dethi lop 10 chuyen

(3) (3) SỞ GD-ĐT KHÁNH HÒA ĐỀ THI TUYỂN SINH 10 THPT / 2007-2008 Môn thi : VẬT LÝ (chuyên) Thời gian : 150 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1 : Cho các dụng cụ và vật liệu sau: nguồn Acqui ,Ampe kế,Vơn kế (có điện trở rất lớn) ,thước đo chiều dài,thước kẹp,các dây nối .Xác định điện trở suất của chất liệu làm vật dẫn (tiết diện tròn). (1 điểm) Bài 2: Một vật bằng kim loại được nung nóng tới nhiệt độ t 2 rồi thả vào một nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ t 1 .Nhiệt độ cuối cùng của hỗn hợp là t.Q trình trao đổi nhiệt đó được biểu diễn bằng đồ thị như hình vẽ.Giải thích rõ các đồ thị (1) ,(2) ,(3) và ý nghĩa các đoạn OQ 2 ,OQ 3 ,Q’Q 1 trên trục OQ. (2 điểm) Bài 3 : Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ một đoạn 30cm.Ảnh A 1 B 1 là ảnh thật.Dời vật đến vị trí khác,ảnh của vật là ảnh ảo cách thấu kính 20cm.Hai ảnh có cùng độ lớn. Tính tiêu cự của thấu kính. (2 điểm) Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ,biết hiệu điện thế nguồn giữa 2 điểm A,B là U,điện trở trong r = 1,5Ω,mạch ngồi là một bộ đèn được mắc vào 2 điểm PQ. a. Xác định giá trị điện trở R của bộ đèn để mạch ngồi có cơng suất lớn nhất ,và tính giá trị cơng suất P ? b. Giả sử bộ đèn gồm 12 bóng loại (6V-6W) ,biết hiệu điện thế nguồn U = 24V.Hỏi các bóng trong bộ đèn phải mắc thế nào để chúng đều sáng bình thường ? (3,5 điểm) Bài 5: Hai điện trở R 1 và R 2 mắc nối tiếp với nhau giữa 2 điểm có hiệu điện thế U.Biết điện trở R 1 chịu hiệu điện thế tối đa là 180V,điện trở R 2 chịu hiệu điện thế tối đa là 60V và R 2 = 1,5R 1 .Hỏi hiệu điện thế U lớn nhất là bao nhiêu ? (2 điểm) 2 t 2 t t 1 O Q 2 Q 3 Q’ Q 1 Q(J) t 0 C (1) (2) r Q A B + - Bộ đèn P (2) ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ (Chuyên) NỘI DUNG ĐÁP ÁN Điểm Bài 1: 1 điểm * Trước tiên xác định điện trở của Ampe kế bằng cách mắc mạch điện theo sơ đồ . + Đọc số chỉ Vơn kế là U 1 , số chỉ Ampe kế là I 1 + Áp dụng cơng thức tính R A : 1 1 I U R A = * Mắc mạch theo sơ đồ : + Đọc số chỉ Vơn kế là U 2 , số chỉ Ampe kế là I 2 + Ta có : R + R A = A R I U −=⇒ 2 2 2 2 I U R * Dùng thước đo chiều dài l của vật dẫn ; dùng thước kẹp đo đường kính d của vật dẫn ⇒ tính được tiết diện S = 4 . 2 d π ⇒ điện trở suất của vật dẫn : l SR. = ρ 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 2: 1,5 điểm Dựa vào các đường biểu diễn trên đồ thị,trục tung t 0 ,trục hồnh là nhiệt lượng . - Đồ thị (1) là đường biểu diễn sự tỏa nhiệt của vật kim loại để hạ nhiệt độ từ t 2 0,25 3 t 2 t t 1 O Q 2 Q 3 Q’ Q 1 Q(J) t 0 C (1) (3) xuống nhiệt độ t . Và độ lớn nhiệt lượng tỏa ra tương ứng với đoạn OQ 1 . - Đồ thị (2) là đường biểu diễn sự thu nhiệt của nhiệt lượng kế để tăng nhiệt độ từ t 1 lên đến nhiệt độ t, và độ lớn nhiệt lượng thu vào tương ứng với đoạn OQ 2 . - Đồ thị (3) là đường biểu diễn sự thu nhiệt của nước trong bình nhiệt lượng kế để tăng nhiệt độ từ t 1 lên đến nhiệt độ t, và độ lớn nhiệt lượng thu vào tương ứng với đoạn