Thanh hoa 21 22 lam son

LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO LỚP 10 MÔN VẬT LÝ THPT CHUN LAM SƠN, THANH HĨA TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ NGÀY THÁNG NĂM 2021 Lời giải đề thi thực Trần Mỹ Quyên − THPT Chuyên Lương Thế Vinh, Đồng Nai Nguyễn Hà Đức Trung − Đại học Sư Phạm Hà Nội Đỗ Xuân Sang − Đại học VinUni Trần Huy Hoàng Anh − Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Minh Tuấn − THPT Bình Minh, Kim Sơn, Ninh Bình Mọi ý kiến đóng góp xin gửi fanpage TẠP CẢM LAT X E CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ ƠN CÁC BẠN Đà ỦNG HỘ VÀ THEO DÕI ! BY PHYSIAD LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MÔN VẬT LÝ CHUYÊN LAM SƠN - THANH HÓA d Câu 1 Trong buổi tập phối hợp bóng, chuẩn bị cho vịng loại thứ World Cup 2022 khu vực châu Á đội tuyển bóng đá Quốc gia Việt Nam Hai tiền đạo P T có tập sau: P , T đồng thời xuất phát từ điểm O phần sân nhà P chạy √ thẳng vào trung lộ đội bạn theo phương Ox với vận tốc không đổi v1 = 2, 3m/s, T dắt bóng chạy sang cánh phải dọc theo phương Oy, hợp với Ox góc 30◦ với vận tốc khơng đổi v2 = 5m/s (Hình 1) a) Xác định khoảng cách hai cầu thủ thời điểm t1 = s kể từ xuất phát O b) Vào thời điểm t1 , T chuyền bóng cho P Để P nhận bóng chinh xác sau chạy thêm với vận tốc cũ 10m bóng phải chuyển động theo đường thẳng với vận tốc không đổi v, theo hướng hợp với đường nối T P thời điểm t1 góc β Tính v β Một kiến, nằm điểm O cọng rơm có chiều dài l Cọng rơm nằm hai đế, đế trái cách mép trái cọng rơm l1 = l đế phải cách 12 13 mép phải cọng rơm l2 = l (Hình vẽ 2) 28 Biết kiến có khối lượng nhỏ khối lượng cọng rơm lần, kích thước nhỏ so với chiều dài cọng rơm, cọng rơm coi ống hình trụ đồng chất Con kiến bò dọc cọng rơm đến vị trí cách O khoảng thoả mãn điều kiện cọng rom bị lật LAT X E BY PHYSIAD TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ Lời giải a) Gọi vị trí cầu thủ sau khoảng thời gian t A, B ( OA = v1 t OB = v2 t Khoảng cách cầu thủ √ OA2 + OB − 2OA.OB cos α p = (v1 t)2 + (v2 t)2 − 2v1 v2 t2 cos α AB = √ Với v1 = 2, 3m/s, v2 = 5m/s, t = t1 = 8s, α = 30◦ ⇒ AB = 20m b) Định lý hàm sin cho ∆ABC ta có sin α sin θ = ⇒ θ = 90◦ v2 t AB Gọi vị trí nhận bóng P C khoảng thời gian để bóng tới chân P ∆t Theo hình vẽ LATEX tan β = AC AC ⇒ β = arctan = 26, 57◦ AB AB BY PHYSIAD LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MƠN VẬT LÝ CHUN LAM SƠN - THANH HĨA đồng thời √ AC √ 15 2 BC = v∆t = v = AC + AB ⇒ v = m/s v1 2 Gọi N1 , N2 phản lực đầu A, B tác dụng  Chọn chiều  lên cọng rơm l l dương hình vẽ, gọi vị trí kiến so với điểm O x − x 2 † Xét trục quay quay A Điều kiện cân cọng rơm mg · AO + mg · (AO + x) = N2 · AB 7l l Vậy kiến vị trí l l x cọng