Đề, đáp án thi chuyên Vật lí vào THPT

ĐỀ THI TUYỂN SINH CHUYÊN LỚP 9 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề này gồm 6 câu 1 trang) Câu 1 (4đ) Lúc 7 giờ hai ôtô cùng khởi hành từ hai điểm A và B cách nhau 96km và đi ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 36km/h, của xe đi từ B là 28km/h. a) Tìm khoảng cách giữa hai xe lúc 8 giờ. b) Xác định vị trí và thời điểm lúc hai xe gặp nhau (giải bằng cách lập phương trình chuyển động) Câu 2 (3đ) Cho 1 cốc rỗng hình trụ, chiều cao h, thành dày nhưng đáy rất mỏng nổi trong một bình hình trụ thành mỏng chứa nước ta thấy cốc chìm một nửa. Sau đó người ta đổ dầu vào trong cốc cho đến khi mực nước trong bình ngang với miệng cốc. Tính độ chênh lệch giữa mức nước trong bình và mức dầu trong cốc. Cho biết khối lượng riêng của dầu bằng 0,8 lần khối lượng riêng của nước, bán kính trong của nước bằng 5 lần bề dầy của nó và tiết diện của bình bằng hai lần diện tích của cốc. Câu 3 (3đ) Trong xi lanh thẳng đứng, dưới một pít tông rất nhẹ tiết diện S = 100cm 2 có chứa M = 1kg nước ở 0 0 C. Dưới xi lanh có một thiết bị đun công suất P = 500W. Sau bao lâu kể từ lúc bật thiết bị đun pít tông sẽ được nâng lên thêm h = 1m so với độ cao ban đầu? Coi chuyển động của pít tông khi lên cao là chuyển động đều, hãy ước lượng vận tốc của chuyển động đó. Cho biết: Nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.độ,nhiệt hoá hơi của nước là 2,25.10 6 J/kg, khối lượng riêng hơi nước ở 100 0 C và áp suất khí quyển là 0,6kg/m 3 . Bỏ qua sự mất mát nhiệt bởi xi lanh và môi trường. Câu 4 (5,5đ) Cho mạch điện như hình vẽ: Cho biết U = 30V, R 1 = R 2 = 5V, R 3 = 3 Ω , R 4 = là biến trở có điện trở toàn phần bằng 20 Ω . Điện trở của vôn kế vô cùng lớn, điện trở của ampe kế và dây nối không đáng kể. Tìm vị trí của con chạy C và số chỉ của các dụng cụ đo khi: a) Hai vôn kế có cùng giá trị. b) Ampe kế chỉ giá trị nhỏ nhất. c) Ampe kế chỉ giá trị lớn nhất. C R4R3 R2 R1 V1 V2 A Câu 5 (1,5đ) Cho một nguồn có hiệu điện thế U nhỏ và không đổi. Một điện trở R chưa biết, mắc vào một cực của nguồn, một ampe kế có R A khác 0 (chưa biết), một biến trở có điện trở biết trước. Làm cách nào để xác định được hiệu điện thế. Câu 6 (3đ) Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính, ảnh A / B / của AB qua thấu kính là ảnh thật: a) Vẽ hình tạo ảnh thật của AB qua thấu kính. b) Nếu đặt thêm một thấu kính phân kì sao cho các tiêu điểm của nó nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính đã cho và tiêu điểm vật F 2 trùng với tiêu điểm ảnh F 1 của thấu kính đã cho . Hãy vẽ ảnh của vật AB tạo bởi hệ thấu kính. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHUYÊN MÔN THI: VẬT LÍ Câu1(4đ) Điểm Chọn gốc thời gian lúc 7 giờ, gốc toạ độ là A, chiều dương của trục toạ độ từ A đến B (xem hình1) Phương trình chuyển động: • Xe đi từ A: x 1 = v 1 .t = 36.t • Xe đi từ B: x 2 = x 0 + v 2 .t = 96 – 28t a) Lúc 8 giờ tương ứng với thời gian sau lúc khởi hành t = 1 giờ Toạ độ xe từ A: x 1 = 36.1 = 36km Toạ độ xe từ B: x 2 = 96 – 28.2 = 68km Khoảng cách giữa hai xe: l = x 2 – x 1 = 68 – 36 = 32km b) Khi hai xe gặp nhau: x 1 = x 2 36t = 96 – 28t  (36 + 28)t = 96  t =96/64 = 1,5h. Vậy vị trí gặp nhau cách A một đoạn: x 1 = 36.1,5 = 54km Vậy hai xe gặp nhau lúc: 7 + 1,5 = 8,5 giờ = 8giờ30phút. Vị trí gặp nhau cách A 54km (0,25đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Câu 2 (3đ) Điểm Ký hiệu tiết diện ngoài và tiết diện trong của cốc là S và S / , khối lượng của cốc là m và dầu đổ vào cốc là m / , khối lượng riêng của nước và dầu là D n và D d . Phương trình cân bằng giữa trọng lực của cốc và lực đẩy acsimét khi chưa đổ dầu là: 10m = 10D n S.h/2 (1) Và khi đổ dầu là: 10(m + m / ) = 10D n Sh (2) Từ (1) và (2) suy ra: m / = D n S.h/2 (3) Mặt khác m / = D d S / h / (4) Từ (3) và (4) suy ra: h / = / . . 2 n d D S h D S (5) Theo giả thiết bán kính trong của cốc bằng 5 lần bề dầy của cốc, do đó bán kính ngoài của cốc gấp 6/5 lần bán kính trong.  S/S / = 6 2 /5 2 = 36/25. Theo giả thiết D n /D d = 10/8. Thay các giá trị trên vào (5) ta được h / = 0,9h. Độ lệch giữa mực nước trong bình và mực dầu trong cốc là: h – h / = 0,1h (0,25đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Câu 3 (3đ) Điểm Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nước từ 0 0 C lên 100 0 C và hoá hơi là: Q = cm ∆ t 0 + L.D.V = 419kJ + 13,5kJ = 432,5kJ Do bỏ qua mất mát nhiệt nên Q = Pt  t = Q P = 865 (s) Thời gian đó gồm 2 giai đoạn: thời gian đun sôi t 1 và thời gian hoá hơi t 2 : t = t 1 + t 2 . Do công suất đun không đổi: 0 1 2 31. t cm t t LDV ∆ = ≈ Vậy 2 1 27 32 t t s≈ ≈ . Vận tốc của pít tông tính lúc hoá hơi: v= 2 3,7 h cm t ≈ /s. Rõ ràng chuyển động của pít tông là chuyển động chậm. (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) (0,25đ) (0,5đ) (0,25đ) Câu 4 (5,5đ) Điểm Ta vẽ mạch điện như hình vẽ. Vì điện trở R A =0 nên ta chập C với D. C D R4 R3R2 R1 B A V1 V2 A a) Để số chỉ hai vôn kế như nhau thì R ADC =R DCB Gọi R AC =x thì R CB =20-x. Do trên: ( ) 3 2 2 3 20 20 R x R x R x R x − + + − B . Thay các giá trị đã cho, ta được x=5 Ω . Khi đó điện trở toàn mạch là: R 1 +R AB = 5+2,5+2,5=10 ( Ω ). Số chỉ các vôn kế là: U V =I.R ADC = ( ) 30 .2,5 7,5 10 V= Số chỉ của ampe kế là: I A =I R3 -I R2 = ( ) 7,5 7,5 1 3 5 A− B Dòng điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D. b) Ampe kế A chỉ giá trị nhỏ nhất khi mạch cầu ADCB cân bằng. khi đó ampe kế A chỉ số 0. Điều kiện I A =0 là R 2 /R 3 =R AC /R BC . Kí hiệu R AC =y hay: 5/3=y(20-y). Giải ra ta được: y=12,5 Ω Tương tự như trên: R tm =R 1 +R AD +R DB =5+ 25 15 75 7 7 7 + =  I C = ( ) 2,8 tm U A R = . (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Số chỉ của vôn kế V 1 : I c .R AD =2,8. 25 10 7 V= . Số chỉ của vôn kế V 2 : I c .R DB =2,8. 