ĐỀ THI HSG + ĐAP AN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 CHUYÊN MÔN THI : VẬT LÝ NGÀY THI : 20/06/2008 Thời gian : 150 phút (không kể thời gian phát đề Bài 1 : Một nhiệt lượng kế bằng nhôm có khối lượng m (kg) ở nhiệt độ t 1 = 23 0 C, cho vào nhiệt lượng kế một khối lượng m (kg) nước ở nhiệt độ t 2 . Sau khi hệ cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước giảm đi 9 0 C. Tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế 2m (kg) một chất lỏng khác (không tác dụng hóa học với nước) ở nhiệt độ t 3 = 45 0 C, khi có cân bằng nhiệt lần hai, nhiệt độ của hệ lại giảm 10 0 C so với nhiệt độ cân bằng nhiệt lần thứ nhất. Tìm nhiệt dung riêng của chất lỏng đã đổ thêm vào nhiệt lượng kế, biết nhiệt dung riêng của nhôm và của nước lần lượt là c 1 = 900 J/kg.K và c 2 = 4200 J/kg.K. Bỏ qua mọi mất mát nhiệt khác. Bài 2 : Cho mạch điện như hình vẽ 1, trong đó hiệu điện thế U = 10,8V luôn không đổi, R 1 = 12 Ω , đèn Đ có ghi 6V- 6W, điện trở toàn phần của biến trở R b = 36 Ω . Coi điện trở của đèn không đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ. a) Điều chỉnh con chạy C sao cho phần biến trở R AC = 24 Ω . Hãy tìm : - Điện trở tương đương của đoạn mạch AB. - Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra trên R 1 trong thời gian 10 phút. b) Điều chỉnh con chạy C để đèn sáng bình thường, hỏi con chạy C đã chia biến trở thành hai phần có tỉ lệ như thế nào ? Bài 3 : Cho mạch điện như hình vẽ 2, trong đó U = 24V luôn không đổi, R 1 = 12 Ω , R 2 = 9 Ω , R 3 là biến trở, R 4 = 6 Ω . Điện trở của ampe kế va ø các dây dẫn không đáng kể. a) Cho R 3 = 6 Ω . Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R 1 , R 3 và số chỉ của ampe kế. b) Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V. Nếu di chuyển con chạy để R 3 tăng lên thì số chỉ của vôn kế thay đổi như thế nào ? Bài 4 : 2,50 điểm Một vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ L 1 , thấu kính có tiêu cự f 1 = f . Vật AB cách thấu kính một khoảng 2f . a) Vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính L 1 . b) Sau thấu kính L 1 người ta đặt một thấu kính phân kỳ L 2 có tiêu cự f 2 = 2 f . Thấu kính L 2 cách thấu kính L 1 một khoảng O 1 O 2 = 2 f , trục chính của hai thấu kính trùng nhau (Hình vẽ 3). Vẽ ảnh của vật AB qua hai thấu kính trên và dùng hình học (không dùng công thức thấu kính) tìm khoảng cách từ ảnh cuối cùng A 2 B 2 đến thấu kính phân kỳ. c) Vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính thì tia ló có phương đi qua B (trong các câu a, b, c chỉ yêu cầu vẽ đúng, không yêu cầu giải thích cách vẽ). Hình 3 1 A B L 1 O 1 F 1 X + C BA R b U R 1 Đ - Hình 1 R 2 R 4 R 1 R 3 U A -+ Hình 2 L 2 O 2 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀO LỚP 10 CHUYÊN LÊ Q ĐÔN MÔN : VẬT LÝ Bài 1 : 1,50 điểm Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là t, ta có m.c 1 .(t - t 1 ) = m.c 2 .(t 2 - t) (1) (0,25đ) mà t = t 2 - 9 , t 1 = 23 o C , c 1 = 900 J/kg.K , c 2 = 4200 J/kg.K (2) từ (1) và (2) ta có 900(t 2 - 9 - 23) = 4200(t 2 - t 2 + 9)=> 900(t 2 - 32) = 4200.9 ==> t 2 - 32 = 42 suy ra t 2 = 74 0 C và t = 74 - 9 = 65 0 C (0,50đ) Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ hai, nhiệt độ cân bằng của hệ là t', ta có 2m.c.(t' - t 3 ) = (mc 1 + m.c 2 ).(t - t') (3) (0,25đ) mà t' = t - 10 = 65 - 10 = 55, t 3 = 45 o C , (4) từ (3) và (4) ta có 2c.(55 - 45) = (900 + 4200).