm2 và hòn sỏi không ngấm nước. Tìm h. Câu 4. (2,0 điểm) Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1 = 40cm, A trên trục chính cách quang tâm O1 khoảng d = 15cm. O1 O2 A B 1. Dựng ảnh A'B' của AB cho bởi thấu kính (không cần giải thích cách vẽ). Bằng các phép tính hình học, hãy xác định vị trí của ảnh A'B'. 2. Đặt một thấu kính hội tụ O2 có tiêu cự f2 = 20cm đồng trục với thấu kính O1 và cách O1 khoảng a = 45cm. Phải đặt vật AB ở vị trí nào trong khoảng giữa hai thấu kính để thu được hai ảnh cùng chiều, cùng độ lớn của AB? B C A N M R2 R1 Đ4 Đ3 Đ2 Đ1 + - Câu 5. (3,0 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: Biến trở MN có điện trở 54W được phân bố đều theo chiều dài MN = 27cm; R1 = R2 = 90Ω; bóng đèn Đ1 ghi 6V – 3W; bóng đèn Đ2 ghi 6V – 0,4W và các bóng Đ3 và Đ4 đều ghi 3V – 0,2W. 1. Lập biểu thức tính điện trở tương đương của mạch AB khi con chạy C nằm ở vị trí bất kỳ trên biến trở. 2. Đặt vào hai điểm A, B hiệu điện thế không đổi U = 16V. Hãy xác định vị trí của con chạy C để: a) Các bóng đèn sáng đúng công suất định mức. b) Công suất tiêu thụ trên toàn mạch là nhỏ nhất. Tính hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi bóng đèn trong trường hợp này. Coi điện trở của các bóng đèn không đổi và bỏ qua điện trở các dây nối. --------------HẾT-------------- Họ và tên thí sinh:.; Số báo danh:. Chữ kí giám thị số 1:..............; Chữ kí giám thị số 2: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH NINH BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2010 – 2011 Môn: VẬT LÝ Nội dung Điểm Câu 1 (2,0 điểm) Gọi vận tốc của ông Minh đi bộ là v1, vận tốc xe là v2 Quãng đường từ nhà đến cơ quan là S, quãng đường ông Minh đi bộ là S1. Khi đó : Thời gian đi bộ của ông Minh là Quãng đường ông Minh được xe đèo : S – S1 Thời gian ông Minh được xe đèo : Thời gian ông Minh được xe đèo và đi bộ : + Thời gian đi bộ từ nhà tới cơ quan : Thời gian đi xe từ nhà tới cơ quan : 0,25 Do thời gian đi bộ và được xe đèo chỉ bằng nửa thời gian đi bộ từ nhà tới cơ quan nên : + = (1) 0,5 Thời gian đi xe gấp đôi thời gian đi bộ và được xe đèo + = (2) 0,5 - Từ (1) và (2) ta có : = V2 = 4V1 0,5 Thay vào (1) ta được : + = 4S1 + S – S1 = 2S 3S1 = S S1 = = 2km 0,25 Câu 2. (1,5 điểm) Công suất điện mà bếp cung cấp cho ấm : P = Pdm.H = 1100.0,88 = 968W 0,5 Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi ấm nước : Q = (m1c1 + m2c2)(t2 – t1) = (0,4.880 + 0,5.4200)(100 – 30) = 1716405J 0,5 Thời gian đun sôi nước : τ = = 177,3s = 2min 57,3s. 0,5 Câu 3. (1,5 điểm) H0 H h Giả sử khi thả cốc không vào bình, mực nước trong bình là H0. Khi bỏ viên sỏi vào cốc mực nước trong bình là H. ® Hòn sỏi (trong cốc) làm nước dâng lên ∆H = H – H0 (1) Trọng lượng viên sỏi cân bằng lực đẩy Ác-si-mét do cốc chìm thêm: 10.ms = 10.Dℓ.S.