Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình Kỳ thi tuyển sinh lớp 10 THPT Chuyên Năm học 2010 - 2011 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1. (2,0 điểm) Cho đoạn mạch nh hình 1: Biết U AB = 9V, điện trở r = 1, bóng đèn 6V-3W và biến trở con chạy R MN = 20. Tìm điện trở R MC của biến trở MN để : a. Đèn sáng bình thờng. b. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch AC (gồm đèn và biến trở) đạt giá trị cực đại. Bài 2. (2,0 điểm) Cho mạch điện nh hình 2, trong đó R 1 = 18 và R 2 = 15, hai vôn kế V 1 , V 2 có điện trở rất lớn, khoá K có điện trở không đáng kể, hiệu điện thế U = 33V. AB là dây dẫn đồng chất, chiều dài 75cm=l , tiết diện đều S = 0,2 mm 2 và điện trở suất = 2.10 -5 m. Con chạy C có thể dịch chuyển và tiếp xúc tốt trên dây dẫn AB. a. Tìm vị trí của C để số chỉ của vôn kế V 1 , V 2 không thay đổi, khi K đóng cũng nh khi K ngắt. b. Đóng khoá K, cờng độ dòng điện chạy qua khoá K thay đổi nh thế nào khi con chạy C dịch chuyển từ A đến B? Bài 3. (1,0 điểm) Trong một hộp kín X có mạch điện đợc ghép bởi các điện trở giống nhau có giá trị r (hình 3). Ngời ta đo điện trở giữa các đầu dây và thấy rằng điện trở giữa hai đầu dây 1 và 3 là R 13 = 0; = 24 2r R 3 ; 14 12 34 23 5r R R R R 3 = = = = . Bỏ qua điện trở của các dây nối. Hãy xác định cách mắc đơn giản nhất các điện trở trong hộp kín trên. Câu 4. (1,5 điểm) Một học sinh bị cận thị, đi khám mắt, phải đeo kính có tiêu cự f 1 = 40cm. Khi đeo kính này và điều tiết tối đa thì nhìn rõ những vật cách mắt 24cm. a. Bạn ấy nghĩ rằng, nếu đeo kính có tiêu cự lớn hơn một chút sẽ tốt hơn nên bạn ấy đeo kính có tiêu cự f 2 = 50cm. Nếu đeo kính có tiêu cự f 2 và ngồi trong lớp ở bàn thứ hai (cách bảng 3m) có nhìn rõ nét những dòng chữ trên bảng đen không? b. Bạn ấy không đeo kính mà soi mình qua gơng cầu lõm để quan sát mặt của mình. Gơng có bán kính R = 120cm. Hỏi, phải đặt gơng trong khoảng nào trớc mắt để mắt bạn ấy nhìn thấy ảnh cùng chiều trong gơng? Câu 5. (1,0 điểm) Hai vật nhỏ A 1 B 1 và A 2 B 2 giống nhau đặt song song với nhau và cách nhau 45cm. Đặt một thấu kính hội tụ vào trong khoảng giữa hai vật sao cho trục chính vuông góc với hai vật và A 1 , A 2 nằm trên trục chính. Khi di chuyển thấu kính thì thấy có hai vị trí của thấu kính cách nhau 15cm cùng cho hai ảnh: một ảnh thật và một ảnh ảo, trong đó ảnh ảo cao gấp 2 lần ảnh thật. Tìm tiêu cự của thấu kính (Không dùng công thức thấu kính)? Câu 6. (2,5 điểm) Cho một hệ gồm hai thấu kính cùng trục chính: thấu kính phân kì L 1 có tiêu cự f 1 = 10cm và thấu kính hội tụ L 2 có tiêu cự f 2 = 15cm, đặt cách nhau một đoạn a = 12cm. