Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế.. Tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện mạch chính khi đó.. Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối không đáng
Trang 1sở giáo dục và Đào tạo
hải dương
-
kỳ thi tuyển sinh lớp 10 THPT chuyên nguyễn tr%i - năm học 2008 - 2009
Môn ThI : vật lý
Thời gian làm bài : 150 phút
Ngày thi : 28 tháng 6 năm 2008
( Đề thi gồm 02 trang )
Bài 1 ( 2,0 điểm )
Hai quả cầu đặc, thể tích mỗi quả là V = 200cm3, được nối với nhau bằng một sợi dây
mảnh, nhẹ, không co d.n, thả trong nước ( Hình 1 )
Khối lượng riêng của quả cầu bên trên là
D1 = 300 kg/m3, còn khối lượng riêng của
quả cầu bên dưới là D2 = 1200 kg/m3
H.y tính :
a Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của
quả cầu phía trên khi hệ vật cân bằng ?
b Lực căng của sợi dây ?
Cho khối lượng riêng của nước là Dn = 1000kg/ m3
Hình 1
Bài 2 ( 1,5 điểm )
ấm bằng nhôm có khối lượng m2 = 500g thì sau thời gian t1 = 10 phút nước sôi Nếu dùng
bếp dầu trên để đun sôi một lượng nước có khối lượng m3 đựng trong ấm trên trong cùng
điều kiện thì thấy sau thời gian 19 phút nước sôi Tính khối lượng nước m3 ? Biết nhiệt
dung riêng của nước, nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K ; c2 = 880J/kg.K và nhiệt lượng do
bếp dầu tỏa ra một cách đều đặn
Bài 3 ( 2,0 điểm )
Cho mạch điện như hình 2 Biết R1 = R3 = 30Ω ; R2 = 10Ω ; R4 là một biến trở Hiệu điện
thế giữa hai điểm A và B là UAB = 18V không đổi
Bỏ qua điện trở của dây nối và của ampe kế
a Cho R4 = 10Ω Tính điện trở tương đương
của đoạn mạch AB và cường độ dòng điện
mạch chính khi đó ?
b Phải điều chỉnh biến trở có điện trở bằng
bao nhiêu để ampe kế chỉ 0,2A và dòng điện
chạy qua ampe kế có chiều từ C đến D ?
Hình 2
Bài 4 ( 2,0 điểm )
Cho mạch điện như hình 3 Biết : R1 = 8Ω ; R2 = R3 = 4Ω ; R4 = 6Ω ; UAB = 6V không
đổi Điện trở của ampe kế , khóa K và các dây nối
không đáng kể
1 H.y tính điện trở tương đương của đoạn mạch AB
và số chỉ của ampe kế trong hai trường hợp :
a Khóa K mở
b Khóa K đóng
2 Xét trường hợp khi K đóng :
Thay khóa K bằng điện trở R5 Tính R5 để cường
độ dòng điện chạy qua điện trở R2 bằng không ?
Hình 3
A
R 1
R 3 D R 4
A
R 4
D C
R 3
K
B A
đề thi chính thức
Trang 2
Bài 5 ( 2,5 điểm )
Đặt một mẩu bút chì AB = 2 cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ , A nằm trên trục chính ( hình 4 ) Nhìn qua thấu kính người ta thấy ảnh A’B’ của bút chì cùng chiều với vật và cao gấp 5 lần vật
a Vẽ ảnh A’B’ của AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức sau :
'
1 1 1
OA OA
OF = ư
Hình 4
Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính thì ảnh ảo của nó dịch
chuyển theo chiều nào ? Vì sao ?
