Kì thi tuyển sinh vào lớp 10 môn thi: Vật Lý

Đề chính thức Së GD&§T NghÖ An K× thi TUYÓN sinh VµO líp 10 tr­êng thpt chuyªn phan béi ch©u N¨m häc 2009-2010 M«n thi: vËt lý Thêi gian: 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò) A O B 2 Hình 1 1 2 Câu 1: (2 điểm) Có hai vật đặc có thể tích V1 = 3V2 và trọng lượng riêng tương ứng d1 = d2/2. Treo hai vật đó vào hai vào điểm A, B của một thanh cứng có trục quay ở O (Hình 1) sao cho nó nằm ngang. Bỏ qua ma sát, khối lượng thanh và dây treo. a) Biết AB = 20cm. Hãy xác định OB? b) Cho một bình nhựa bị biến dạng chỉ bỏ lọt được vật thứ hai mà không chạm vào thành bình, đựng gần đầy một chất lỏng có trọng lượng riêng dx < d2. Chỉ được dùng thêm một thước đo có độ chia nhỏ nhất đến mm. Nêu phương án xác định trọng lượng riêng dx của chất lỏng theo d1 hoặc d2. Câu 2: (2 điểm) a) Lấy 1 lít nước ở t1 = 250C và 1lít nước ở t2 = 300C rồi đổ vào một bình đã chứa sẵn 10 lít nước ở t3 = 140C, đồng thời cho một dây đốt hoạt động với công suất 100W vào bình nước trong thời gian 2 phút. Xác định nhiệt độ của nước trong bình khi đã cân bằng nhiệt ? Biết rằng bình có nhiệt dung không đáng kể và được bọc cách nhiệt hoàn toàn với môi trường, nước có nhiệt dung riêng là c = 4200J/kg.độ, khối lượng riêng D = 1000kg/m3. b) Tháo bọc cách nhiệt quanh bình, thay một lượng nước khác vào bình. Cho dây đốt vào bình hoạt động với công suất 100W thì nhiệt độ của nước trong bình ổn định ở t1 = 250C. Khi công suất dây đốt là 200W thì nhiệt độ của nước ổn định ở t2 = 300C. Không dùng dây đốt, để duy trì nước trong bình ở nhiệt độ t3 = 140C, người ta đặt một ống đồng dài xuyên qua bình và cho nước ở nhiệt độ t4 = 100C chảy vào ống với lưu lượng không đổi. Nhiệt độ nước chảy ra khỏi ống đồng bằng nhiệt độ nước trong bình. Biết rằng công suất truyền nhiệt giữa bình và môi trường tỉ lệ thuận với hiệu nhiệt độ giữa chúng. Xác định lưu lượng nước chảy qua ống đồng ? Câu 3: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hình 2. Hình 2 V A Biết R= R= 3, R= 2, Rlà biến trở, ampe kế và vôn kế đều lý tưởng, các dây nối và khóa K có điện trở không đáng kể. 1. Điều chỉnh để R = 4. a) Đặt UBD = 6V, đóng khóa K. Tìm số chỉ ampe kế và vôn kế ? b) Mở khóa K, thay đổi UBD đến giá trị nào thì vôn kế chỉ 2V ? 2. Giữ UBD = 6V. Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở R từ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế IA thay đổi như thế nào? Câu 4: (1,5 điểm) Cho mạch điện như hình + r - R U o o Hình 3 A B C 3. Biết hiệu điện thế U không đổi, R là biến trở. Khi cường độ dòng điện chạy trong mạch là I1 = 2A thì công suất toả nhiệt trên biến trở là P1 = 48W, khi cường độ dòng điện là I2 = 5A thì công suất toả nhiệt trên biến trở là P2 = 30W. Bỏ qua điện trở dây nối. a) Tìm hiệu điện thế U và điện trở r? b) Mắc điện trở R0 = 12 vào hai điểm A và B ở mạch trên. Cần thay đổi biến trở R đến giá trị bao nhiêu để công suất toả nhiệt trên bộ R0 và R bằng công suất toả nhiệt trên R0 sau khi tháo bỏ R khỏi mạch? Câu 5 : (2 điểm) a) Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính xy của một thấu kính, B nằm trên trục chính thì tạo ra ảnh ảo A’B’ cao gấp 3 lần AB và cách AB một khoảng 20cm. Xác định loại thấu kính. Bằng phép vẽ, hãy xác định quang tâm và tiêu điểm, từ đó tính tiêu cự của thấu kính. b) Đặt sau thấu kính một gương phẳng vuông góc với trục chính tại vị trí nào để khi di chuyển vật AB dọc theo trục chính thì ảnh cuối cùng qua hệ có độ lớn không đổi? c) Cố định vật AB, di chuyển thấu kính đi xuống theo phương vuông góc với trục chính xy với vận tốc không