UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 NĂM HỌC 2021 - 2022 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): Cho hệ hình Hai vật có khối lượng m1 m2 treo hai điểm A D nhẹ Thanh treo vào hệ thống ròng rọc sợi dây mắc hai điểm B C Biết: AB = a; BC = b; CD = c; dây treo mảnh, không dãn Khi hệ cân nằm m1 ngang Bỏ qua khối lượng rịng rọc, dây Tìm tỉ số m để hệ A B D C m1 Hình 1 m2 cân Câu (1,5 điểm): Một vận động viên bơi xuất phát điểm A dòng sơng thẳng bơi xi dịng Cùng thời điểm A bóng thả với vận tốc ban đầu không Vận động viên bơi đến B, cách A đoạn AB = 1,25 km bơi quay lại, sau 20 phút tính từ lúc xuất phát gặp bóng C cách A khoảng AC = 0,5 km Coi nước chảy đều, vận tốc bơi vận động viên nước không đổi Bỏ qua thời gian vận động viên quay đầu 1) Tính vận tốc nước chảy vận tốc vận động viên bờ bơi xi dịng ngược dịng 2) Giả sử gặp bóng, vận động viên bơi xi, tới B lại bơi ngược, sau gặp bóng lại bơi xi… người bóng gặp B Tính thời gian tổng cộng mà vận động viên bơi ngược dịng Câu (1,5 điểm): Một bình chứa mỏng hình trụ đặt thẳng đứng, đáy bình trụ nằm ngang có diện tích S = 200 cm 2, bên bình chứa nước nhiệt độ t = 600C Người ta rót thêm vào bình lượng dầu thực vật nhiệt độ t = 200C tổng độ cao cột nước cột dầu bên bình h = 50 cm Xảy trao đổi nhiệt nước dầu dẫn đến cân nhiệt nhiệt độ t = 45 0C Cho khối lượng riêng nước D = 1000 kg/m3, dầu D2 = 800 kg/m3 ; nhiệt dung riêng nước c = 4200 J/kg.K dầu c = 2100 J/kg.K Biết dầu hoàn toàn nước Bỏ qua trao đổi nhiệt chất lỏng với bình mơi trường Hãy tính: 1) Khối lượng nước khối lượng dầu bình 2) Áp suất khối chất lỏng gây đáy bình Câu (2,0 điểm): B Vật sáng nhỏ AB cao cm đặt vng góc với trục thấu kính O, điểm A nằm trục A’ y cho ảnh A’B’ ngược chiều AB (Hình 2) Biết khoảng cách x A từ A đến tiêu điểm gần A cm khoảng cách từ A’ đến tiêu điểm gần A’ 80 cm B’ Hình 1) Thấu kính O thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kì? Tính tiêu cự thấu kính chiều cao ảnh A’B’ 2) Cố định vật AB, cho thấu kính O chuyển động thẳng dọc theo trục với tốc độ cm/s xa AB Hỏi sau kể từ lúc O chuyển động, ảnh A’B’ AB dịch chuyển chiều với O? Trong khoảng thời gian đó, ảnh A’B’đi quãng đường bao nhiêu? Câu (1,5 điểm): 1) Để giảm hao phí toả nhiệt đường dây dẫn truyền tải điện xa sử dụng phương án nào? Trong đó, phương án tốt nhất? Tại sao? 2) Truyền tải điện để cung cấp điện cho xưởng sản xuất Ban đầu xưởng sản xuất sử dụng 84 máy tiêu thụ điện, công suất hao phí đường truyền chiếm 10% cơng suất truyền tải Do nhu cầu mở rộng sản xuất nên xưởng tăng thêm số máy, lúc cơng suất hao phí đường truyền chiếm 15% công suất truyền tải Biết hiệu điện nơi truyền có giá trị khơng đổi, coi máy tiêu thụ với công suất hao phí đường dây toả nhiệt Hỏi số máy xưởng tăng thêm bao nhiêu? Câu (2,5 điểm): Đặt vào hai đầu đoạn mạch hiệu điện U khơng đổi (Hình 3) Biết R1 = R3 = 0,5 ; R2 = ; biến trở MN có điện trở tồn phần RMN = 16 Vôn kế ampe kế lí tưởng, bỏ qua điện trở dây nối 1) Điều chỉnh chạy C nằm biến trở MN vơn kế 24 V Tìm số ampe kế giá trị hiệu điện U 