Thi tuyển vào trường PTTH chuyên Lê Quí Đôn môn thi : Vật lý, năm học 2004 - 2005 thời gian : 150 phút (không kể phát đề)

SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO THI TUYỂN VÀO TRƯỜNG PTTH CHUYÊN LÊ QUÍ ĐÔN KHÁNH HÒA MÔN THI : VẬT LÝ, năm học 2004 - 2005 Thời gian : 150 phút (không kể phát đề) ĐỀ THI CHÍNH THỨC C A (Hình 1) + Bài 1 : (1 điểm) C là một quả cầu bấc, bọc ngoài bằng giấy thiếc, được treo ở đầu một dây chỉ. Đưa đến rất gần C một quả cầu A tích điện dương ( hình vẽ 1 ) : Hiện tượng sẽ xảy ra thế nào ? Nếu C không bọc giấy thiếc thì sao ? Đ Đ Đ Đ Bài 2 : (1 điểm) Có 4 bóng đèn Đ giống hệt nhau mắc theo sơ đồ như hình vẽ 2 vào 2 điểm A, B có hiệu điện thế không đổi U. Biết rằng vôn kế V chỉ 12V và ampe kế A chỉ 1A. Điện trở của vôn kế là vô cùng lớn, điện trở của ampe kế và các dây nối là không đáng kể. Tính điện trở của mỗi đèn và tính công suất tiêu thụ của mỗi đèn. (Hình 2) Bài 3 : (2 điểm) + - Hai điện trở R1 = 3 W và R2 = 7 W được mắc vào hai điểm A và B. Mỗi điện trở được nhúng vào 1 bình chứa 500g nước (nước có nhiệt dung riêng c = 4180 J/kg.độ). Một hiệu điện thế U, qua điện trở r = 1,9 W, dẫn điện đến đoạn mạch AB (như hình vẽ 3). Sau 2 phút, nước trong bình có R1 tăng nhiệt độ thêm 5oC. (Hình 3) a) Cho rằng nhiệt lượng tỏa ra ở các điện trở R1 và R2 chỉ dùng để làm nóng nước, tính cường độ các dòng điện I1 (qua R1) và I2 (qua R2). b) Tính độ tăng nhiệt độ của nước trong bình có R2 trong cùng thời gian 2 phút nói trên. c) Tính hiệu điện thế U. Bài 4 : (2 điểm) Một căn phòng hình hộp, sàn và trần đều là hình vuông có cạnh 4 m ; chiều cao của phòng là h = 3,2 m. Ở 4 góc trần có gắn 4 bóng đèn điện (xem mỗi bóng đèn là nhỏ như 1 điểm). Chính giữa trần có treo 1 quạt trần có sải cánh dài l = 0,8 m. Hỏi chiều dài tối đa của thanh treo quạt (là khoảng cách từ trần đến các cánh quạt) là bao nhiêu, để khi quạt chạy, không có chỗ nào trên mặt sàn bị sáng loang loáng ? Bài 5 : (2 điểm) Dùng 1 nguồn có hiệu điện thế không đổi U = 5,5V để thắp sáng bình thường 2 bóng đèn (3V – 3W) và (2,5V – 1,25W). Hãy nêu ra các sơ đồ có thể có (trong mỗi sơ đồ có thể phải mắc thêm 1 hoặc vài điện trở phụ). Tính giá trị của (các) điện trở phụ cần mắc. Trong các sơ đồ đó, sơ đồ nào có công suất hao phí lớn nhất ? Giải thích : Công suất hao phí, trong trường hợp này, là công suất tiêu thụ của (các) điện trở phụ mắc thêm. Bài 6 : (2 điểm) Một dây cáp vỏ cao su bên trong gồm 4 