b Bây giờ đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục chính của thấu kính , đầu A vẫn nằm ở vị trí
cũ, đầu nhọn B của nó hướng thẳng về quang tâm O Lại nhìn qua thấu kính thì thấy ảnh của bút chì cũng nằm dọc theo trục chính và có chiều dài bằng 25cm H.y tính tiêu cự của thấu kính
c Dịch chuyển đầu A của mẩu bút chì đến vị trí khác Gọi A’ là ảnh ảo của A qua thấu kính , F là tiêu điểm vật của
thấu kính ( hình 5 )
Bằng phép vẽ , h.y xác định
quang tâm O và tiêu điểm ảnh
F’ của thấu kính Hình 5
-Hết -
Họ và tên thí sinh Số báo danh Chữ kí của giám thị 1 Chữ kí của giám thị 2
http://maichoi.vuicaida.com Download Ebook Chuyên Nghiệp Nhất VN
Y X
O B
Trang 3Biểu điểm và đáp án
đề thi vào THPt chuyên môn vật lý
năm học : 2008 – 2009
Bài 1
( 2,0 đ )
Bài 2
( 1,5 đ )
Bài 2
a ( 1,25 đ )
Mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực :
Trọng lực, lực đẩy acsimet, lực
căng của sợi dây ( Hình vẽ )
Do hệ vật đứng cân bằng nên ta có :
P1 + P2 = F1 + F2
10D1V+ 10D2V = 10DnV1+ 10DnV
( V1 là thể tích phần chìm của quả
cầu bên trên ở trong nước )
D1V+ D2V = DnV1+ DnV
n
n D
D D D V
1
ư +
=
2
200 2 1000
) 1000 1200 300
Thể tích phần nhô lên khỏi mặt nước của quả cầu bên trên là :
V2 = V – V1 = 200 - 100 = 100 ( cm3 )
b ( 0,75 đ )
Do quả cầu dưới đứng cân bằng nên ta có :
P2 = T + F2
T = P2 - F2
T = 10D2V – 10DnV
T = 10V( D2 – Dn )
T = 10 200 10-6( 1200 – 1000 ) = 0,4 ( N )
Vậy lực căng của sợi dây là 0,4 N
Gọi Q1 và Q2 lần lượt là nhiệt lượng mà bếp cung cấp cho nước và
ấm trong hai lần đun , ∆t là độ tăng nhiệt độ của nước Ta có :
Q 1= ( m1c1 + m2c2 )∆t
Q2 = ( m3c1 + m2c2 )∆t
Do bếp dầu tỏa nhiệt đều đặn nên thời gian đun càng lâu thì nhiệt
lượng tỏa ra càng lớn Do đó ta có :
Q1= kt1 ; Q2= kt2
( k là hệ số tỉ lệ ; t1 và t2 là thời gian đun tương ứng )
Suy ra :
kt1 = ( m1c1 + m2c2 )∆t ( 1 )
kt2 = ( m3 c1 + m2c2 )∆t ( 2 )
Chia từng vế của ( 2 ) cho ( 1 ) ta được :
2 2 1 1
2 2 1 3 1
2
c m c m
c m c m t
t
+
+
=
=>
1
1 2 2 2 2 2 1 1 3
) (
t c
t c m t c m c m
thay số vào ( 3 ) ta tìm được m3 ≈ 2 ( kg )
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
P 1
T
T F
2
F 1
P 2
Trang 4Vậy khối lượng nước m3 đựng trong ấm là 2 kg 0,25đ
Bài 3
( 2,0 đ )
a ( 0,75đ)
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D
Mạch điện được mắc như sau : ( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )
Vì R1 = R3 = 30 Ω nên R13 = 15Ω
Vì R2 = R4 = 10 Ω nên R24 = 5Ω
Vậy điện trở tương đương của mạch điện là :
RAB = R13 + R24 = 15 + 5 = 20 ( Ω )
Cường độ dòng điện mạch chính là :
) ( 9 , 0 20
18
A R
U I
AB
AB
=
=
=
b (1,25đ)
Gọi I là cường độ dòng điện chạy trong mạch chính
Do ampe kế có điện trở không đáng kể nên ta chập C với D
Mạch điện được mắc như sau :
( R1 // R3 ) nt ( R2 // R4 )
Do R1 = R3 nên
I1 = I3 =
2
I
R R
R
4 2
4
+
Cường độ dòng điện qua ampe kế là :
=> IA = I1 – I2 = I
R R
R I
4 2
4
2ư +
=> IA =
) 10 ( 2
) 10 ( ) (
2
) (
4 4 4
2
4 2
R
R I R R
R R I
+
ư
= +
Điện trở của mạch điện là :
RAB =
4 4 4
2
4 2 1
10
10 15
R R
R
R R R
+ +
= + + Cường độ dòng điện mạch chính là :
