Hãy xác định cách mắc đơn giản nhất các điện trở trong hộp kín trên.. Nếu đeo kính có tiêu cự f2 và ngồi trong lớp ở bàn thứ hai cách bảng 3m có nhìn rõ nét những dòng chữ trên bảng đen
Trang 1Sở 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 UAB = 9V, điện trở r = 1Ω,
bóng đèn 6V-3W và biến trở con chạy RMN = 20Ω Tìm điện trở RMC 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 R1 = 18Ω và R2 = 15Ω, hai
vôn kế V1, V2 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 l=75cm, tiết
diện đều S = 0,2 mm2 và điện trở suất ρ = 2.10-5 Ωm 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 V1, V2 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 R13 = 0; R24 =2r
3 ;
5r
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 f1 = 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
f2 = 50cm Nếu đeo kính có tiêu cự f2 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 A1B1 và A2B2 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 A1,
A2 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 L1 có tiêu cự f1 = 10cm và thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 = 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 L1 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'?
Giữ nguyên vật AB, thấu kính L1 và màn M Thay thấu kính L2 bằng thấu kính L3 có tiêu cự f3
bằng bao nhiêu để khi dịch chuyển thấu kính L3 trong khoảng từ thấu kính L1 đến màn M (thấu kính
L3 luôn cùng trục với thấu kính L1) ta thu đợc hai vị trí của thấu kính L3 cho ảnh rõ nét trên màn và hai ảnh này lớn hơn nhau 4 lần
đề chính thức
Hình 2
B U
K
+ −
V2
V1 M N
X 1
2
4 3
Hình 3
C
r U
A
+ B
−
Hình 1
Trang 2Së Gi¸o dôc - §µo
t¹o
Th¸i B×nh
Kú thi tuyÓn sinh líp 10 THPT Chuyªn
N¨m häc 2010-2011 Híng dÉn chÊm vµ biÓu ®iÓm m«n VËt lÝ
(Gåm 6 trang)
B
B
ài 1.
(
2,0đ)
a) Đặt RMC=x(Ω) ⇒ RCN=20-x (Ω) Đèn sáng bình thường nên
I2= Ð Ð(đm) Ð(đm)
Ð(đm)
Điện trở của đèn là:
Ð Ð Ð
= = = Ω Ð,CN
Ð,CN
MC
Cường độ dòng điện qua mạch chính là:
AB
0,5
16
x
= =
Ta có: U = UAC+UCB
16
9 16 0,5x
x
⇒ = − + ⇒ 0,5x2 − 7x 16 0 − = Giải pt ta được: x1=16Ω và x2=-2(loại)
b) Đặt RMC=x(Ω) ⇒ RCN=20-x (Ω)
Ta có
2
2 AC
R
32
− − +
− +
Đặt RAC=y Ta có: RAB=1+y AB
AB
I
= =
+ Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AC là:
2
y y
+
- Lập luận để PACmax khi y = 1
- Giải và loại nghiệm ta được RMC = 1,03 Ω
B
ài 2. a) Tìm RAC để số chỉ các vôn kế không thay đổi khi K đóng, K ngắt.
+ Tìm RAB = R0 = ρSl = 75 Ω
+ 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 RAC khi V1 không đổi
Gọi RA1C = x (0< x < 75)
RC2B = R0 – x = 75 - x
* Khi K ngắt:
A
M
U
C
N
I1
B
I'
C
r U
A
+ B
−
I1
I2
IAB
Trang 3+ (R1nt R2) // RAB, các vôn kế đo hiệu điện thế trên các điện trở
I1 =
2
R
U + + Số chỉ V1: U1 = I1 R1 = RU.RR 1833U
2 1
* Khi K đóng:
+ (RA1C//R1)nt(RC2B//R2)
+ RAB = RAC + RCB =
x 18
x 18 + + 90 x
) x 75 ( 15
−
− =
) x 90 )(
x 18 (
) 6750 x
825 x
11 (
− +
+ +
−
(1) + Dòng điện mạch chính I' khi K đóng
I’ =
AB
U
R =
) 6750 x
825 x
11 ( 3
) x 90 )(
x 18 (
U
−
− +
(2)
Số chỉ của vôn kế V1 là:
18U(90-x)x
U ' I '.R
3( 11x 825x 6750)
+ Từ (*) và (**) ⇒ U1 = U1' ⇔ 165x - 6750 = 0
+ Giải ra được x =
11
450
Ω = 40,90Ω
+ Kết luận vị trí của C trên AB sao cho RAC = 40,9Ω thì các vôn kế có giá trị
như nhau khi K đóng cũng như K ngắt
b) K đóng, dịch chuyển C dòng điện qua khoá K thay đổi thế nào ?
K đóng, RAB và I' xác định từ (1) và (2)
+ Tìm UAC ; UCB
UAC = I’ RAC =
) 6750 x
825 x
11 (
) x 90 ( xU 6
−
−
UCB = I’ RCB =
) 6750 x
825 x
11 (
) x 75 )(
x 18 ( U 5
−
− +
+ Tìm Ix ; I0 ; IK
Ix =
x
UAC = (−11x62U+(82590 xx+)6750)
−
I0 = (75U−CBx) = ( 11x 825x 6750)
) x 18 ( U 5
−
+ + IK = I0 – Ix = (−11x52U+(82518 xx+)6750)
+
- (−11x62U+(82590 xx+)6750)
−
IK = (−11xU2(11+825x x450+6750) )
−
+ Tìm các giá trị đặc biệt của IK
11x -
450 450- + - 0 5 37 -11x2 +825x +
) 6750 x
825 x
11 (
) 450 x 11 ( U
−
−
5
11
− - 0
11
* Biện luận:
- Khi x = 0 (C≡ A) dòng điện chạy qua K là 11/5 = 2,2(A), có chiều từ C đến N
- 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
- 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)
- 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
A
M
U
C
N
Ix
B
IK
I0
Trang 411/6 (A) khi C trùng với B
B
ài 3.