đổi v = 10cm/s thì ảnh của điểm A qua thấu kính sẽ di chuyển với vận tốc là bao nhiêu? -------------Hết-------------- Họ và tên thí sinh:...................................................................................Số báo danh:......................... §Ò thi chÝnh thøc Së GD&§T NghÖ An K× thi TUYÓN sinh VµO líp 10 tr­êng thpt chuyªn phan béi ch©u n¨m häc 2009 - 2010 M«n thi: vËt lý H­íng dÉn chÊm thi B¶n h­íng dÉn chÊm gåm 05 trang Nội dung Điểm Câu 1 (2®) a) Lực căng của dây treo tác dụng vào điểm B bằng trọng lượng vật 2 bằng P2 = V2d2 Lực căng của dây treo tác dụng vào điểm A bằng trọng lượng vật 1 là P1 = V1d1 = 3V2 0,5 Thanh cứng nằm ngang cân bằng nên (1) Mặt khác OA + OB = 20 (2) Từ (1) và (2) giải ra ta được OB = 12cm. 0,5 b) Cố định điểm treo vật thứ hai tại B, thả nó chìm hẳn vào chất lỏng trong bình nhựa. Chất lỏng tác dụng lên vật thứ hai lực đẩy Ácsimet: 0,25 Lực căng của dây treo tác dụng lên điểm B giảm xuống còn: . Thanh cứng nghiêng về phía vật thứ nhất. Dịch dây treo vật thứ nhất về phía O đến vị trí A’ sao cho thanh cứng trở lại nằm ngang. Dùng thước đo khoảng cách OA’. 0,25 Khi thanh cứng trở lại nằm ngang ta có => => (*) Nếu tính dx theo d1 thì (**) Thay các giá trị đã biết vào (*) hoặc (**) ta tìm ra được dx. 0,5 * Hai phương án sau cũng chấp nhận được nhưng không tối ưu, nên chỉ cho tối đa 0,75 đ: + Với thanh cứng đủ dài. Cố định điểm treo vật thứ nhất tại A. Thả vật thứ hai chìm hẳn vào chất lỏng có trọng lượng riêng dx trong bình nhựa và dịch điểm treo vật thứ hai (cùng với bình nhựa) ra xa O đến vị trí B’ sao cho thanh cứng nằm ngang. Đo khoảng cách OB’. Từ biểu thức cân bằng đòn bẩy tính ra dx. + Thả vật thứ hai chìm hẳn vào chất lỏng có trọng lượng riêng dx trong bình nhựa và dịch điểm treo cả hai vật đến vị trí A’ và B’ sao cho thanh cứng nằm ngang. Đo các khoảng cách OA’, OB’. Từ biểu thức cân bằng đòn bẩy tính ra dx. Câu 2 (2®) a) Gọi nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t. Nước nóng và dây đốt tỏa nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra là: Qtỏa = m1c(t1 – t) + m2c(t2 – t) + P. 0,25 Bỏ qua nhiệt dung của bình thì chỉ có nước trong bình thu nhiệt. Nhiệt lượng thu vào là: Qthu = m3c(t – t3) 0,25 Bình cách nhiệt hoàn toàn, ta có: Qtỏa = Qthu m1c(t1 – t) + m2c(t2 – t) + P. = m3c(t – t3) => Thay số ta được: 0,5 b) Gọi nhiệt độ môi trường là t0, hệ số tỉ lệ của công suất truyền nhiệt giữa bình và môi trường theo hiệu nhiệt độ giữa chúng là k(W/0C). Khi nhiệt độ nước trong bình ổn định thì công suất tỏa nhiệt của dây đốt bằng công suất tỏa nhiệt từ bình ra môi trường, do đó: P1 = k(t1 – t0) (1) và P2 = k(t2 – t0) (2) Chia từng vế (1) cho (2) và thay số, giải ra ta được: t0 = 200C và k = 20(W/0C) 0,5 Khi bình ở nhiệt độ t3 = 140C thì công suất cấp nhiệt từ môi trường vào bình là: P3 = k(t0 – t3) (3) Gọi lưu lượng nước qua ống đồng là (kg/s), Công suất thu nhiệt của nước chảy qua ống đồng là Nhiệt độ bình ổn định ở t3 nên Thay số ta được: 0,5 Câu 3 (2,5®) 1.a. Khi khóa K đóng, tìm số chỉ của ampe kế và vôn kế ? R = = () R = () R = R + R = 1,2 + = () 0,25 Cường độ dòng điện mạch chính : I = = 2,06 (A) Hiệu điện thế giữa hai đầu R1 và R3 : U = U = U = I. R = .1,2 2,47 (V) Cường độ dòng điện qua R1: I = = 0,82 (A) Hiệu điện thế giữa hai đầu R2 và R4 : U = U = U = I. R = 2,06. 