I =
4 4
4
) 10 ( 18
10
10 15
18
R R R
R R
U
+
= + +
Thay ( 2 ) vào ( 1 ) rồi rút gọn ta được :
14R4 = 60
=> R4 =
7
30 ( Ω ) ≈ 4,3 ( Ω )
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
A
R 1
R 3 D R 4
I 2
I 1
I A I
I
3
I 1
I
4
B A
Trang 5Bài 4
( 2,0đ )
1
a 0,75 đ
Khi K mở mạch điện như hình vẽ sau :
Điện trở tương đương của mạch điện là :
6 4 8
6 ) 4 8 ( )
(
3 4 2 1
4 2 1
= + + +
+
= + + +
R R R
R R R
( Ω )
Số chỉ của ampe kế là :
8
6
A R
U AB
AB
=
=
b 0,75 đ
Khi K đóng điện như hình vẽ sau :
Do R2 = R3 = 4Ω , nên RDC = 2 ( Ω )
RADC =R4 + RDC = 6 + 2 = 8 ( Ω ) = R1
Vậy điện trở tương đương của mạch điện là :
RAB =
2
1
R
2
8
= ( Ω )
2 6
2
4
V U
R R
R
AB DC
DC
= +
= +
Số chỉ của ampe kế là :
4
5 , 1
3
A R
U DC
=
=
2 0,5 đ
Khi thay khóa K bằng điện trở R5
sơ đồ mạch điện như hình vẽ sau :
Dễ dàng thấy khi dòng điện
qua R2 bằng không thì mạch điện
là mạch cầu cân bằng nên ta có :
) ( 33 , 5 3
16 8
4
6
5 5
5 1 3 4
Ω
≈
=
=>
=
=>
=
R R
R
R R
R
a 1,0đ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
A
R 4
D
R
3
C
A
R 2 D
R 4
C
R 1
R 3
A
R 4
R 1 R 2
D C
R 3
R 5
B A
B
I B'
Trang 6Bài 5
( 2,5đ )
Xét hai cặp tam giác đồng dạng :
∆OAB và ∆OA’B’ ta có :
OA
OA AB
B
A' ' '
= ( 1 )
∆FAB và ∆FOI ta có :
FA
OF AB
B A AB
OI
=
=>
FA
OF OA
OA
= ' ( 3 )
Từ hình vẽ : FA = OF – OA ( 4 )
Từ (3),(4) =>
OA OF
OF OA
OA
−
= '
( 5 )
Từ (1),(5) =>
OA OF
OF AB
B A
−
= ' '
( 6 )
Từ (5) => OA’.OF – OA’.OA = OA.OF
=>
'
1 1 1
OA OA
Từ (7) ta nhận thấy OF không đổi nên khi OA giảm thì OA’ cũng
giảm Vậy khi vật dịch chuyển lại gần thấu kính thì ảnh ảo của nó
cũng dịch chuyển lại gần thấu kính
b 1,0đ
Đặt OF = f ; OA = d1 ; OA’ = d1’ thay vào ( 6 ) ta đ−ợc :
1
' '
d f
f AB
B A
−
Vì A’B’ = 5AB nên ta có :
5
1
d f
f
−
= => d1 = 0,8f => d1’ = 5d1 = 4f Khi đặt bút chì dọc theo trục chính , đầu nhọn B của bút chì ở vị trí
B2 trên trục chính cho ảnh ảo B2’, còn đầu A của bùt chì vẫn cho
ảnh ở vị trí cũ A’
Xét sự tạo ảnh qua thấu kính của riêng đầu nhọn B2 của mẩu bút
chì :
Theo nhận xét ở phần a , ta có :
d2 = OB2 = d1 – 2 = 0,8f - 2
d2’ = OB2’ = d1’ – 25 = 4f – 25
Thay vào ( 7 ) ta đ−ợc :
25 4
1 2 8 , 0
1 1
−
−
−
=
f f
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
0,25
Trang 7Bài 5
(2,5đ)
=> f = 10 ( cm )
c 0,5đ
Từ hình vẽ ta thấy :
OA’ = OA + AA’ ( 8 )
OF = AF + OA ( 9 )
Thay (8), (9) vào (3) ta được:
AF
OA AF OA
AA
=
=> OA 2 = AF AA’ ( 10 )
Sử dụng mối liên hệ ( 10 ) , ta suy ra cách vẽ sau ( hình vẽ ) :
- Vẽ đường tròn đường kính AA’
- Kẻ FM vuông góc với trục chính xy cắt đường tròn đường kính AA’ tại I
- Nối A với I
- Dựng đường tròn tâm A , bán kính AI , giao của đường tròn này với trục chính xy tại hai vị trí là O1 và O2 Ta loại vị trí
O1 vì thấu kính đặt tại vị trí này sẽ cho ảnh thật Vậy O2 là vị trí quang tâm O cần tìm của thâú kính
- Lấy F’ đối xứng với F qua quang tâm O ta được tiêu điểm
ảnh của thấu kính
0,25
0,25
* Chú ý : Trong các bài tập trên nếu học sinh có cách giải khác đáp án nhưng vẫn đảm bảo chính xác về kiến thức và cho đáp số đúng thì vẫn cho đủ điểm !
-Hết -
I
M
A A'