(
1,0đ)
+ Do R13 = 0 Nên hai đầu (1) và (3) được nối với nhau bởi một dây dẫn có điện trở không đáng kể
+ 24
2r
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
Mạch điện đơn giản nên chọn x = 1 ⇒y = 2.
Giữa (2) và (4) mạch điện như hình bên
+ Do R14 =R12 =R34 =R23 = 5r = +r 2r
Nên các mạch này gồm điện trở r mắc nối tiếp
với mạch (2,4)
Do đó trong mạch X được mắc như sau:
B
ài 4.
(
1,5đ)
a
0,2 5
1
1
A ' B ' OA ' d'
f d '
f d'
−
=
Với OA = d, OA' = d', FO = f1 ⇒
1
f =d' d− (1)
0,2 5
+ Khi đeo kính f2 = 50cm:
SĐTA: AB (xa mắt nhất) →f2 A'B' (ở điểm CV)
Từ (1) ⇒ '
d = d −f ⇒
'
2 2
f d 50.40 d
− − d2 = 200cm = 2m
Kết luận: Học sinh ấy ngồi cách bảng 3m sẽ không nhìn rõ những dòng chữ trên bảng
0,5
O A'
B'
A
B
F
r
(1)
(4)
Trang 5+ Tính OCC SĐTA: AB (gần mắt nhất) →f 1 A'B' (ở điểm CC)
AD (1) ta có: ' 1
1
f d 40.24
+ điểm CC cách mắt 15cm, điểm CV cách mắt 40cm + vẽ ảnh tạo bởi gương cầu
0,1 25
+ Chứng minh công thức:
G
d '= −d f ⇒ G
G
f d d'
=
− Với OA = d, OA' = d', FO = fG
A'A = d' + d = d 60d
60 d
+
+ Để nhìn thấy ảnh cùng chiều (ảnh ảo) thì:
OCC ≤ A'A ≤ OCV (3)
Từ (2) và (3) ⇒ 15 ≤ d 60d
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
0,1 25
0,1 25
0,1 25
B
ài 5.
(
1,0đ)
∆F'IO ∼∆F'B'1A1' ⇒ ' ' ' ' ' ' ( )
1
F ' A =B A ⇒f OA =B A
+
F IO F B A
+
C
A'
B'
A
B
C
B1'
B1'
B
1
B''2
B2'
A2'
A1
B1
O
I
A2
B
2
F
O'
I
B2'
A2'
A2
B
2
O
Trang 6Từ (1) và (2) ⇒ ' ''
OA =O' A (3)
A B =OA (4)
'' '' ' ''
'
A B = O A (5)
Từ (4) và (5) suy ra
' ' ''
'
OA = O A (6)
Tư (3) và (6) suy ra OA1 =O' A2
A A =A O OO' O' A+ + =45⇒OA =O' A =15cm
Từ (1) và (4) suy ra 1
OA
−
' '
−
:
: Suy ra 2 2
' '
2 2
B A
f 30
− =
− (8)
Từ (7) và (8)
' '
2 2 ' '
1 1 2 2
B A
3f 60
Suy ra f = 20cm
0,1 25
0,1 25
0,2 5
0,2 5
0,2 5
B
ài 6.
(
2,5đ)
f = d' d− (1) 0,2
5 + CM công thức TKHT: 1 1 1
f = d' d+ (2)
A ' B ' d'
AB = d (3)
0,2 5 + SĐTA: AB →L 1 A1B1 →L2 A2B2
Áp Dụng công thức (1) suy ra '
1
d =8cm
0,2 5
= + ='
ÁP dụng công thức (2) '
2
d =60cm Kết luận màn đặt cách thấu kính hội tụ 60cm
0,2 5
b Giữ nguyên AB, thấu kính L1 và màn M thì ảnh A1B1 cố định
Khoảng cách từ A1B1 đến màn M là: = + +' ' =
L d a d 80cm không đổi 50,2 Thay L2 bằng L3 ảnh vẫn hiện trên màn thì L3 phải là thấu kính hôi tụ 0,2
Trang 7Ta có '
d +d =L với ' 3 3 2
3 3
d f
− (4)
Vì có 2 vị trí L3 cho ảnh rõ nét trên màn suy ra PT (4) có 2 nghiệm:
2 3 3,1
d
2
3,2
d
2
=
5
Ở vị trí thứ nhất
3,2
3 3
1 1 3,1 ' '
3,1
3 3
1 1 3,2
d
A B
d
A B
=
(áp dụng công thức 3 )
Vì d3,2 >d3,1 nên ảnh A3B3 = 4 ' '
3 3
A B
3 3
0,2 5
Để bài toán có nghiệm 3 3,1 3,2
L
4
Hai điều kiện này, bài toán đều thoả mãn
0,2 5
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