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính (A nằm trên trục chính), trớc thấu kính L 1 một đoạn 40cm. Xác định vị trí đặt màn M để ảnh A'B' qua hệ hiện rõ nét trên màn. Vẽ ảnh A'B'? 1 đề chính thức Hình 2 B U R 1 R 2 A C K + V 2 V 1 M N X 1 2 4 3 Hình 3 M N C r U A + B Hình 1 Giữ nguyên vật AB, thấu kính L 1 và màn M. Thay thấu kính L 2 bằng thấu kính L 3 có tiêu cự f 3 bằng bao nhiêu để khi dịch chuyển thấu kính L 3 trong khoảng từ thấu kính L 1 đến màn M (thấu kính L 3 luôn cùng trục với thấu kính L 1 ) ta thu đợc hai vị trí của thấu kính L 3 cho ảnh rõ nét trên màn và hai ảnh này lớn hơn nhau 4 lần. Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình K thi tuyn sinh lp 10 THPT Chuyờn Nm hc 2010-2011 Hng dn chm v biu im mụn Vt lý (Gồm 6 trang) 2 Bài Nội dung Điểm Bài 1. (2,0đ) a) Đặt R MC =x(Ω) ⇒ R CN =20-x (Ω). Đèn sáng bình thường nên I 2 = Ð(đm) Ð Ð(đm) Ð(đm) P 3 I I 0,5(A) U 6 = = = = Điện trở của đèn là: Ð Ð Ð U 6 R 12( ) I 0,5 = = = Ω Ð,CN R 12 20 x 32 x= + − = − 0,125 0,125 Ð,CN 1 2 MC R 32 x 16 0,5x I I 0,5 R x x − − = × = × = Cường độ dòng điện qua mạch chính là: AB I = I 2 + I 1 = 16 0,5x 16 0,5 x x − + = 0,125 0,125 CB AB 16 U I r x = = AC Ð NC U U U 6 0,5.(20 x) 16 0,5x= + = + − = − Ta có: U = U AC +U CB 16 9 16 0,5x x ⇒ = − + 2 0,5x 7x 16 0⇒ − − = Giải pt ta được: x 1 =16 Ω và x 2 =-2(loại) 0,125 0,125 0,125 0,125 b) Đặt R MC =x(Ω) ⇒ R CN =20-x (Ω) Ta có 2 AC MC Ð,NC 2 AC 1 1 1 1 1 32 R R R x 32 x x 32x x 32x R 32 = + = + = − − + − + ⇒ = 0,25 Đặt R AC =y. Ta có: R AB =1+y AB AB U 9 I R 1 y = = + Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AC là: ( ) 2 AC AB AC 2 2 81y 81 P I R 1 y 1 y y = = = + + ÷ ÷ 0,25 - Lập luận để P ACmax khi y = 1 - Giải và loại nghiệm ta được R MC = 1,03 Ω 0,25 0,25 Bài 2. (2,0đ) a) Tìm R AC để số chỉ các vôn kế không thay đổi khi K đóng, K ngắt. + Tìm R AB = R 0 = ρ S l = 75 Ω 0,125 3 A M U V 1 V 2 R 1 R 2 C N I 1 1 2 B I' M N C r U A + B − I 1 I 2 I AB Bài Nội dung Điểm + Vì tổng số chỉ của 2 vôn kế bằng U không đổi nên số chỉ của vôn kế V1 không thay đổi thì số chỉ của vôn kế V2 cũng không