∆H (2) 0,25 (1) và (2) ® H0 = H - ∆H = H - 0,25 Thể tích viên sỏi: V = 0,25 Khi thả trực tiếp viên sỏi vào bình, mực nước trong bình lúc này là: h = H0 + = H - + = H + 0,5 Thay số: h = 0,2 + 0,25 Câu 4. (2,0 điểm) 1. O1I = A’B’; A B B’ A’ O1 F I 0,5 ∆FO1I ~ ∆FAB: → = ∆O1A’B’ ~ ∆O1AB: → = 0,25 ® = ® d’ = = = 24cm 0,25 2. Điều kiện hai ảnh cùng chiều là hai ảnh đó phải cùng thật (cùng ngược chiều AB) hoặc cùng ảo (cùng cùng chiều AB). Nhận thấy: nếu AB nằm trong khoảng O1F2 hoặc F1O2 thì hai ảnh sẽ trái tính chất. Chỉ có trường hợp AB nằm trong khoảng F2F1 thì cả hai ảnh đều là ảo. 0,25 A B O2 O1 F2 F1 M1 M2 A2 B1 B2 A1 0,25 Gọi hai ảnh là A1B1 và A2B2 ta có : A1B1 = O1M1 và A2B2 = O2M2. ∆F1AB ~ ∆F1O1M1: → ∆F2AB ~ ∆F2O2M2: → 0,25 Mà A1B1 = A2B2 ® = = ® F2A = = = 5cm ® O1A = O1F2 + F2A = 30cm Vậy phải đặt AB giữa hai thấu kính, cách O1 khoảng O1A = 15cm. 0,25 Câu 5. (3,0 điểm) 1. Mạch điện được vẽ lại như sau: Đ1 nt (((((Đ3 // R1) nt (Đ4 // R2))// Đ2) nt RC// M) RCN) B C A Đ1 + - Đ2 R2 R1 Đ4 Đ3 RCM RCN 0,5 + Điện trở của mỗi đèn được tính theo công thức: và cường độ định mức của mỗi đèn là: Ta tìm được: Rd1 = 12W; Id1 = 0,5A; Rd2 = 90W; A; Rd3 = Rd4 = 45W; A; Ta tính được: RMB = 36W 0,25 + Đặt CM = x (cm) thì CN = (27 – x) (cm). Điện trở trên 1cm chiều dài của biến trở là . Do đó RCM = 2x (W); RCN = (54 – 2x) (W). + Điện trở của mạch AB là: (*) Học sinh có thể làm theo các cách sau: Cách 1: Gọi RCM = x; RMB = 54 - x Cách 2: Đặt RMB = x; RCM = 54 - x 0,25 2. Khi UAB = 16V a. + Để các đèn đều sáng bình thường (sáng đúng công suất định mức) thì: UAC =Ud1 = 6V; UMB = Ud2 = 6V; Ud3 = 3V; Ud4 = 3V UCM = UAB – (UAC + UMB) = 4V. 0,25 + Cường độ dòng điện qua các điện trở R1 và R2 là: + Cường độ dòng điện trong mạch CM là: 0,25 + Do đó, . Vậy x = 12cm Vậy x = 12cm. Để các đèn sáng bình thường thì con chạy C ở vị trí cách M là 12cm. 0,25 b. + Công suất tiêu thụ trên toàn mạch là: P = U.I. Với U = 16V không đổi, muốn P min thì I min, suy ra RAB max. 0,25 + Từ biểu thức (*), ta thấy RAB max khi x = 4,5 cm. Vậy để công suất tiêu thụ trên toàn mạch nhỏ nhất thì con chạy C ở vị trí cách M là 4,5cm hay RCM = 9W. Khi P min thì RAB = 34,5W. 0,25 + Dòng điện qua đèn Đ1 là: Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ1 là: 0,25 + Ta có: UCB = 16 – 5,56 = 10,44V. Vậy Hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ2 bằng Ud2 = UMB = 8,35V. 0,25 + Vì Rd3 = Rd4, R1 = R2 nên hiệu điện thế giữa hai đầu đèn Đ3 và đèn Đ4 bằng nhau và bằng . 0,25 * Lưu ý: - Học sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. - Biểu điểm của từng ý có thể thay đổi nhưng phải được sự đồng ý của toàn bộ tổ chấm. - Câu 4b: Học sinh có thể vẽ trên hai hình hoặc trên cùng một hình.