OQ 3. - Đoạn Q’Q 1 cho biết độ lớn của nhiệt lượng mất mát cho môi trường xung quanh , vì: Q 1 = (Q 2 + Q 3 ) + Q’Q 1 (với OQ 2 = Q 3 Q’)  Q’Q 1 = Q 1 - (Q 2 + Q 3 ) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 3 : 2 điểm * Vật ở ví trí 1 : vì ảnh A 1 B 1 của vật là ảnh thật ,chứng tỏ vật AB sẽ được đặt ngoài khoảng tiêu cự . Đặt : OA=d 1 =30cm (khoảng cách từ vật ở vị trí (1) đến thấu kính) OA 1 =d’ 1 (khoảng cách ảnh của vật ở vị trí (1) đến thấu kính) OF=OF’ = f (tiêu cự) Ta có : ∆OAB ∼ ∆ OA 1 B 1 nên: 1 ' 1111 d d OA OA AB BA == (1) ∆F’OI ∼ ∆F’A 1 B 1 nên: f fd OF OFOA OF AF OI BA − = − == ' 1 ' ' 1 ' 1 ' 11 (2) Mà OI = AB ,do đó từ (1) & (2) ta có: f fd d d − = ' 1 1 1 ' ⇒ f = ' 11 ' 11 . dd dd + (a) * Vật dời đến vị trí 2 : vì ảnh cho là ảnh ảo nên vật phải được dời đến gần thấu kính và nằm trong khoảng tiêu cự f. Giả sử vật dời đi 1 đoạn AA’ = a 0,25 0,25 0,25 0,25 4 B' ’ A A2 , F A’ B B 2 I F’ A 1 B 1 O Đặt : OA’ = d 2 = 30-a (khoảng cách vật từ vị trí 2 đến thấu kính) OA 2 = d’ 2 = 20cm (khoảng cách ảnh của vật ở vị trí 2 đến thấu kính) Ta có : ∆OA’B’ ∼ ∆ OA 2 B 2 nên: 2 ' 2222 ''' d d OA OA BA BA == (3) ∆F’OI ∼ ∆F’A 2 B 2 nên: f fd OF OFOA OF AF OI BA + = + == ' 2 ' ' 2 ' 2 ' 22 (4) Mà OI = A’B’ ,do đó từ (3) & (4) ta có: f fd d d + = ' 2 2 2 ' ⇒ f = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − (b) Vì tiêu cự của thấu kính không thay đổi nên từ biểu thức (a) ,(b) Ta có : ' 11 ' 11 . dd dd + = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − (5) Mặt khác do 2 ảnh có độ lớn như nhau ,nên : '' 2211 BA BA AB BA = Từ (1) ,(2) có : 2 ' 2 1 ' 1 d d d d = ⇒ aad d dd − = − == 30 600 30 20 .30. 2 ' 2 1 ' 1 cm Thay các giá trị d 1 , d’ 1 ,d 2 , d’ 2 vào biểu thức (5) và biến đổi ta được phương trình : a 2 – 110a + 1800 = 0 ∆ = (-110) 2 – 4.1800 = 4900= 70 2 ⇒ a 1,2 = cma cma 20 90 2 70)110( 2 1 2 = = = ±−− vì a = AA’ = 90 cm > OA =d 1 = 30 cm (loại nghiệm a = 90cm) Vậy vật dời đi một đoạn a =20cm vào trong khoảng tiêu cự của thấu kính. ⇒ OA’ = d 2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm Thay d 2 = 10 cm , d’ 2 = 20 cm vào biểu thức (b) ⇒ f = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − = cm20 1020 20.10 = − 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 4: 3,5 điểm 5 a. Tính R của bộ đèn để công suất mạch ngoài lớn nhất: - CĐDĐ qua bộ đèn: rR U I + = (1) - Công suất mạch ngoài của bộ đèn : P = R.I 2 (2) Thay (1) vào (2) có : 2 2 )( . rR RU P + = (3) Nhân tử và mẫu của vế phải biểu thức (3) cho 4r ta được:       + − −=⇒ + = 2 22 2 2 )( )( 1 4 U P )( 4 . 4 Rr Rr rRr rR r U P (4) Từ (4),để công suất P đạt giá trị lớn nhất khi : 0 )( )( 2 2 = + − Rr Rr ⇒ r – R = 0 ⇒ - Khi đó giá trị công suất P là : r U P 4 2 = b. Bộ đèn có 12 bóng (6V-6W) , U=24V , r =1,5Ω  các bóng mắc như thế nào để đều sáng bình thường : * Cách 1: - Dòng điện định mức của mỗi đèn : I đ = A U P đm đm 1 6 6 == Điện trở bóng đèn : R đ = Ω== 6 1 6 đ đm I U - Để các đèn sáng bình thường thì chúng song song gồm n dãy và mỗi dãy gồm m đèn mắc nối tiếp: n . m = 12 (1) - Điện trở mạch ngoài của cả bộ đèn gồm 12 bóng: R = n m6 - Cường độ DĐ mạch chính : I = nIn rR U đ == + . 