thay đổi khi K đóng và khi K ngắt. Do vậy ta chỉ cần tìm R AC khi V1 không đổi. Gọi R A1C = x (0< x < 75) R C2B = R 0 – x = 75 - x 0,125 * Khi K ngắt: + (R 1 nt R 2 ) // R AB , các vôn kế đo hiệu điện thế trên các điện trở I 1 = 21 RR U + + Số chỉ V 1 : U 1 = I 1 . R 1 = 33 U18 RR R.U 21 1 = + (*) 0,125 * Khi K đóng: + (R A1C //R 1 )nt(R C2B //R 2 ) + R AB = R AC + R CB = x18 x18 + + x90 )x75(15 − − = )x90)(x18( )6750x825x11(3 2 −+ ++− (1) + Dòng điện mạch chính I' khi K đóng I’ = AB U R = )6750x825x11(3 )x90)(x18.(U 2 ++− −+ (2) Số chỉ của vôn kế V 1 là: 1 AC 2 18U(90-x)x U ' I '.R 3( 11x 825x 6750) = = − + + (**) + Từ (*) và (**) ⇒ U 1 = U 1 ' ⇔ 165x - 6750 = 0 + Giải ra được x = 11 450 Ω = 40,90Ω + Kết luận vị trí của C trên AB sao cho R AC = 40,9Ω thì các vôn kế có giá trị như nhau khi K đóng cũng như K ngắt. 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 b) K đóng, dịch chuyển C dòng điện qua khoá K thay đổi thế nào ? K đóng, R AB và I' xác định từ (1) và (2) + Tìm U AC ; U CB U AC = I’ . R AC = )6750x825x11( )x90(xU6 2 ++− − U CB = I’ . R CB = )6750x825x11( )x75)(x18(U5 2 ++− −+ + Tìm I x ; I 0 ; I K . I x = x U AC = )6750x825x11( )x90(U6 2 ++− − I 0 = )x75( U CB − = )6750x825x11( )x18(U5 2 ++− + 0,125 4 A M U V 1 V 2 R 1 R 2 C N I x B I K I 0 Bài Nội dung Điểm + I K = I 0 – I x = )6750x825x11( )x18(U5 2 ++− + - )6750x825x11( )x90(U6 2 ++− − I K = )6750x825x11( )450x11(U 2 ++− − 0,125 + Tìm các giá trị đặc biệt của I K x (Ω) 0 450/11 75 11x - 450 - 450 - 0 + 375 -11x 2 +825x + 6750 6750 + 6750 )6750x825x11( )450x11(U 2 ++− − 5 11 − - 0 + 6 11 0,25 * Biện luận: - Khi x = 0 (C≡ A) dòng điện chạy qua K là 11/5 = 2,2(A), có chiều từ C đến N 0,125 - Khi cho C dịch chuyển từ A (0 Ω) đến giá trị 450/11 (Ω) thì dòng điện chạy qua K giảm dần từ 11/5(A )đến 0(A), chiều dòng điện có chiều từ C đến N. 0,125 - Khi C đến vị trí có giá trị x = 450/11(Ω) thì dòng điện chạy qua khoá K bằng 0 (mạch cầu cân bằng) 0,125 - Khi cho C dịch chuyển từ giá trị x = 450/11(Ω) đến B thì dòng điện qua K tăng dần từ 0 đến 11/6(A), chiều dòng điện đi từ N đến C và đạt giá trị cực đại bằng 11/6 (A) khi C trùng với B. 0,125 Bài 3. (1,0đ) + Do R 13 = 0 Nên hai đầu (1) và (3) được nối với nhau bởi một dây dẫn có điện trở không đáng kể 0,25 + 24 2r R r 3 = < nên giữa 2 và 4 là một mạch điện mắc song song, đơn giản nhất là mạch song