sợi dây đồng có bọc vỏ nhựa giống hệt nhau. Đầu và cuối của dây cáp ở 2 phòng cách xa nhau. Dùng 1 pin, một bóng đèn pin và 4 sợi dây dẫn ngắn thì cần phải thực hiện ít nhất là bao nhiêu phép thử xem đèn có sáng hay không để xác định được đúng đầu và cuối của từng sợi dây dẫn bên trong dây cáp ? Hãy mô tả chi tiết cách thực hiện. HẾT A C Q + - + - (Hình 1) Bài 1 : (1,00 điểm) Câu a : (0,50 đ) C bị nhiễm điện hưởng ứng, điện tích Q trên A hút điện tích âm và đẩy điện tích dương trên C. Lực hút lớn hơn lực đẩy vì điện tích hưởng ứng âm ở gần Q hơn, do đó C chuyển động lại gần A. Khi C chạm vào A thì toàn bộ số electron “dư thừa” tập trung trên mặt bên phải của C (nằm trên giấy thiếc) sẽ bị A lấy hết, cuối cùng C mang điện dương và bị Q đẩy ra xa (xem hình 1). Câu b : (0,50 đ) Nếu C không bọc giấy thiếc thì lúc đầu nó cũng bị Q hút. Khi chạm vào A thì C bị hút dính vào A và vì C là chất cách điện nên điện tích từ A không dễ dàng truyền sang C được, nên C không thể tích điện cùng dấu với A, nên C sẽ bị “dính” vào A, không bị đẩy ra như trường hợp trước. Bài 2 : (1,00 điểm) M cũng là A ; N cũng là B nên 4 đèn mắc làm 2 nhánh song song, mỗi nhánh 2 đèn nối tiếp ; Vôn kế chỉ UAB ; ampe kế đo cường độ I của dòng điện qua nhánh trên. Gọi R là điện trở mỗi đèn thì điện trở toàn mạch .xét nhánh trên, ta có: ® R = 6 W (Hình 2) Công suất của nhánh trên (tức là của 2 đèn) : P = U.I = 12 W Do đó công suất của mỗi đèn : PD = P/2 = 6 W Bài 3 : (2,00 điểm) Câu a : Nhiệt lượng tỏa ra ở R1 trong 2 phút là : Q1 = mc (t1’ - t1) = = 10450 J mà Q1 = R1I12 t với t = = 120 s ® 10450 = 3.I12.120 ® I1 » 5,39 A + - (Hình 3) ĐÁP ÁN – BIỂU ĐIỂM MÔN VẬT LÝ VÀO LỚP 10 CHUYÊN LQĐ Bài 3 : (tiếp) Hiệu điện thế giữa hai điểm A và B là : UAB = R1.I1 = » 16,2 V Cường độ qua R2 : I2 = Câu b : (0,50 đ) Nhiệt lượng tỏa ra bởi R2 trong cùng thời gian : Q2 = UABI2.t = » 4471 J Nhiệt lượng này làm cho 500 g nước nóng thêm lên Dt = t2’ – t2 tính bởi : Q2 = ® = » 2,14 oC Câu c : (0,50 đ) D A C B B’ A’ D’ C’ h a a a h O O’ M’ M I C A O’ M’ I M O C’ Hình 4 Hình 5 Ta có : = » 30,8 V Bài 4 : (2đ) Vẽ hình rõ ràng, đúng. HÌNH BÀI 4 Xét cánh quạt IM vào lúc nó song song với đường A’C’ của sàn. Các tia sáng từ đèn A sẽ không làm loang loáng trên sàn nếu điểm M ở đúng trên đường chéo AC’ (lúc đoạn O’I là tối đa) (hình 4). Gọi x = IO’ là chiều dài của thanh treo quạt. Trong hình 3, các tam giác đồng dạng OIM và OO’A cho ta : với ; ; IM = l ; ta có : Tính ra : ; thay số : x » 1,15m Hình 6a Hình 6b Hình 6c Bài 5 : (2,00 điểm) Vẽ được 3 sơ đồ sau : Câu a : Tính : cường độ định mức đèn 1 là I1 = 1A, đèn 2 là I2 = 0,5 A. điện trở đèn 1 là Rd1 = 3W ; đèn 2 là Rd2 = 5 W . Vì tổng các HĐT định mức = 5,5 (V) = U nên có thể mắc nối tiếp (hình a), lúc đó điện trở phụ R’2 mắc song song đèn 2 vì I1 > I2. Dòng qua R2’ là I1 – I2 = 0,5 A = I2 nên R2’ = Rd2 = 5 W Còn nếu mắc 2 đèn ở 2 nhánh song song thì phải thêm các điện trở phụ như hình b hoặc c để “bù” hiệu điện thế Hình b : Dễ thấy HĐT trên R1 và dòng qua R1 là 2,5 V và 1 A ; HĐT trên R1 và dòng qua R1 là 3V và 0,5A, tính ra : R1 = 2,5 W ; R2 = 6 W Hình c : Dễ thấy HĐT trên R và dòng qua R là 2,5 V và 1,5 A ; HĐT trên R2 và dòng qua R2 là 0,5V và 0,5A, tính ra : Tính ra : R2 = 1 W ; W. Câu b : Ký hiệu công suất hao phí là P’ Sơ đồ 6a : dòng qua R2’ là I’ = I1 – I2 = 0,5A ® P’ = R2’.I’2 = = 1,25 W Sơ đồ 6b : = 4 W Sơ đồ 6c : dòng qua R là I = I1 + I2 = 1,5A do đó : = 4 W Vậy sơ đồ 6b và 6c có công suất hao phí cùng lớn nhất. Bài 6 : Bước 1 : (Hình 7A) Đánh số 1, 2, 3, 4 cho 4 đầu dây tại 1 đầu dây cáp (phòng A). Nối 2, 3, 4 với nhau. Nối 1 cực pin vào dây 1, cực còn lại vào (2-3-4). Sang phòng kia (phòng B) : Một đầu a của bóng đèn nối vào 1 dây nào đó, đầu còn lại b lần lượt chạm vào các dây còn lại. Có 4 khả năng xảy ra : Nếu sau 2 lần chạm đèn đều sáng thì a là cuối dây 1 (hình 7A); Nếu sau 2 lần chạm đèn đều không sáng thì dây chưa chạm là dây 1. Phòng B Phòng A a b Nếu lần đầu không sáng mà lần thứ 2 lại sáng thì chỗ chạm lần 2 là cuối dây 1. Nếu lần đầu sáng mà lần thứ 2 lại không sáng thì chỗ chạm lần đầu là cuối dây 1. Vậy trong bước 1 có 2 lần thử và xác định được dây 1. Bước 2: (hình 7B) Ở phòng A : Nối 3 và 4 với nhau và với 1 cực pin ; cực pin còn lại nối với dây2 Ở phòng B : Một đầu đèn a nối vào 1 dây bất kỳ (trừ 1 đã biết), lần lượt chạm đầu còn lại b của đèn vào 2 dây còn lại (trừ 1 đã biết). Có 2 khả năng xảy ra : Nếu 2 lần thử đèn đều sáng thì a là dây 2. Nếu 1 lần sáng, 1 lần tối thì lần sáng chỗ b chạm vào là dây 2. Vậy trong bước 2 có 2 lần thử và xác định được dây 2. Bước 3 : (hình 7C) Ở phòng A : Nối pin vào 2 và 4 (hoặc 3) Ở phòng B : Nối đầu đèn a vào cuối dây 2, chạm đầu còn lại b của đèn vào 1 trong 2 dây (cuối của 3 hoặc 4). Nếu đèn sáng thì dây chạm là 4 (hoặc 3), nếu không là 3 (hoặc 4). Tóm lại dùng ít nhất là 5 lần thử. ---- HẾT --- (Hình 7)