UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 NĂM HỌC 2020 - 2021 MƠN : VẬT LÍ (Dành cho thí sinh thi chuyên Vật lí) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề Đề thi gồm: 06 câu, 02 trang Câu (1,0 điểm): Trên đoạn sông thẳng, nước chảy đều, ca nô chạy ngược dịng gặp đám bèo trơi theo dịng nước A lúc 30 phút Ca nô tới B lúc 40 phút quay trở lại, gặp đám bèo C Đoạn AC = 1,8 km Ca nơ chạy với cơng suất khơng đổi Tính vận tốc chảy dịng nước so với bờ sơng Câu (1,5 điểm): Cho hệ hình Thanh cứng AB mảnh, chiều dài AB = 20 cm, đầu B treo vào trần sợi dây; vật kim loại có khối lượng m = 1,25 kg, thể tích V = 10-3 m3 treo vào điểm C AB chìm hồn tồn bình đựng nước; vật có khối lượng m2 = 62,5.10-3 kg nối với đầu A sợi dây vắt qua ròng rọc cố định Biết khối lượng riêng nước D = 103 kg/m3 Coi sợi dây không giãn; C A B bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc, AB sợi dây Hệ trạng thái cân AB nằm ngang, dây treo đầu A, B có phương thẳng đứng Xác định: 1) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật 1, lực căng sợi dây Hình 2) Vị trí điểm C AB Câu (2,0 điểm): Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20 cm đặt thẳng đứng chứa nước nhiệt độ t1 = 250C Người ta thả vào bình cầu đặc nhơm có bán kính R2 = 10 cm nhiệt độ t2 = 450C cân mực nước bình ngập cầu Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình với mơi trường 1) Tìm khối lượng nước bình nhiệt độ nước cân nhiệt 2) Đổ thêm dầu nhiệt độ t3 = 200C vào bình cho vừa đủ ngập cầu Xác định: a) Khối lượng dầu đổ vào bình nhiệt độ hệ cân nhiệt b) Áp lực cầu lên đáy bình Cho biết khối lượng riêng nhiệt nhiệt dung riêng nước, nhôm dầu là: D1 = 1000 kg/m3, c1 = 4200 J/kg.K; D2 = 2700 kg/m3, c2 = 880 J/kg.K; D3 = 800 kg/m3, c V R3 3 = 2800 J/kg.K Thể tích khối cầu (với R bán kính khối cầu) Câu (2.0 điểm): Vật sáng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính, cách thấu kính 15 cm Điểm A nằm trục chính, qua thấu kính thu ảnh thật A’B’ = 5AB 1) Thấu kính cho thấu kính gì? Vẽ hình để xác định ảnh A’B’ Từ tính tiêu cự thấu kính khoảng cách từ vật AB đến ảnh A’B’ 2) Cố định vật AB, cho thấu kính dịch chuyển dọc theo trục xa vật từ vị trí ban đầu M đến vị trí N ∆d’(cm) a) Xác định khoảng cách nhỏ vật AB ảnh q trình dịch chuyển thấu kính b) Gọi ∆d’ khoảng cách từ ảnh đến ảnh ban x(cm) đầu, x khoảng cách từ thấu kính đến vị trí thấu kính x2 ban đầu Hình x - Lập biểu thức tính ∆d’ theo x - Biết đồ thị biểu diễn phụ thuộc ∆d’ theo x có dạng hình Tìm x2 d1' Câu (2,5 điểm): Cho mạch điện hình Đặt vào hai điểm A, B hiệu điện không đổi U = 36 V; cho biết: điện trở R1 = R2 = ; đèn Đ ghi: 12V – 36W; MN biến trở chạy có điện trở tồn phần R0 = 40 ; ampe kế A A U vơn kế V lí tưởng Bỏ qua điện trở khóa K, chạy B A C dây nối; điện trở bóng đèn không thay đổi theo R2 nhiệt độ R1 Đ 1) Khóa K mở: Xác định vị trí chạy C biến V N M C trở để đèn sáng bình thường; số ampe kế số R0 vơn kế đó? K 2) Khóa K đóng: a) Xác định vị trí chạy C biến trở để: Hình - Cơng suất tỏa nhiệt biến trở đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại - Số vơn kế lớn Tính giá trị lớn b) Biết đèn Đ chịu cường độ dòng điện tối đa 3,3 A, để bảo vệ đèn Đ, người ta mắc nối tiếp với rơle điện từ có điện trở khơng đáng kể (khi cường độ dịng điện qua rơle lớn 3,3 A ngắt mạch) nhận xét độ sáng đèn Đ chạy C di chuyển từ M đến N Câu (1.0 điểm): Trong hộp đen X (Hình 4) có mạch điện điện trở giống R0 Lần lượt đo điện trở cặp đầu dây cho ta kết quả: R42 = 0, R14 = R12 = R43 = R32 = 5R0/3 R13 = 2R0/3 Bỏ qua điện trở dây nối Xác định cách mắc điện trở hộp đen ghép X Hình HẾT Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh: SBD: 2 UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO (Hướng dẫn chấm gồm 05 trang) HƯỚNG DẪN CHẤM THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC: 2020 - 2021 MƠN THI: VẬT LÍ I HƯỚNG DẪN CHUNG - Giám khảo cần nắm vững yêu cầu hướng dẫn chấm để đánh giá làm thí sinh Thí sinh làm cách khác đáp án cho điểm tối đa - Khi vận dụng đáp án thang điểm, giám khảo cần chủ động, linh hoạt với tinh thần trân trọng làm học sinh - Nếu có việc chi tiết hóa điểm ý cần phải đảm bảo khơng sai lệch với tổng điểm thống toàn hội đồng chấm thi - Điểm toàn tổng điểm câu hỏi đề thi, chấm điểm lẻ đến 0,25 khơng làm trịn Thiếu đơn vị đáp số ý trừ 0,25 điểm ý II ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Câu (1,0 điểm): Cách giải Vận tốc dòng nước u, vận tốc ca nơ v Vì cơng suất không đổi nên vận tốc ca nô không đổi Thời gian từ A tới B: t1 = 10 phút = 10 phút = 600s (1) Vận tốc ca nơ lúc ngược dịng : v – u => AB = t1(v – u) (1) Khi quay lại vận tốc ca nô là: v + u => (v + u)t2 = (AB + 1800) (2) Mà: u(t1 + t2) = 1800 (3) Từ (1) (2) (3) ta có: t2 = 10phút=600s u = 5,4km/h=1,5(m/s) Ghi chú: Coi nước (bèo) đứng yên, ta có: t AB=t BC =10 phút =600 s thời gian Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 AC bèo trôi từ A đến C, AC=u ( t AB +t BC )=¿u= t +t =1,5 m/s ( AB BC ) Câu (1,5 điểm): Cách giải 1) Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật 1, lực căng sợi dây Điểm 1,0 - Biểu diễn lực hình vẽ - Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật 1: FA 10 DV 10( N ) - Điều kiện cân cho vật m1 : P1 FA T1 T1 P1 FA 2,5( N ) A OC - Điều kiện cân cho vật m2 : T2 P2 10.62,5.10 0,625( N ) 0,25 B 0,25 0,25 - Điều kiện cân cho AB : T1 T2 T T T1 T2 2,5 0,625 1,875( N ) m1 0,25 2) Vị trí điểm C AB 0,5 0,25 - Điều kiện cân AB (đối với điểm B) là: T1.BC T2 BA T BA 0,625.0,2 BC BC 0,05(m) 5(cm) T1 2,5 0,25 - Vậy độ dài đoạn AC : AC = 20 – = 15 cm Câu (2,0 điểm): Cách giải 1) Tìm khối lượng nước bình nhiệt độ nước cân nhiệt Khối lượng nước bình là: m = V D = ( π R R - π R ).D ¿ 10,472 (kg) - Khối lượng cầu là: m = V D = π R D = 11,304 (kg) Điểm 1,0 - Phương trình cân nhiệt: c m ( t - t ) = c m ( t c1 m1 t +c m t c m +c m Suy ra: t = = 28,69 C 2) Đổ thêm dầu vào bình a) Thể tích dầu nước nên khối lượng dầu là: m1 D3 m = D1 = 8,37 (kg) 0,25 -t) 0,25 0,25 1,0 0,25 - Tương tự trên, nhiệt độ hệ cân nhiệt là: c1 m1 t +c m2 t +c m3 t c1 m1 +c m2 +c m3 ¿ 26,06 t x = C b) Áp lực cầu lên đáy bình là: F = P2 - FA F = P2 - FA= 10.m2 - π R ( D + D 0,25 0,25 0,5 ).10 ¿ 75,4(N) Câu (2.0 điểm): Cách giải Điểm 1) Thấu kính cho thấu kính gì? Vẽ hình từ xác định tiêu cự thấu kính khoảng cách vật ảnh 1,0 - Vật AB vật thật cho ảnh thật A’B’ = 5AB nên thấu kính cho thấu kính hội tụ, ảnh A’B’ ngược chiều AB 0,25 Vẽ hình: - Gọi khoảng cách vật ảnh đến thấu kính d d’ B I x F’ A’ y A A 'B' OA ' d' O d ' 5d 75(cm) OA