Đề thi học sinh giỏi lớp 10 THPT tỉnh Phú Yên năm 2012 môn Vật Lý doc

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH PHÚ YÊN KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn thi: VẬT LÝ (Chuyên) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1: (3 điểm) Hai canô xuất phát đồng thời từ một cái phao được neo cố định ở giữa một dòng sông rộng. Các canô chuyển động sao cho quỹ đạo của chúng luôn là hai đường thẳng vuông góc nhau, canô A đi dọc theo bờ sông. Sau khi đi được cùng quãng đường L đối với phao, hai canô lập tức quay trở về phao. Cho biết độ lớn vận tốc của mỗi canô đối với nước luôn gấp n lần vận tốc u của dòng nước so với bờ. Gọi thời gian chuyển động đi và về của mỗi canô A và B lần lượt là t A và t B (bỏ qua thời gian quay đầu). Xác định tỉ số t A /t B . Bài 2: (4 điểm) Một khối nước đá có khối lượng m 1 = 2kg ở nhiệt độ t 1 = - 5 0 C. a) Tìm nhiệt lượng cần cung cấp cho khối nước đá để nó biến hoàn toàn thành hơi ở 100 0 C. b) Bỏ khối nước đá đó vào một xô nhôm chứa nước ở t 2 = 50 0 C. Sau khi có cân bằng nhiệt người ta thấy còn sót lại 100g nước đá chưa tan hết, tính lượng nước ban đầu có trong xô. Cho biết xô nhôm có khối lượng m 2 = 0,5kg; nhiệt dung riêng của nước đá, nước và nhôm tương ứng là: 2100J/kg.K, 4200J/kg.K, 880J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là 3,4.10 5 J/kg, nhiệt hoá hơi của nước là 2,3.10 6 J/kg. Bài 3: (3 điểm) Cho mạch điện như hình 1: Ampe kế A 2 chỉ 2A, các điện trở có giá trị là: 1, 2, 3, 4 nhưng chưa biết vị trí của chúng trong mạch điện. Xác định vị trí các điện trở đó và số chỉ ampe kế A 1 . Biết vôn kế V chỉ 10V và số chỉ các ampe kế là số nguyên. Các dụng cụ đo là lý tưởng. Bài 4: (4 điểm) Cho mạch điện như hình 2: Khi mở cả hai khoá K 1 và K 2 , công suất toả nhiệt của mạch là P 0 . Khi chỉ đóng K 1 , công suất toả nhiệt là P 1 , còn khi chỉ đóng K 2 , công suất toả nhiệt là P 2 . Hỏi công suất toả nhiệt của cả đoạn mạch là bao nhiêu nếu đóng cả hai khoá K 1 và K 2 ? Bỏ qua điện trở của dây nối và các khoá. Bài 5: (4 điểm) Cho hệ quang học như hình 3: (L) là thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm, vật AB cách thấu kính một khoảng d. a) Với d = 90cm. Xác định ảnh của AB qua thấu kính. Vẽ ảnh. b) Sau thấu kính, cách thấu kính một khoảng x đặt một gương phẳng vuông góc với trục chính của thấu kính, mặt phản xạ quay về phía thấu kính. Định x để ảnh của AB qua hệ Thấu kính – Gương có độ lớn không đổi bất chấp giá trị nào của d? Bài 6: (2 điểm) AB là một dây dẫn thẳng dài vô hạn (hình 4). Cạnh dây AB là một đoạn dây dẫn CD. Giả sử rằng đoạn dây CD có thể chuyển động tự do trong mặt phẳng hình vẽ. Khi không có dòng điện, CD vuông góc với AB. Hỏi nếu cho dòng điện qua các dây dẫn và chiều của chúng được chỉ bằng các mũi tên trên hình vẽ thì đoạn dây CD sẽ chuyển động như thế nào? HẾT Thí sinh không sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: ……………………………………………; Số báo danh: …………………………………. ĐỀ CHÍNH THỨC A 2 V A 1 A D B C Hình 1 R 1 K 2 R 3 K 1 R 2 U Hình 2 A B O d (L) Hình 3 A B C D I 1 I 2 Hình 4 Chữ ký Giám thị 1: ……………………………………….… ; Chữ ký Giám thị 2: …………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT PHÚ YÊN NĂM HỌC 2011 - 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN VẬT LÝ CHUYÊN Bài Đáp án chi tiết Điểm 1 3đ Vận tốc của canô A khi đi xuôi, ngược dòng là: v Ax = nu + u = u(n + 1) v Ang = nu – u = u(n – 1) Thời gian đi và về của canô A: A 2 L L 2Ln t u(n 1) u(n 1) u(n 1)       (1) Vận tốc của canô B khi đi ngang sông là: v B = 2 2 2 (nu) u u n 1    Thời gian đi và về của canô B: B 2 2L t u n 1   (2) Từ (1) và (2) ta có: A 2 B t n t n 1   0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 2 4đ a) Nhiệt lượng cần cung cấp để khối đá biến hoàn toàn thành hơi: Q = m 1 .c đ (0 – t 1 ) + m 1 . + m 1 .c n .