đê và đáp án môn vật lí thi vào 10 chuyên

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí Thời gian làm 150 phút, không kể thời gian giao đề (Đề có 02 trang) ————————— Bài (2 điểm) Một bình thông gồm nhánh hình trụ đặt thẳng đứng có tiết diện S1 = 40 cm2 S2 = 20 cm2 Phần ống nối thông m1 hai trụ tiết diện nhỏ không đáng m2 kể Một lượng nước tích H S1 V = lít đổ vào bên S2 bình Các nhánh đậy kín h1 pittông khối lượng m h2 = 1,2 kg m2 = kg hình vẽ Các pittông dễ dàng dịch chuyển bên nhánh Cho khối lượng riêng nước D1 = 103 kg/m3, dầu hỏa D2 = 800 kg/m3 a Tìm độ cao cột nước hai nhánh hệ trạng thái cân b Người ta đổ thêm dầu hỏa vào nhánh Tìm khối lượng dầu tối đa đổ vào cho lượng chất lỏng bị tràn Cho chiều cao nhánh H = 0,45 m c Chiều cao H hai nhánh phải để mực chất lỏng hai nhánh đầy độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh 0,15 m? Bài (2 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Đèn Đ có ghi: V – W Thay đổi biến trở R để công suất đạt giá trị cực đại W, đèn sáng bình thường Tìm giá trị R0 U Bỏ qua điện trở dây nối U R0 + - Đ R Bài (2 điểm) Một vật xuất phát từ A chuyển động phía B đường thẳng AB theo quy luật: 10 s đầu vật chuyển động hướng B với vận tốc v = 10 cm/s, sau vật chuyển động lùi lại phía A với vận tốc v2 = cm/s thời gian s Tiếp vật lại chuyển động B với vận tốc v 10 s, lại giật lùi với vận tốc v2 s Quá trình lặp lại liên tục a Sau 43 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động vật cách vị trí xuất phát khoảng bao nhiêu? b Sau thời gian kể từ thời điểm bắt đầu chuyển động vật cách điểm xuất phát 500 cm c Cùng lúc với vật có vật khác xuất phát từ B chuyển động A với vận tốc không đổi v3 = cm/s Tìm vị trí hai vật gặp Biết khoảng cách AB = 10 m Bài (2 điểm) Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t Đổ vào nhiệt lượng kế ca nước nóng thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 0C Lần thứ hai, đổ thêm ca nước nóng vào thấy nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm 0C Hỏi lần thứ ba đổ thêm vào lúc ca nước nóng nói nhiệt độ nhiệt lượng kế tăng thêm độ ? Bài (2 điểm) Cho thấu kính phân kì L1 có tiêu cự f1 = -18 cm thấu kính hội tụ L2 có B tiêu cự f2 = 24 cm, đặt trục chính, cách L1 L2 khoảng l Một vật A sáng AB đặt vuông góc với trục trước thấu kính L1, cách L1 khoảng d1, qua hệ hai thấu kính cho ảnh sau l A2B2 a Cho d1 = 18 cm Xác định l để ảnh A2B2 ảnh thật b Tìm l để A2B2 có độ lớn không thay đổi cho AB di chuyển dọc theo trục c Bây người ta đưa vật AB vào khoảng hai thấu kính, hỏi vật AB phải vị trí để ảnh vật qua hai thấu kính trùng Biết khoảng cách hai thấu kính lúc l = 60 cm ———— HẾT———— Cán coi thi không giải thích thêm! Họ tên thí sinh…………………………………… Số