rơm bị lật khỏi A ∇ LATEX BY PHYSIAD TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ d Câu Có số chai sữa hồn toàn giống nhiệt độ tx , người ta thả chai vào bình cách nhiệt chứa nước, sau cân nhiệt lấy thả tiếp chai khác vào Nhiệt độ nước ban đầu bình t0 = 36◦ C Chai thứ lấy có nhiệt độ t1 = 33◦ C, chai thứ hai lấy có nhiệt độ t2 = 30, 5◦ C Bỏ qua hao phí nhiệt a) Tìm tx b) Đến chai thứ lấy nhiệt độ nước binh bắt đầu nhỏ 25◦ C? Lời giải a) Gọi nhiệt dung chai sữa, bình cách nhiệt chứa nước Cs , Cn Ta có phương trình cân nhiệt sau thả chai sữa thứ vào và lấy ra: Cs (t1 − tx ) = Cn (t0 − t1 ) (1) Phương trình cân nhiệt sau thả chai sữa thứ vào lấy ra: Lấy (1) chia cho (2) ta Cs (t2 − tx ) = Cn (t1 − t2 ) (2) t0 − t1 t1 − tx = t2 − tx t1 − t2 (3) Thay t0 = 36◦ C, t1 = 33◦ C, t2 = 30, 5◦ C vào (3) ta tính được: tx = 18◦ C b) Phương trình cân nhiệt sau thả chai sữa thứ n vào lấy Cs (tn − tx ) = Cn (tn−1 − tn ) (4) Lấy (4) chia cho (1) ta tn−1 − tn 5tn−1 + 18 tn − tx tn−1 − tn tn − 18 = ⇔ = ⇔ tn = t1 − tx t1 − t0 33 − 18 36 − 33 Nhiệt độ bình sau thả lấy chai sữa 5t2 + 18 5.30, + 18 341 = = > 25◦ C 6 12 341 + 18 5t3 + 18 1921 12 t4 = = = > 25◦ C 6 72 1921 + 18 5t4 + 18 10901 72 t5 = = = > 25◦ C 6 432 10901 + 18 5t5 + 18 62281 432 t6 = = = < 25◦ C 6 2592 t3 = Vậy sau lấy chai thứ nhiệt độ nước bình bắt đầu nhỏ 25◦ C LATEX BY PHYSIAD ∇ LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MÔN VẬT LÝ CHUYÊN LAM SƠN - THANH HĨA d Câu Cho mạch điện hình vẽ Hiệu điện hai điểm A B có giá trị khơng đổi UAB = U = 10V, điện trở R0 = 4Ω đèn D có ghi 6V − 3W, Rx biến trở Bỏ qua điện trở dây nối, coi điện trở đèn D khơng đối a) Tìm giá trị Rx để đèn D sáng bình thường b) Điều chinh biến trở để công suất đoạn mạch M N cực đại Tính Rx cơng suất tiêu thụ đèn c) Thay biến trở Rx điện trở R mà cường độ đòng điện chạy qua phụ thuộc r √ vào hiệu điện hai đầu điện trở theo quy luật IR = k UR , k = 0, 75 A (đơn vị k √ ) Tìm cơng suất tiêu thụ điện trở R V Lời giải Sơ đồ mạch điện R0 nt (Rx k RD ) Điện trở đèn Đ P = U2 U2 62 ⇒ RD = = = 12(Ω) Khi đèn sáng bình thường RD P † Hiệu điện định mức đèn UD = 6(V) † Cường độ dòng điện định mức đèn PD = UD ID ⇒ ID = PD = 0, 5(A) Ud a) Vì đèn sáng bình thường nên ta có hiệu điện hai đầu đèn hiệu điện định mức cường độ dòng điện chạy qua đèn cường độ dòng điện định mức Theo sơ đồ mạch điện, ta có R0 nt (Rx k RD ), suy UAB = UR0 + UD ⇔ UR0 = UAB − UD = 10 − = 4(V) LATEX BY PHYSIAD TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ Cường độ dịng điện tồn mạch Itm = I0 = U0 = = 1(A) R0 Xét nút M Itm = IRx + ID ⇔ IRx = Itm − ID = − 0, = 0, 5(A) Giá trị Rx để đèn sáng bình thường Rx = URx UD = = = 12(Ω) IRx IRx 0, b) Gọi giá trị Rx cần