(100 – 0) + m 1 .L = 6141kJ b) Gọi M khối lượng nước ban đầu trong xô; m là lượng nước đá đã tan thành nước. Ta có: m = 2 – 0,1 = 1,9kg. Do nước đá không tan hết nên nhiệt độ cuối cùng khi có cân bằng nhiệt là t = 0 0 C. Phương trình cân bằng nhiệt: (M.c n + m 2 .c nh )(t 2 – t) = m 1 c đ (t – t 1 ) + m.     1 đ 1 2 nh 2 n 2 m c t – t m. m c (t t) M 3,07kg c (t t)        (nếu ghi thiếu hoặc sai đơn vị trừ 0,25 điểm) 2,0 0,5 0,5 0,5 0,5 3 3đ Gọi R 1 , R 2 , R 3 , R 4 là trị số các điện trở tương ứng như hình vẽ. Ta có: 3 4 1 2 AB 1 2 3 4 R R R R R R R R R      2 1 AB 1 2 RU I R R R     4 3 AB 3 4 RU I R R R     2 A 1 3 I | I I |    2 4 AB 1 2 3 4 R R10 2 R R R R R      2 3 1 4 1 2 3 2 3 4 1 2 4 1 3 4 10|R R R R | 2 R R R R R R R R R R R R       2 3 1 4 100 10 | R R R R |   Hay: 2 3 1 4 | R R R R | 10   0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 R 1 A 2 V A 1 R 3 R 2 R 4 A D B C I A 2 I 3 I 1 Giá trị các điện trở và số chỉ ampe kế A 1 cho bởi kết quả sau: R 2 (  ) R 3 (  ) R 1 (  ) R 4 (  ) R AB (  ) I A1 = V AB U R (A) 3 4 2 1 2 5 2 1 4 3 25/12 4,8 (loại) 0,5 4 4đ  Khi cả K 1 , K 2 đều mở: 0 2 1 2 3 U P R R R    (1)  Khi chỉ đóng K 1 công suất P 1 , chỉ đóng K 2 công suất P 2 thì: 2 1 3 U P R  (2); 2 2 1 U P R  (3)  Khi đóng cả K 1 , K 2 công suất P: 2 2 2 2 1 2 3 1 2 3 1 1 1 U U U P U . R R R R R R             (4) Từ (1)  2 0 1 2 2 1 2 0 2 0 1 P PP U R PP P P P P    (5) Thay (2), (3) và (5) vào (4) ta được: 0 1 2 1 2 1 2 0 1 0 2 P P P P P P PP P P P P      0,75 0,5 0,5 0,75 0,75 0,75 5 4đ a) Ảnh A 1 B 1 của AB qua thấu kính: d = 90cm  ' df d d f   = 90.30 45cm 90 30   (ảnh thật) A 1 B 1 : là ảnh thật nằm sau thấu kính và cách thấu kính 45cm. Vẽ hình. b) Sơ đồ tạo ảnh: ' ' ' 1 3 1 2 2 3 (L) (M) (L) d d d d d d 1 1 2 2 A B A B AB A'B'    - Khi d thay đổi, tia sáng đi qua B song song với trục chính, có tia ló đi qua tiêu đi ểm F’. - Muốn ảnh A’B’ có độ lớn không đổi bất chấp giá trị của d thì tia ló đi qua B’ ph ải song song với trục chính khi B di chuyển. Tia tới thấu kính cho tia ló song song v ới trục chính thì tia tới phải đi qua F’ - Suy ra tia tới và tia phản xạ đối với gương phải cùng đi qua F’. Do đó gương ph ải đặt tại F’. Vậy x = 30cm. (có thể sử dụng công thức thiết lập và tìm ra x = 30cm) 1,5 1 0,5 0, 5 0,5 A F F’ B O A 1 B 1 6 2đ - Khi cho dòng điện I 1 qua dây AB, ta có từ trường của dòng điện thẳng dài vô hạn. Trong phạm vi không gian đặt I 2 từ trường này hướng từ phía trước ra phía sau mặt phẳng hình vẽ (được ký hiệu bằng ). - Lúc đó dòng I 2 được đặt trong từ trường của dòng I 1 , vì vậy có lực từ tác dụng lên nó. - Áp dụng quy tắc bàn tay trái ta thấy lực từ này hướng lên phía trên. - Mặt khác từ trường của I 1 gây ra xung quanh là không đều: tại những điểm gần I 1 t ừ trường lớn, xa I 1 từ trường nhỏ. - Lực từ tác dụng lên các phần tử đoạn dây CD có cường độ khác nhau (hình vẽ). - Do lực tác dụng lên hai đầu CD có cường độ không như nhau nên kết quả l àm cho CD bị quay đi như hình vẽ. - Khi CD quay đến vị trí C’D’ (I 2 // ngược chiều với I 1 ) thì lúc đó ta có tương tác c ủa hai dòng điện song song ngược chiều nhau, chúng sẽ đẩy nhau. - Sau đó dòng I 2 sẽ chuyển động tịnh tiến theo hướng vuông góc với I 1 và ra xa I 1 . 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 LƯU Ý: - Thí sinh giải theo cách khác, nếu đúng vẫn cho đủ điểm theo từng phần phù hợp như quy định của hướng dẫn chấm này. - Điểm toàn bài không làm tròn số. A B C D I 1 I 2 F C F D C’ D’ . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH PHÚ YÊN KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn thi: VẬT LÝ (Chuyên) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1: (3 điểm) Hai. 2: …………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT PHÚ YÊN NĂM HỌC 2011 - 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN VẬT LÝ CHUYÊN Bài Đáp án chi tiết Điểm 1 . 2 3 4 R R10 2 R R R R R      2 3 1 4 1 2 3 2 3 4 1 2 4 1 3 4 10| R R R R | 2 R R R R R R R R R R R R       2 3 1 4 100 10 | R R R R |   Hay: 2 3 1 4 | R R R R | 10  