2) Xác định vị trí chạy C biến trở để cơng suất tiêu thụ tồn biến trở lớn Tính giá trị cơng suất lớn 3) Khi dịch chuyển chậm chạy C biến trở từ M đến N số ampe kế vôn kế thay đổi nào? A U B R3 R1 A1 V C R M N Hình -HẾT Họ tên thí sinh: SBD: A2 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: 2021 - 2022 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 không 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 - Tác dụng lên A, D, B, C có: trọng lực P1 = 10m1; P2 = 10m2, lực căng 2T T - Điều kiện cân điểm tựa A 3a b 2Ta T a b a b c 10m m2 T 10 a b c - Điều kiện cân điểm tựa D 2b 3c 2T b c Tc a b c 10m1 m1 T 10 a b c m1 2b 3c m - Do 3a b Điểm 0,25 A 2T B 0,25 T D C 0,25 P1 P2 0,25 Câu (1,5 điểm) Cách giải 1) Vận tốc nước chảy vận tốc vận động viên bờ bơi xi dịng ngược dịng Thời gian bơi vận động viên thời gian trơi bóng, vận tốc nước AC 0,5 1,5 km / h t vận tốc bóng: Gọi vận tốc vận động viên nước v0, vận tốc bờ xi dịng ngược dịng v1 v2 thì: v1 v0 v2 v0 Điểm 1,0 0,25 Thời gian bơi xi dịng từ A đến B t1 AB 1, 25 v0 v0 1, (1) BC 1, 25 0,5 t2 v0 v0 1,5 Thời gian bơi ngược dòng từ B đến C là: (2) t1 t2 h Theo ta có (3) 1, 25 0, 75 v 1,5 v 1,5 v02 6v0 0 v0 6 km / h Từ (1), (2), (3) ta có 0,25 0,25 Khi xi dòng v1 = 7,5 km/h ngược dòng v2 = 4,5 km/h 2) Thời gian tổng cộng mà vận động viên bơi ngược dòng Tổng thời gian bơi vận động viên thời gian bóng trơi từ A đến B, 0,25 0,5 AB 1, 25 h 50 v 1,5 n là: (phút) 0,25 Do vận tốc bơi nước không đổi nên thời gian bơi xi dịng ngược dịng 25 phút Câu (1,5 điểm) Cách giải 1) Khối lượng nước dầu bình Gọi t nhiệt độ cân hệ m1c1 t1 t m2 c2 t t2 Phương trình cân nhiệt: m2 D2 Sh2 D2 h2 0,8h2 m D Sh D h h1 1 1 Mặt khác: m2 c1 t1 t m1 c2 t t2 Điểm 1,0 0,25 (1) (2) 0,8h2 1, h2 1,5h1 h Từ (1) (2) có: Lại có: h1 + h2 = h = 50 cm Giải hệ (3) (4) ta được: h1 = 20 cm; h2 = 30 cm Khối lượng nước: m1 = D1Sh1 = 1000.200.10-4.0,2 = kg Khối lượng dầu: m2 = D2Sh2 = 800.200.10-4.0,3 = 4,8 kg Tổng áp suất khối chất lỏng lên đáy bình 0,25 (3) (4) Áp suất nước lên đáy bình p1 = 10D1h1 = 10.1000.0,2 = 2000 Pa Áp suất dầu lên đáy bình : p2 = 10D2h2 = 10.800.0,3 = 2400 Pa Tổng áp suất khối chất lỏng lên đáy bình p = p1 + p2 = 2000 + 2400 = 4400 Pa 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 Câu (2,0 điểm): Cách giải Điểm Xác định loại thấu kính, tiêu cự thấu kính, chiều cao ảnh 1,0 - Do AB A’B’ nằm khác phía trục xy nên thấu kính cho thấu kính B hội tụ Ta có hình vẽ: I 0,25 F A - Đặt f = OF = OF’ OA AF OF 5 f - Theo đề: OA ' OF ' F' A ' f 80 AB OA f - Do AB / /A 'B' A ' B' OA ' 80 f (1) OI OF' f - Do OI / /KS' A 'B' F'A ' 80 (2) 0,25 - Với OI = AB, nên từ (1) (2) ta được: 5f f f 20cm OA 25cm;OA ' 100cm 80 f 80 OA ' A 'B' AB 4(cm) OA Từ (1) ta có: 0,25 Thời điểm ảnh A’B’ di chuyển chiều với O - Vì ban đầu d > f, vật thật cho ảnh thật Khoảng cách vật thật ảnh thật: 1,0 ’ L=d+d L=d df d L.d f.L 0 d f (1) L2 4f.L 0 hay L 4f 0,25 0,25 - Điều kiện để phương trình (1) có nghiệm là: Dấu “=” xảy 0 d 2 f = 40cm Nhận xét: Từ vị trí ban đầu (d = 25 cm, d’ = 100 cm, L = 125 cm), O