tìm x Điện trở đoạn mạch M N RM N = 12x RD x = RD + x 12 + x Điện trở tương đương toàn mạch Rtd = R0 + RM N = + 12x 16(x + 3) = 12 + x x + 12 Cường độ dòng điện toàn mạch Itm = 10(x + 12) 5(x + 12) UAB = = Rtd 16(x + 3) 8(x + 3) Công suất đoạn mạch M N PM N = Itm RM N = 75(12 + x)x 75x2 + 900x = 16(x + 2)2 16x2 + 96x + 144 Từ phương trình trên, ta suy 16PM N x2 + 96PM N x + 144PM N − 75x2 − 900x = ⇔ (16PM N − 75)x2 + (96PM N − 900)x + 144PM N = Để đề có nghĩa, phương trình phải tồn nghiệm x, ta có ∆ > ⇔ b2 − 4ac > ⇔ (96PM N − 900)2 − 4.144PM N (16PM N − 75) > ⇔ −129600PM N + 9002 > 9002 ⇔ PM N (W) 129600 25 ⇔ PM N = 6, 25(W) Vậy giá trị cực đại công suất đoạn mạch M N PM N = 6, 25(W) −b −(96.6, 25 − 900) Dấu "=" xảy x = = = 6(Ω) 2a 2(16.6, 25 − 75) Ngoài ta đánh giá PM N sau, ta có P = LATEX 75 450x − 675 + 16 16x2 + 96x + 144 BY PHYSIAD LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MÔN VẬT LÝ CHUYÊN LAM SƠN - THANH HÓA Xét đánh giá 16x2 + 96x + 144 > 288x − 432 ⇔ 16(x − 6)2 > Do 75 450x − 675 75 450x − 675 25 + + = 16 16x + 96x + 144 16 288x − 432 P = Dấu "=" xảy x = 450 = , nên ta thử tách 675   2 16x + 96x + 144 = 16(x − a) + k x − Nhận xét Để có đánh trên, ta thấy Như vậy, đồng hệ số, ta tìm k a, từ suy đánh ta sử dụng c) Theo đề bài, ta có p IR = k UR ⇔ IR2 = k · UR ⇔ IR = k · R (1) (2) Vì R k RD , nên ta có RD IR R IR = ⇒ ID = ID R RD Vì R0 nt (R k RD ), nên cường độ dịng điện tồn mạch   R Itm = IR + ID = IR + RD Điện trở tương đương mạch Rtd = R0 + RM N = + 12R 16(R + 3) = 12 + R R + 12 Hiệu điện hai đầu đoạn mạch AB  UAB = Rtd · Itm ⇔ UAB R = Rtd IR + RD  Thay (2) vào phương trình trên, ta       16(R + 3) R R UAB = Rtd · k · R · + ⇔ 10 = · ·R· 1+ RD R + 12 12 Suy R = 2(Ω) (loại nghiệm R = −5(Ω) Công suất tiêu thụ R PR = IR2 · R Thay (2) vào phương trình, ta PR = k · R = LATEX BY r !4 0, 75 · 23 = 4, 5(W) PHYSIAD ∇ TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ d Câu Vật sáng AB có dạng đoạn thẳng ngắn đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ (L) có tiêu cự f , A nằm trục cách thấu kính khoảng d Gọi A0 B ảnh AB qua thấu kính, A0 cách thấu kính đoạn d0 Chứng minh 1 + = d d f 1 b) Nếu A0 B ảnh ảo − = d d f a) Nếu A0 B ảnh thật Ban đầu d = d0 , sau dịch chuyển vật xa lại gần thấu kính đoạn 5cm ảnh vật vị trí cao gấp ba lần vật Xác định d0 f Cho chiều cao vật sáng AB bẳng 2cm d = 20cm Giữ nguyên vị trí đầu A, quay vật quanh A mặt phẳng chứa trục vật AB ban đầu góc 30◦ theo chiều hướng xa thấu kính Khi ảnh A0 B quay góc bao nhiêu? Lời giải a) A0 B A0 F d0 − f = = OI OF f 0 0 AB OA d 4OAB ∼ 4OA0 B (g − g) ⇒ = = AB OA d 4A0 B F ∼ 4OIF (g − g) ⇒ Mà OI = AB (do ABIO hình chữ nhật) Từ (1) (2) suy d0 d0 − f d0 1 = = −1⇒ = + d f f f d d LATEX BY PHYSIAD (1) (2) LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MÔN VẬT LÝ CHUYÊN LAM SƠN - THANH HÓA b) I O A0 B OA0 d0 = = AB OA d 0 00 A B A F d0 + f 4IOF ∼ 4B A0 F (g − g) ⇒ = = IO OF f 4OAB ∼ 4OA0 B (g − g) ⇒ (3) (4) Mà OI = AB (do ABIO hình chữ nhật) Từ (3) (4) suy d0 d0 + f d0 1 = = +1⇒ = − d f f f d d Khi dịch chuyển vật xa hay lại gần cho ảnh gấp lần nên ảnh lại gần phải ảnh ảo, ảnh dịch chuyển xa phải ảnh thật Áp dụng cơng thức thấu kính, ta có 1 1 = + = − (5) f d0 + d1 d0 − d2 Độ phóng đại hai ảnh k= d02 d01 = =3 d0 + d0 − Từ (5) (6) suy = = ⇒ f d0 + d0 − LATEX BY ( d0 = 15cm f = 20cm PHYSIAD 10 (6) TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ Ta có d2 = d + h sin 30◦ = 21cm Do d1 > f , d2 > f nên vật qua thấu kính cho ảnh thật Áp dụng cơng thức thấu kính ( d01 = 60cm 1 1 = + = + ⇒ f d d1 d2 d2 d02 = 52, 5cm Ta có 4BOK ∼ 4B OK(g − g) ⇒ B0H d0 d0 OH d0 = = ⇒ B H = BK = h · cos 30◦ · BK OK d2 d2 d2 Gọi β góc nghiêng ảnh A0 B , ta suy √ B0H B0H d02 h cos 30◦ = = ⇒ β = 60◦ cot β = = 0 0 AH d1 − d2 d2 d1 − d2 ∇ LATEX BY PHYSIAD 11 LỜI GIẢI ĐỀ THI VÀO 10 MÔN VẬT LÝ CHUYÊN LAM SƠN - THANH HĨA d Câu Một hộp kín X gồm có đầu 1, 2, hình vẽ Trong hộp kín chứa điện trở giống R0 = 3Ω Người ta đo điện trở hai đầu dây cho kết R12 = 2Ω Sau đo điện trở cặp đầu dây lại cho ta kết R13 = R23 = 8Ω Bỏ qua điện trở dây nối Cho đoạn mạch AB hình vẽ 5, ampe kế A lý tưởng, U0 có giá trị khơng đổi 1, 5V Tìm số ampe kế mắc A, B với hai đầu X Hãy xác định cách mắc dùng điện trở hộp kín X Lời giải Khi mắc A, B vào đầu 2, số Ampe kế IA = U0 1, = 0, 75A = R12 Khi mắc A, B vào đầu và 3, số Ampe kế IA = U0 1, = = 0, 1875A R13 Ta có cách mắc sau LATEX Hình BY Hình PHYSIAD 12 TẠP CHÍ VÀ TƯ LIỆU VẬT LÝ Cách mắc Mạch tam giác (Hình 2) Theo tính chất mạch tam giác, ta có   R2 = R13 = 8Ω R1 = R23 = 8Ω  R = R 12 = 2Ω Vì R3 = 2Ω < R0 nên cần mắc R0 song song với R0X , suy 1 1 + = ⇒ R0X = = 6Ω 1 R0X R0 R2 − Như R0X = 6Ω = + ⇒ R0X gồm R0 nối tiếp, cần điện trở mắc theo sơ đồ [(R0 nt R0 ) k R0 ] để có điện trở tương đương R3 Ta thấy R1 = = + + nên cần điện trở mắc theo sơ đồ [R0 nt R0 nt ((R0 nt R0 ) k R0 )] để có điện trở tương đương R1 Vậy mắc mạch tam giác cần + + = 13 điện trở R0 Cách mắc Mạch (Hình 1) Ta có  (  R12 = R1 + R2 = 2Ω R1 = R2 = 1Ω R13 = R1 + R3 = 8Ω ⇒  R3 = 7Ω  R23 = R2 + R3 = 8Ω Vì R1 = 1Ω = R0 nên cần điện trở R0 mắc song song với để có điện trở tương đương R1 Mặt khác, ta có R3 = 7Ω = + + nên cần điện trở R0 mắc theo sơ đồ [R0 nt R0 nt (R0 k R0 k R0 )] để có điện trở tương đương R3 Vậy mắc mạch cần dùng + + = 11 điện trở R0 Do cách mắc dùng điện trở hộp kín X mạch gồm 11 điện trở R0 ∇ ——————— HẾT ——————— LATEX BY PHYSIAD 13