3,53 (V) Cường độ dòng điện qua R2: I = = 1,18 (A) Do I > I nên I = I - I = 1,18 - 0,82 = 0,36(A) Vậy dòng điện qua ampe kế có chiều từ N đến M và có cường độ I= 0,36(A) 0,5 Ampe kế có điện trở không đáng kể đã nối tắt M và N => UMN = 0(V)nên vôn kế chỉ số 0 0,25 b. Khi mở K, vôn kế chỉ 2 (V). Xác định UBD = ? I12 I34 R = R + R = 6 () R = R + R = 6 () I = I = 0,25 Ta có : U = I.R= 3. = U = I.R= 2. = UV = U1- U3 = = U = 6 U = 6.2 = 12 (V) 0,25 2. Đóng khóa K và di chuyển con chạy C của biến trở Rtừ đầu bên trái sang đầu bên phải thì số chỉ của ampe kế I thay đổi như thế nào ? Ta có : R = = () I1 A I2 Đặt RNC = x => R = = R = 1,2 + = I = = = U = I. R = .1,2 = I = = = U = I.R = . = I = = = 0,5 * Xét hai trường hợp : - Trường hợp 1 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ M đến N. Khi đó : I = I - I = - = (1) Biện luận : Khi x = 0 thì I = 2 (A) Khi x tăng thì (7,2 - 3,6.x) giảm ; (4,2.x + 3,6) tăng do đó I giảm. 0,25 - Trường hợp 2 : Dòng điện chạy qua ampe kế có chiều từ N đến M. Khi đó : I = I - I = - = Khi x=2 thì I = = 0. I = (2) Biện luận : + Khi x tăng từ 2 () trở lên thì và đều giảm do đó I tăng. + Khi x rất lớn ( x ) thì và 0. Do đó I 0,86 (A) và cường độ dòng chạy qua điện trở R rất nhỏ. Sơ đồ mạch có thể vẽ như hình bên. 0,25 Câu 4 (1,5®) a) Gọi điện trở của biến trở ứng với hai trường hợp đã cho là R1 và R2 thì: với với 0,5 Giải hệ phương trình trên ta được: U = 36V và r = 6 0,25 b) Khi R0 nt r thì công suất toả nhiệt trên R0 là: Đặt điện trở tương đương của (R0 // R) là x. Khi mắc (R0 // R) nt r thì công suất toả nhiệt trên x là: 0,25 Theo bài ra, ta có: . Giải ra ta được: hoặc 0,25 Từ đó : Khi thì Khi thì R = 0. 0,25 Câu 5 (2®) a) Thấu kính tạo ra ảnh ảo lớn hơn vật thật thì thấu kính đó là thấu kính hội tụ. 0,25 Việc xác định quang tâm, tiêu điểm của thấu kính bằng phép vẽ được thể hiện trên hình sau: x B’ B O F’ y A’ A I 0,25 Vì ∆ ABO ~ ∆ A’B’O và A’B’ = 3.AB => => B’B = 2.BO => => B’O = B’B + BO = 20 + 10 = 30 cm 0,25 Vì ∆ IOF’ ~ ∆ A’B’F’ và IO = AB => => B’O = 2OF’ => . 0,25 b) Các tia sáng từ vật khúc xạ qua thấu kính, phản xạ trên gương rồi lại khúc xạ qua thấu kính lần lượt tạo ra ba ảnh. - Khi dịch chuyển vật AB dọc theo trục chính xy, tia tới AI luôn song song với xy thì tia ló sau thấu kính luôn đi qua tiêu điểm F’. - Để ảnh cuối cùng qua hệ có độ lớn không đổi thì ảnh A’ phải dịch chuyển trên một đường thẳng song song với xy. Vậy, phải có một tia ló cuối cùng qua thấu kính song song với trục xy. - Để có tia ló cuối cùng qua thấu kính song song với xy thì tia tới của nó phải đi qua tiêu điểm F’ A I G - Tia tới này lại chính là tia phản xạ trên gương của tia ló ban đầu sau thấu kính. Như vậy, gương phẳng phải đặt tại tiêu điểm F’, cách thấu kính một khoảng f = 15cm như hình vẽ. x B O F’ y 0,5 c) Ảnh A1 của điểm A được xác định như bằng cách vẽ đường truyền của tia tới đi qua quang tâm O và tia tới có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F như hình vẽ. Ảnh A1 nằm trên đường thẳng đi qua điểm J và song song với xy. Khi dịch chuyển thấu kính đi xuống theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính một quãng OO’ thì điểm tiêu điểm F dịch chuyển cùng phương một đoạn bằng FF1 = OO’. Khi đó điểm J dịch chuyển lên một đoạn JJ’ và ảnh A1 cũng sẽ chuyển động đi lên một quãng A1A2 có độ dài bằng JJ’. F1 O O’ A2 A1 J’ J F A B Từ hình vẽ: ∆AFF1 ~ ∆AJJ’ => (1) AB//OJ => (2) Từ (1) và (2) => => JJ’ = 2.FF1 Vì dịch chuyển xảy ra cùng trong khoảng thời gian t nên : và 0,5 * Nếu học sinh chứng minh công thức thấu kính rồi sử dụng để giải câu 5 thì tổ giám khảo cần xem xét kĩ lập luận và cân nhắc để cho điểm hợp lý . NÕu häc sinh gi¶i theo c¸ch kh¸c ®óng ®¸p sè vµ c¸ch gi¶i tèi ­u th× gi¸m kh¶o vÉn cho ®iÓm tèi ®a. Tr­êng hîp khã quyÕt ®Þnh th× trao ®æi trong tæ gi¸m kh¶o ®Ó thèng nhÊt cho ®iÓm. V A I2 I1