dịch chuyển xa AB làm cho A’B’ dịch chuyển lại gần AB Đến d = 40cm khoảng cách AB A’B’ ngắn L = 80cm, sau A’B’sẽ rời xa AB t 40 25 5s A’B’ dịch chuyển chiều với O Sau khoảng thời gian Quãng đường ảnh là: s = L – Lmin = 125 – 80 = 45 (cm) 0,25 0,25 0,25 Câu (1,5 điểm) Cách giải 1) Các phương án giảm bớt hao phí truyền tải điện xa Điểm 0,5 P2 R P2 P U U S Điện truyền tải xa hao phí: 0,25 Phương án giảm hao phí: giảm điện trở suất, tăng tiết diện S, tăng hiệu điện Phương án tốt nhất: Tăng hiệu điện phát - Giảm điện trở suất: Tốn sử dụng kim loại, hợp kim đắt tiền - Tăng tiết diện S: Khối lượng dây tăng, không kinh tế - Tăng U: dễ dàng sử dụng dùng máy biến áp… 2) Tính số máy tăng thêm xưởng Gọi dòng điện ban đầu I, công suất tiêu thụ điện máy a P P2R 0,1P U2 Công suất truyền tải: P = UI, Cơng suất hao phí: Cơng suất tiêu thụ xưởng là: Ptt = 0,9P, ta có: 0,9P = 84a (1) 0,25 1,0 0,25 Giả sử công suất truyền tải tăng n lần Công suất truyền tải P’ = nP Cơng suất hao phí là: P P ' n2 P R 0,1n P U2 0,25 0,1n P 0,15 n 1,5 nP Vì hao phí 15% nên Cơng suất tiêu thụ xưởng là: P’tt = 0,85nP = 1,275P (2) 0,25 ' Từ (1) (2) ta có: Ptt 119a Vậy số máy tăng thêm là: 119 - 84 = 35 máy 0,25 Câu (2,5 điểm) Cách giải 1) Điều chỉnh chạy C nằm MN vơn kế 24 V Tìm số ampe kế giá trị hiệu điện U Sơ đồ mạch: Đặt RCM = x RCN = 16-x ĐK: (0 x 16)(*) RCM = x A R1 E F RCN = 16 -x 1,0 0,25 A1 R2 C Điểm R A2 B 0,25 V Khi chạy nằm MN x = ; Vôn kế 24V hay UEF =24V Điện trở đoạn mạch CF Điện trở đoạn mạch AB RCF x.(16 x) 4 16 RAB R1 R2 RCF R3 7 Uv U 24 I EF 4 A R R R EF CF Cường độ dòng điện mạch I I A1 I A2 2 A Số ampe kế 0,25 Hiệu điện hai đầu mạch điện UAB = I.RAB = 4.7 = 28(V) 2) Xác định vị trí chạy C biến trở để cơng suất tiêu thụ tồn biến trở lớn Tính giá trị cơng suất 0,25 U AB 28 R AB y 0,25 I Đặt RCF = y RAB = 3+y Công suất tiêu thụ toàn biến trở MN là: PMN 28 784 I R CF y 3 y y y 0,5 784 196 y 2 PMN W 65,33 W y (2 3) Áp dụng BĐT Côsi: 196 PMNmax W 65,33 W Vậy y y 3 x(16 x) 3 x 16x 48 0 16 Dấu "=" xảy y x 4 0,25 x 12 Giải phương trình ta 3) Khi dịch chuyển chậm chạy C biến trở từ M đến N số ampe kế vôn kế thay đổi nào? Khảo sát thay đổi số ampe kế 28 I A1 16 x x 16 x 3 I x A 16 Vì RCM // RCN nên: 16 x 28 16 x I A1 I x (16 x ) 16 12 x 16 3 16 16 x Giải hệ được: x 28 x 7 I A2 I x (16 x ) 12 x 12 16 x 16 16 16 16 x x 1,0 U I A1 I A2 I AB RAB 0,25 Khi chạy C di chuyển từ M đến N x tăng từ đến 16 Ω - Xét I A1 tăng nên - Xét I A2 x 12 12 x ta có: 16 x tổng hai số dương, x tăng 16 x I A1 giảm 0,25 12 16 x 12 16 x tổng hai số dương, x tăng x ta có: x I A2 giảm nên tăng Khảo sát thay đổi số vôn kế x 16x 448 U V I.R EF UV x 16x 48 16 1 28 16 (x 8) 96 - Khi x tăng từ đến x - tăng x - ≤ (x 8) giảm 16 (x 8) 96 giảm UV tăng (x 8) 96 tăng - Khi x tăng từ đến 16 x - tăng x - ≥ (x 8) tăng 1 1 (x 8) 96 giảm Lập bảng giá trị: x (Ω) UV (V) 18,7 0,25 16 (x 8) 96 tăng UV giảm 0,25 24 16 18,7 Kết luận: - Khi chạy C dịch từ M đến biến trở số vôn kế tăng từ 18,7V đến 24V - Khi chạy C dịch từ biến trở đến N số vơn kế giảm từ 24V đến 18,7V -HẾT -