d Xét A’OB’AOB : AB B’ 0,25 A ' B' A'F' A ' B' d ' f d' 5 OF' AB (vì OI=AB) nên f d - Xét OIF A’B’F’: OI Suy ra: tiêu cự thấu kính f = 12,5 (cm) Khoảng cách vật - ảnh: L = d + d’ = 90 (cm) 2) Đặt vật cố định dịch chuyển thấu kính dọc theo trục a) Khoảng cách vật thật ảnh thật: L = d + d’ 0,25 L=d 0,25 1,0 df d L.d f.L 0 d f (1) 0.5 - Điều kiện để phương trình (1) có nghiệm là: L 4f.L 0 hay L 4f Dấu “=” xảy 0 d 2 f L 50(cm) b) Ban đầu khoảng cách vật ảnh: L0 = 90cm Xét thời điểm t ảnh cách thấu kính: d1' Tại thời điểm t ảnh cách nguồn sáng: (d x ) f (15 x ).12,5 d x f 2,5 x L1 d1' d x (15 x).12,5 15 x 2,5 x d ' Lt L0 0.25 x( x 60) 2,5 x Khoảng cách ảnh thời điểm t so với ảnh ban đầu: -Từ đồ thị ta thấy x =x2 ∆d’=0 (ảnh sau trùng ảnh trước), suy x2 = 60cm ' Tại vị trí d ' d1 ảnh đổi chiều chuyển động ứng với Lmin= 50cm 0.25 ' Vậy khoảng cách lúc so với anh ban đầu d L0 Lmin 40(cm) ) Câu (2.5 điểm): Cách giải 1) Khóa K mở: Xác định vị trí chạy C biến trở để đèn sáng bình thường; số ampe kế số vơn kế đó? Do vơn kế V có điện trở vơ lớn nên khơng có dịng điện chạy qua vơn kế V Khóa K mở: Cấu tạo mạch: R1 nt R2 nt RD nt RCN U dm 144 RD 4() P 36 dm - Bóng đèn Đ: U = 12V ; P = 36W; điện trở đèn: đm đm I dm Cường độ dòng điện định mức đèn: P 36 dm 3( A) U dm 12 Đèn sáng bình thường: I I A I dm 3( A) Vậy: ampe kế 3A Vôn kế chỉ: UV I ( R1 RD ) 18(V ) U UD 36 12 RCN ( R1 R2 ) (2 2) 4() I Vị trí chạy C biến trở: 2) Khóa K đóng: Cấu tạo mạch: R1 nt R2 nt RD nt (RCM// RCN) Điểm 1,0 0,25 0,25 0,25 0,25 1,5 Đặt RCN x ta có Rb RCM RCN (40 x).x RCM RCN 40 (40 x).x 40 Điện trở toàn mạch: Cường độ dòng điện qua đèn cường độ dòng điện mạch chính: U U 36.40 1440 I D I Rtm Rb 320 x(40 x) 320 x(40 x) (1) Rtm R R2 RD Rb 8 0,25 a) Vị trí chạy C biến trở: U 362 P I Rb Rb Rb Rb R b - Công suất tỏa nhiệt biến trở 2 Rb Rb Bất đẳng thức Côsi cho ta: 32 Vậy: Pmax 40,5W Rb 8 x 40 x 8 40 Vị trí chạy C biến trở: - Số vôn kế UV U I R2 36 x1 28,94(); x 11,05() 0,25 1440 320 x(40 x) 0,25 Vì U R2 không đổi x 40 nên UV cực đại x (40 x) nhỏ x 40 x 2 x(40 x) x (40 x) 400 nên Từ bất đẳng thức Côsi ta có: số vơn kế lớn khi: x 20 UVmax = 32(V) b) Khi chạy C dịch chuyển: 0,25 x1 3,158(); x 36,84() Thay I= 3,3 A vào biểu thức (1) ta có: x3 4,51(); x 35,49() Thay I= A vào biểu thức (1) ta có: Lập bảng: x (Ω)Ω)) I (Ω)A) 4,51 3,158 4,5 20 35,49 3,3 36,84 40 4,51 0,25 3,3 3 0,25 Nhận xét: + Khi < x < 3,158(Ω) 36,84 (Ω)) 36,84 (Ω) 36,84 (Ω)) < x< 40 (Ω) 36,84 (Ω)) => Rơle ngắt => Đèn không sáng + Khi 3,158(Ω) 36,84 (Ω))≤ x< 4,51(Ω) 36,84 (Ω)) 35,49(Ω) 36,84 (Ω)) < x < 36,84(Ω) 36,84 (Ω)) thì: 3A < I ≤ 3,3A => Đèn sáng mạnh + Khi x = 4,5Ω) 36,84 (Ω) x = 35,49Ω) 36,84 (Ω) => I=3A => Đèn sáng bình thường + Khi 4,5(Ω) 36,84 (Ω)) 2A ≤ I < 3A => Đèn sáng yếu Câu (1.0 điểm): Cách giải - Vì R42= 0: Giữa đầu đầu nối với dây dẫn - Vì R13= 2R0/3 < R0: Giữa đầu đầu có mạch mắc song song - Mạch đơn giản gồm R0 song song với mạch có điện trở Rx R0 Rx 2R Rx 2 R0 R0 Rx Mạch Rx gồm R0 nối tiếp R0 - Vậy mạch 1-3 có dạng đơn giản (Hình 1a) Điểm 0,25 (1) (3) 0,25 Hình a - Vì R14 = R12 = R43 = R32 = 5R0/3= R0 + 2R0/3 Nên mạch 1- 4, 1- 2, 4- 3, 3- gồm điện trở R0 mắc nối tiếp với mạch 13 Vậy sơ đồ cách mắc hộp đen X (Hình b) (1) 0,25 (2) 0,25 (3) -HẾT (4) Hình b