báo danh………………………………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2015-2016 ĐÁP ÁN THI MÔN: VẬT LÍ Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí Bài Bài 1: (2 điểm) Bài 2: (2 điểm) Điểm a (0,75 điểm) Khi hệ trạng thái cân tổng áp suất đáy hai bình phải 10.m1 10.m + 10.D1.h1 = + 10.D1.h S1 S2 10.1, 10.1 + 10.103.h1 = + 10.103.h Thay số: −4 40.10 20.10−4 Hay: h1 = h2 + 0,2 (1) Tổng thể tích nước bình: V = h1.S1 + h2.S2 Thay số: 2.10-3 = 40.10-4.h1 + 20.10-4.h2  2h1 + h2 = (2) Từ (1) (2) ta tìm được: h1 = 0,4 m h2 = 0,2 m b (0,75 điểm) Có hai trường hợp: đổ dầu vào nhánh nước nhánh bị trào trước dầu nhánh bị trào trước Ta xét trường hợp nước nhánh bị trào trước Gọi H1 H2 độ dài cột nước hai cột, x chiều dài cột dầu Khi H1 = H = 0,45 m Vì tổng thể tích nước hai ống không đổi l nên H1 H2 thỏa mãn (2)  H2 = 0,1 m Điều kiện cân cho hệ: 10.m1 10.m + 10.D1.H1 = + 10.D1.H + 10.D x (3) S1 S2 10.1, 10.1 + 10.103.0, 45 = + 10.103.0,1 + 10.8.10 2.x Thay số: −4 −4 40.10 20.10  x = 0,1875 m Khi tổng độ cao cột chất lỏng bên ống là: H + x = 0,2875 m < 0,45 m  giả thiết  khối lượng dầu lớn đổ vào là: m = D2.x.S2 = 8.102.0,1875.20.10-4 = 0,3 kg c (0,5 điểm) h1, h2, x phải thỏa mãn phương trình (2) (3) Ta có phương trình: 2h1 + h2 = (4) h1 = h2 + 0,2 + 0,8 x (5) Độ chênh lệch mực chất lỏng hai nhánh 0,15 m  h1 = h2 + x + 0,15 (6) h1 + 0,15 = h2 + x (7) Từ (4), (5), (6) ta có: h1 = 0,47 m, h2 = 0,07 m, x = 0,25 Từ (4), (5), (7) ta có: h1 = 0,87 m, h2 = - 0,73 m, x = 1,75 (loại)  độ cao hai nhánh: H = h1 = 0,47 m Điện trở đèn là: Rđ = 12 Ω, đặt R = x ( 12 + R ) x + 12R 12.x Điện trở tương đương mạch: Rtđ = + R0 = 12 + x 12 + x U ( 12 + x ) U =  cường độ dòng điện mạch: I = R td ( 12 + R ) x + 12R  cường độ dòng điện qua biến trở: 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Ix = I 12 12U = x + 12 ( 12 + R ) x + 12R Công suất biến trở: Px = I x = x 0,25 122 U x ( 12 + R ) x + 12R  122 U 122 U 3U 2 = ≤  Px =  =9W 12R 4.12.R ( 12 + R ) ( 12 + R ) R ( 12 + R ) x +  x    U = 3.R0(12 + R0) (1) 12R Dấu “ = ” xảy x = 12 + R Khi đèn sáng bình thường hiệu điện hai đầu biến trở hiệu điện hai đầu đèn V 12R 12R 12U 12U = 12R  Ix.x = hay ( 12 + R ) x + 12R 12 + R + 12R 12 + R = ( 12 + R ) 12 + R Hay: U = 12 + R0 (2) Từ (1) (2) suy ra: R0 = Ω U = 18 V Bài 3: (2 điểm) a (0,5 điểm) Trong chu trình vật quãng đường bằng: 10.10 – 4.5 = 80 cm, thời gian thực chu trình là: 10 + = 15 s Nhận xét: 15 < t = 43 s < 3.15 s  vật chu trình thứ Ngoài ra: t = 43 s > 2.15 + 10 = 40 s  vật giật lùi, thời gian giật lùi là: 43 – 40 = s  khoảng cách đến điểm xuất phát là: AC = 2.80 + 10.10 – 3.5 = 245 m b (0,5 điểm) TH1: Nhận xét: 6.80 < AC = 500 m < 7.80 (m)  vật chu trình