song gồm hai nhánh. + Gọi x và y là số điện trở trên các nhánh ta có 24 xr.yr xy 2 xy 2 R r r xr+yr x y 3 x y 3 = = = ⇒ = + + Mạch điện đơn giản nên chọn x = 1 ⇒ y = 2. Giữa (2) và (4) mạch điện như hình bên 0,25 0,25 + Do = = = = = + 14 12 34 23 5r 2r R R R R r 3 3 Nên các mạch này gồm điện trở r mắc nối tiếp với mạch (2,4) Do đó trong mạch X được mắc như sau: 0,25 Bài 4. (1,5đ) a. + Tính OC V = f 1 = 40cm 0,25 5 r r r (2) (4) (1) (2) (3) (4) Bài Nội dung Điểm 1 1 1 1 A ' B ' OA' d' f d' AB OA d d' f d' A ' B ' FA' d f AB FO f = = − = − = = Với OA = d, OA' = d', FO = f 1 ⇒ 1 1 1 1 f d' d = − (1) 0,25 + Khi đeo kính f 2 = 50cm: SĐTA: AB (xa mắt nhất) f 2 → A'B' (ở điểm C V ) Từ (1) ⇒ ' 2 2 2 1 1 1 d d f = − ⇒ ' 2 2 2 ' 2 2 f d 50.40 d f d 50 40 = = ⇒ − − d 2 = 200cm = 2m. Kết luận: Học sinh ấy ngồi cách bảng 3m sẽ không nhìn rõ những dòng chữ trên bảng. 0,5 + Tính OC C . SĐTA: AB (gần mắt nhất) 1 f → A'B' (ở điểm C C ) AD (1) ta có: ' 1 1 f d 40.24 d 15cm f d 64 = = = + điểm C C cách mắt 15cm, điểm C V cách mắt 40cm + vẽ ảnh tạo bởi gương cầu. + Chứng minh công thức: G 1 1 1 d' d f = − ⇒ G G f .d d' f d = − Với OA = d, OA' = d', FO = f G A'A = d' + d = 60d d 60 d + − (2) 0,125 0,125 6 C V C C A' B' A O F B C O A' B' A B F Bài Nội dung Điểm + Để nhìn thấy ảnh cùng chiều (ảnh ảo) thì: OC C ≤ A'A ≤ OC V (3) Từ (2) và (3) ⇒ 15 ≤ 60d d 60 d + − ≤ 40 (4) + Giải (4) và biện luận tìm được 7,03cm ≤ d ≤ 16,8cm Kết luận: Gương phải đặt cách mắt từ 7,03cm đến 16,8cm. 0,125 0,125 Bài 5. (1,0đ) ∆F'IO ∼ ∆F'B' 1 A 1 ' ⇒ ( ) ' ' ' ' ' ' 1 1 1 1 1 1 F'O IO f IO 1 F ' A B A f OA B A = ⇒ = + ' ' ' ' ' ' ' '' '' 2 2 ' ' '' '' ' '' '' '' 2 2 2 2 2 F O IO f IO F IO F B A F A B A f O A B A ∆ ∆ ⇒ = ⇒ = + : (2) Từ (1) và (2) ⇒ ' '' 1 2 OA O' A= (3) ' ' ' 1 1 1 1 1 1 A B OA A B OA = (4) '' '' ' '' 2 2 2 ' 2 2 2 A B O A A B O A = (5) Từ (4) và (5) suy ra ' ' '' 1 2 ' 1 2 OA O A OA O A = (6) Tư (3) và (6) suy ra 1 2 OA O' A= 1 2 1 2 1 2 A A A O OO' O' A 45 OA O' A 15cm= + + = ⇒ = = Từ (1) và (4) suy ra 1 ' , ' ' ' ' ' 1 1 1 1 1 1 1 OA f 15 IO f 15 IO f OA OA OA A B f A B − = = = ⇒ = + (7) 0,125 0,125 0,25 7 B 1 'B 1 ' B 1 A 1 O' A'' 2 B'' 2 B 2 ' A 2 ' A 1 B 1 O I A 2 B 2 F O' I B 2 ' A 2 ' A 1 ' A 1 B 1 I A 2 B 2 F F' O Bài Nội dung Điểm ' ' 2 2 ' ' ' 2 2 2 2 2 ' ' ' ' ' ' 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ' ' ' 2 2 