15 6 7 V= . c) Am pe kế chỉ số 0, khi dịch chuyển con chạy C ra hai đầu biến trở thì số chỉ của ampe kế tăng dần. Khi dịch chuyển con chạy C tới 2 đầu biến trở thì làm đoản mạch 1 trong hai điện trở là R 2 và R 3 . Khi đó ampe kế đo cường độ dòng điện ở 2 nhánh trên. Khi con chạy ở đầu B thì: R tm =R 1 + 2 4 2 4 . 10 5 4 9( ) ( ) 3 C tm R R U I A R R R = + = Ω → = = + 10 4 :5 2,67( ). 3 A I A   = =  ÷   Khi con chạy C ở A thì: 3 4 1 3 4 60 27,6 5 ( ) 23 7 27,6 60 . :3 3,43( ) 7 23 tm C A R R R R I A R R I A = + = + → = +   = =  ÷   Vậy khi con chạy ở A thì ampe kế chỉ giá trị lớn nhất bằng 3,43A Vôn kế V 1 bị nối tắt nên chỉ số 0. Vôn kế V 2 chỉ: U 2 =I A R 3 =3,43.3 10,3V≈ (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Câu5 (1,5đ) Điểm Mắc mạch điện như sau: R1 R A Điều chỉnh cho điện trở biến trở bằng R 1 , gọi I 1 là cường độ dòng điện chạy qua mạch khi đó, ta có: U=I 1 R+I 1 R 1 +I 1 R A (1) Điều chỉnh biến trở R 2 , cường độ dòng điện qua mạch lúc đó là I 2 , ta có: U=I 2 R+I 2 R 2 +I 2 R A (2) Lấy (1)/(2), ta được: I 1 (R+R 1 +R A )/I 2 (R+R 2 +R A ) = 1  (R+R 1 +R A )/ (R+R 2 +R A ) = I 2 /I 1  R+R A =(R 2 I 2 -R 1 I 1 )/(I 1 -I 2 ) (3) Thay (3) vào (1)  U=I 1 R 1 +I 1 (R+R A )=I 1 R 1 +I 1 ( ) ( ) 2 2 1 1 1 2 /R I R I I I− −    Với I 1 và I 2 là các số đo của ampe kế, R 1 , R 2 xác định vì điện trở biến trở xác định U (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Câu 6 (3đ) Điểm a) Vẽ ảnh của AB qua thấu kính. Từ B vẽ 2 tia sáng: • Tia BO đi qua quang tâm O nên sau khi qua thấu kính vẫn cho tia ló OX đi thẳng • Tia BM// trục chính, sau khi qua thấu kính cho tia ló MF / đi qua tiêu điểm ảnh F / y x B1 A1 F M O B A Hai tia ló Ox và MF / cắt nhau tại B 1 ảnh của điểm B. Từ B 1 hạ B 1 y vuông góc với trục chính tại A 1 ảnh của A. Vậy đã vẽ xong ảnh A 1 B 1 của AB. b) F2 G H K A1 B1 F/1F/2 E D C B/ A/ O2O1 F1 A B Sơ đồ tạo ảnh: AB 1 2 / / 1 1 O O A B A B→ → để vẽ ảnh A / B / thì từ B ta vẽ hai tia sáng đặc biệt: • Tia BC// trục chính O 1 O 2 , qua O 1 cho tia CD có đường kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh F / 1 của O 1 và cũng là tiêu điểm vật F 2 của O 2 . Sau O 2 ta được tia ló tương ứng DE//trục chính O 1 O 2 • Tia BF 1 G qua tiêu điểm F 1 của O 1 , qua O 1 cho tia ló GH//trục chính O 1 O 2 …Qua O 2 , tia GH cho tia ló HK có đường kéo dài qua tiêu điểm ảnh F / 2 của O 2 . Hai tia ló ra sau O 2 là DE và HK có đường kéo dài phía sau cắt nhau tại 1 điểm chính là điểm B / ảnh của điểm B tạo bởi hệ thấu kính O 1 và O 2 . (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,75đ) (0,75đ) Lưu ý: Học sinh giải theo cách khác, mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa. . điểm vật F 2 trùng với tiêu điểm ảnh F 1 của thấu kính đã cho . Hãy vẽ ảnh của vật AB tạo bởi hệ thấu kính. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHUYÊN MÔN THI: VẬT LÍ. ĐỀ THI TUYỂN SINH CHUYÊN LỚP 9 MÔN THI: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 150 phút (Đề này gồm 6 câu 1 trang)