thứ tiến: AC = 500 m = 6.80 + 20 m  vật tiến thêm 20 m  thời gian tiến thêm là: 20:10 = s  tổng thời gian là: 6.15 + = 92 s TH 2: 500 cm = 400 cm + 100 cm  tổng thời gian là: 5.15 + 10 = 85 s c (1 điểm) Giả sử gặp vật từ A chuyển động giai đoạn thứ n + Có hai trường hợp xảy gặp vật A tiến vật A lùi Biểu thức tính quãng đường thời gian ứng với hai trường hợp là: - TH 1: Nếu vật phía B: S2 = 80.n + 10 Δt (cm) Thời gian: t = 15.n + Δt (s) (với < Δt ≤ 10 s, n số chu trình) - TH 2: Nếu vật giật lùi phía A: S2 = 80.n + 10.10 – Δt (cm) Thời gian: t = 15.n + 10 + Δt (s) (với ≤ Δt ≤ s, n số chu trình) - Quãng đường mà vật S1 = 6.t Khi hai vật gặp tổng quãng đường mà chúng AB Giả sử gặp vật chuyển động B : 80.n + 10 Δt + (15.n + Δt ) = 1000 1000 − 16.∆t n= (1) 170 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Với < Δt ≤ 10 s  4,94 < n < 5,88  n =  giả sử Thay vào (1) suy ra: Δt = 9,375 s  Khi gặp hai vật cách A khoảng là: S2 = 80.n + 10 Δt = 493,75 cm Bài 4: - Gọi: qK nhiệt dung nhiệt lượng kế (2 điểm) qC nhiệt dung ca nước nóng, t nhiệt độ nước nóng q C [ t - (t + 5) ] = 5q K - Khi đổ ca nước nóng: (1) - Khi đổ thêm ca nước nóng lần hai: q C [ t - (t + + 3) ] = 3(q K + q C ) (2) - Khi đổ thêm ca nước nóng lần ba: 5q C [ t - (t + + + ∆t) ] = (q K + 2q C ) ∆t (3) qK q = ⇒ C - Từ (1) (2) ta có : 5q K - 3q C = 3q K + 3q C (4) - Từ (2) (3) ta có : 5(3q K + 3q C ) − 5q C ∆t = (q K + 2q C )∆t (5) - Thay (4) vào (5) ta có : 10q K ∆t ⇒ 20q K = ⇒ ∆ t = (0C) 5(3q K + q K ) − qK q ∆t = (q K + K )∆t 3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 5: (2 điểm) Sơ đồ tạo ảnh: a) (0,5 điểm) Ta có: d1’ = d1 f1 = - cm; d2 = l – d1’ = l + 9; d1 − f1 d2 f2 24(l + 9) = d2 − f2 l − 15 Để ảnh cuối ảnh thật d2’ >  l > 15cm b) (0,5 điểm) d1 f1 − 18d ld1 + 18l + 18d1 Ta có: d1’ = = ; d2 = l – d1’ = ; d1 − f1 d1 + 18 d1 + 18 d2 f2 24(ld1 + 18l + 18d1 ) d2’ = = ; d − f ld1 + 18l − 6d1 − 432 432 432 d 'd ' k= == ld1 + 18l − 6d1 − 432 d1 (l − 6) + 18l − 432 d1d Để k không phụ thuộc vào d1 l = cm; k = ; ảnh chiều với vật c) (1 điểm) Đặt O1A = d1, O2A = d2 (d1 > 0, d2 < 60 cm) Ta có: d1 + d2 = 60 ⇒ d2 = 60 – d1 (1) d1 f1 − 18d1 d1’ = = (2) d1 − f1 d1 + 18 d2 f2 (60 − d1 )24 (60 − d1 )24 = d2’ = = (3) d − f 60 − d1 − 24 36 − d1 Do vật thật qua thấu kính phân kỳ cho ảnh ảo, chiều, nhỏ vật gần thấu kính vật nên để hai ảnh trùng ảnh vật qua thấu kính hội tụ phải nằm khoảng O1O2 ảnh phải ảnh ảo ⇒ d1’, d2’ < , , Khi hai ảnh trùng ta có d1 + d = 60 d2’ = ⇒ - d1’ - d2’ = 60 (4) Thay (2), (3) vào (4) ta 18d1 (60 − d1 )24 − = 60 d1 + 18 36 − d1 ⇒ 11 d1 - 240d1 – 10800 = ⇒ d1 = 44,1cm Vậy AB cách thấu kính L1 khoảng d1 = 44,1cm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25