2 IO f IOF B A F B A A O f B A f 30 A O f A O B A B A 30 B A O B A O B A A O ∆ ∆ ⇒ = − ⇒ = = − ∆ ∆ ⇒ = : : Suy ra 2 2 ' ' 2 2 B A f 30 f B A − = − (8) Từ (7) và (8) ' ' 2 2 ' ' 1 1 2 2 B A f 15 f IO 1 3f 60 f f 30 A B B A 2 − − × = × = ⇒ = − Suy ra f = 20cm 0,25 0,25 Bài 6. (2,5đ) a. + CM công thức TKPK: 1 1 1 f d' d = − (1) 0,25 + CM công thức TKHT: 1 1 1 f d' d = + (2) A ' B ' d' AB d = (3) 0,25 + SĐTA: AB 1 L → A 1 B 1 2 L → A 2 B 2 Áp Dụng công thức (1) suy ra ' 1 d 8cm= 0,25 = + = ' 2 1 d d a 20cm ÁP dụng công thức (2) ' 2 d 60cm= Kết luận màn đặt cách thấu kính hội tụ 60cm 0,25 Vẽ ảnh đúng tỷ lệ. 0,5 b. Giữ nguyên AB, thấu kính L 1 và màn M thì ảnh A 1 B 1 cố định. Khoảng cách từ A 1 B 1 đến màn M là: = + + = ' ' 1 2 L d a d 80cm không đổi. 0,25 Thay L 2 bằng L 3 ảnh vẫn hiện trên màn thì L 3 phải là thấu kính hôi tụ Ta có ' 3 3 d d L+ = với ' 2 3 3 3 3 3 3 3 3 d f d d Ld Lf 0 d f = ⇒ − + = − (4) Vì có 2 vị trí L 3 cho ảnh rõ nét trên màn suy ra PT (4) có 2 nghiệm: 2 3 3,1 L L 4Lf d 2 − − = 2 3 3,2 L L 4Lf d 2 + − = 0,25 Ở vị trí thứ nhất 3,2 3 3 1 1 3,1 ' ' 3,1 3 3 1 1 3,2 d A B A B d d A B A B d = = (áp dụng công thức 3 ) Vì 3,2 3,1 d d> nên ảnh A 3 B 3 = 4 ' ' 3 3 A B 2 2 3,2 3,2 3 3 3 3 3 ' ' 2 2 3 3 3,1 3,1 3 d d L L 4Lf A B 2L 160 4 2 2 f f 17,8cm A B d d 9 9 L L 4Lf + − = = ⇒ = ⇒ = ⇒ = = ⇒ − − ; 0,25 Để bài toán có nghiệm 3 3,1 3,2 L f 20cm vµ d ,d 8cm 4 < = > Hai điều kiện này, bài toán đều thoả mãn. 0,25 8 Ghi chú: - Trong mỗi ý, học sinh có thể làm các cách khác nhau. Nếu đúng, vẫn cho điểm tối đa của ý đó. - Điểm toàn bài được làm tròn lên 0,125 điểm. Theo quy tắc sau: + Nếu điểm lẻ 0,125 thì làm tròn lên thành 0,25. + Nếu điểm lẻ 0,375 thì làm tròn lên thành 0,5. + Nếu điểm lẻ 0,625 thì làm tròn lên thành 0,75. + Nếu điểm lẻ 0,875 thì làm tròn lên thành 1,0. 9 . Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình Kỳ thi tuyển sinh lớp 10 THPT Chuyên Năm học 2 010 - 2011 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian. nhau 4 lần. Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình K thi tuyn sinh lp 10 THPT Chuyờn Nm hc 2 010- 2011 Hng dn chm v biu im mụn Vt lý (Gồm 6 trang) 2 Bài Nội dung. AB là dây dẫn đồng chất, chiều dài 75cm=l , tiết diện đều S = 0,2 mm 2 và điện trở suất = 2 .10 -5 m. Con chạy C có thể dịch chuyển và tiếp xúc tốt trên dây dẫn AB. a. Tìm vị trí của C để