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 r Q A B + - Bộ đèn P 6 R = r Thay các giá trị U ,r, R vào biểu thức của I ,ta được : n n m = + 5,1 .6 24 (2) - Rút m từ biểu thức (1) và thay vào (2) rồi biến đổi ta được phương trình 1,5n 2 - 24 n + 72 = 0 ∆= (-24) 2 – 4. 1,5 . 72 = 144 = 12 2 3m 4 1m 12 5,1.2 12)24( 22 11 2 2,1 =⇒= =⇒= = ±−− = n n n - Vậy có 2 cách mắc : Cách 1: 12 bóng đèn mắc song song Cách 2 : 4 dãy mắc song , mỗi dãy có 3 bóng nối tiếp. * Cách 2: - Cường độ DĐ mạch chính : I = rR U + (1) Dòng điện định mức của đèn : I đ = A U P đm đm 1 6 6 == - Công suất của cả bộ đèn khi 12 bóng sáng bình thường: P = RI 2 = 12. P đ = 12 .6 = 72 W 2 I P R =⇒ Thay R vào biểu thức (1) ,ta được: I= r I P U + 2 Biến đổi ta được : rI 2 – U.I + P = 0 Thay số; 1,5 .I 2 - 24I + 72 = 0 Giải ra : I 1 = 12 A , I 2 = 4 A - Số dãy mắc song song : n = đ I I 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 7 + Cách mắc 1: n 1 = 12 1 12 1 == đ I I (dãy) m 1 = 1 (đèn) ( n .m = 12) + Cách mắc 2: n 2 = 4 1 4 2 == đ I I (dãy) m 2 = 3 (đèn) ( n .m = 12) * Cách 3: - Cường độ DĐ mạch chính : I = rR U + Công suất của cả bộ đèn khi 12 bóng sáng bình thường : P = RI 2 = 12. P đ = 12 .6 = 72 W Thay I vào P ta được: 2 2 )( . rR RU P + = Biến đổi ta được: PR 2 – (U 2 – 2rP).R + r 2 .P = 0 Thay số : R 2 - 5R + 2,25 = 0 ∆= (-5) 2 – 4 . 2,25 = 16 = 4 2 Thay vào ta tính được 2 nghiệm :    Ω= Ω= 5,4 5,0 2 1 R R - Điện trở của bộ đèn : R = n m6 và n . m = 12 - Có 2 cách mắc : + cách mắc 1 :      = = 12. 5,0 6 mn n m giải hệ ta được :    = = 1 12 1 1 m n  12 bóng mắc song song nhau + Cách mắc 2 :      = = 12. 5,4 6 mn n m giải hệ ta được :    = = 3 4 2 2 m n 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 8  có 4 dãy mắc song song ,mỗi dãy 3 bóng đèn mắc nối tiếp. Bài 5: 2điểm - CĐDĐ qua các điện trở R 1 ,R 2 : I= 2 22 21 5 3 3 2 R U RR U RR U = + = + (vì R 2 = 2 3 R 1 ⇒ R 1 = 2 3 2 R ) - Hiệu điện thế giữa 2 đầu R 1 : U 1 = I.R 1 = 5 2 3 2 . 5 3 2 2 U R R U = Theo giả thiết : U 1 ≤ 180V nên: 180 5 2 ≤ U ⇒ U ≤ 450V (1) - Hiệu điện thế giữa 2 đầu R 2 : U 2 = I.R 2 = 5 3 5 3 2 2 U R R U = Theo giả thiết : U 2 ≤ 60V nên: 60 5 3 V U ≤ ⇒ U ≤ 100V (2) - Kết hợp (1) và (2) ta có hiệu điện thế U lớn nhất là 100V 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 9 10 . kính. ⇒ OA’ = d 2 = 30 – a = 30 – 20 = 10 cm Thay d 2 = 10 cm , d’ 2 = 20 cm vào biểu thức (b) ⇒ f = 2 ' 2 ' 22 . dd dd − = cm20 102 0 20 .10 = − 0,25 0,25 0,25 . thức (5) và biến đổi ta được phương trình : a 2 – 110a + 1800 = 0 ∆ = (- 110) 2 – 4.1800 = 4900= 70 2 ⇒ a 1,2 = cma cma 20 90 2 70) 110( 2 1 2 = = = ±−− vì a = AA’ = 90 cm > OA =d 1 . ≤ 60V nên: 60 5 3 V U ≤ ⇒ U ≤ 100 V (2) - Kết hợp (1) và (2) ta có hiệu điện thế U lớn nhất là 100 V 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 9 10