(65 - 55) 2c(10) = 5100.10 suy ra c = 2 5100 = 2550 J/kg.K Vậy nhiệt dung riêng của chất lỏng đổ thêm vào là 2550J/kg.K (0,50đ) Bài 2 : 3,00 điểm a) 1,50 điểm:Điện trở tương đương của mạch AB và cường độ dòng điện qua R 1 : Vì R AC = 24 Ω thì R CB = y = 36 – 24 = 12 W Điện trở của đèn là : R đ = 6 6 2 2 = dm dm P U = 6 W (0,25 đ) R 1x = AC AC RR RR . . 1 1 = 12.24 12 24+ = 8 W => R dy = CBd CBd RR RR . . = 6.12 6 12+ = 4 W Điện trở tương đương của đoạn mạch AB R tđ = R 1x + R 2y = 8 + 4 = 12 W I = 10,8 12 td U R = = 0,9A Cường độ dòng điện qua đèn I đ = 12 0,9 12 6 d y I y R × = × + + = 0,6A I 1 = 1 24 0,9 24 12 x I x R × = × + + = 0,6A Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R 1 :Q 1 = I 1 2 .R 1 .t = 0,6 2 .12.600 = 2592 (J) b) 1,50 điểm Tìm vò trí của con chạy C để đèn sáng bình thường : Đèn sáng bình thường nên I đ = 1A. Khi đó U CB = U đ = 6V=> U AC = U - U CB = 10,8 - 6 = 4,8V I 1 = 1 4,8 0,4 12 AC U A R = = Điện trở của phần biến trở AC là R X = 1 4,8 0,4 AC AC X U U I I I I = = - - (1) Điện trở của phần biến trở CB là R y = 6 1 CB CB y d U U I I I I = = - - (2) mà R x + R y = 36 (giả thiết) nên 4,8 6 0,4 1I I + = - - 36 Suy ra : 30.I 2 – 51.I + 18 = 0 . (0,75 đ) Giải ra : 2 2601 120.18 2601 2160 441 21= - = - = =D ta có I = 51 21 60 + = 1,2A và I = 51 21 60 - = 0,5A Vì I = 0,5A < I đ = 1A ( loại ) (0,25 đ) 2 chọn I = 1,2A thì R x = 4,8 4,8 0,4 1, 2 0, 4I = - - = 6 W và R y = 30 W Vậy con chạy C đã chia biến trở với tỉ lệ 6 1 30 5 AC CB R R = = . (0,25 đ) Bài 3 : 3,00 điểm a) 1,25 điểm Cường độ dòng điện qua các điện trở và qua ampe kế : R 34 = 3 4 3 4 . 6.6 3 6 6 R R R R = = W + + R 234 = R 2 + R 34 = 9 + 3 = 12 Ω (0,25 đ) I 2 = 234 24 2 12 U A R = = (0,25 đ) U 34 = I 2 .R 34 = 2.3 = 6V I 3 = 3 3 6 1 6 U A R = = (0,25 đ) I 1 = 1 24 2 12 U A R = = (0,25 đ) I a = I 1 + I 3 = 2 + 1 = 3A (0,25 đ) b) 1,75 điểm Tìm R 3 để số chỉ vôn kế là 16V . Gọi R 3 = x U 1 = U - U V = 24 - 16 = 8V I 1 = 1 1 8 2 12 3 U R = = A (0,25 đ) 1 2 1 2 1 2 13 2 1 1 3 2 9 9 12 9 21 I R I R I I R I I R R R I x x = => = => = = + + + + + + suy ra I = 1 21 21 2 9 9 3 x x I + + × = × = I 4 (0,50 đ) Ta có U V = U 3 + U 4 = I 3 .R 3 + I 4 .R 4 = I 1 .R 3 + I 4 .R 4 (0,25 đ) = 2 21 2 2 4(21 ) 10 84 6 16 3 9 3 3 9 9 x x x x x + + + × + × × = + = = ⇒ 10x + 84 = 144 suy ra x = 6 W . Vậy để số chỉ của vôn kế là 16V thì R 3 = 6 W (0,25 đ) * * Khi R 3 tăng thì điện trở của mạch tăng ⇒ I = I 4 = td R U : giảm ⇒ U 4 = I.R 4 :giảm (0,25 đ) ⇒ U 2 = U – U 4 : tăng ⇒ I 2 = 2 2 R U : tăng ⇒ I 1 = I – I 2 :giảm ⇒ U 1 = I 1 .R 1 : giảm ⇒ U V = U – U 1 : tăng. Vậy số chỉ của vôn kế tăng khi R 3 tăng. (0,25 đ) Bài 4 : 2,50 điểm a) 0,50 điểm - Vẽ hình đúng : (0,25 đ) - Tính đúng khoảng cách O 1 B 1 = OB = 2f (0,25 đ) 3 R 2 R 4 R 1 R 3 U I 3 I 4 I 2 I 1 I R 2 R 4 R 1 R 3 U V b)1,50 điểm -Vẽ được 1 tia đúng qua hai thấu kính : 0,25 điểm x 2 tia = (0,50 đ) -Vẽ được ảnh cuối cùng A 2 B 2 ảo (đường không liền nét) : (0,25 đ) -Vẽ tương đối đúng tỉ lệ : (0,25 đ) -Tính đúng khoảng cách O 2 B 2 = 4 3 f : (0,50 đ) c) 0,50 điểm - Vẽ đúng đường truyền của tia sáng AIKM qua 2 thấu kính : (0,25đ) - Vẽ đúng phần đường liền nét, đường đứt nét : (0,25đ) - Vẽ thiếu mũi tên chỉ chiều truyền tia sáng không trừ điểm. Ghi chú : - Nếu sai đơn vò trừ 0,25 đ và chỉ trừ 1 lần. - Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa./. 4 B A O 1 B 1 A 1 L 1 F 1 B A O 1 B 1 A 1 L 1 A 2 B 2 O 2 L 2 I K M . => = => = = + + + + + + suy ra I = 1 21 21 2 9 9 3 x x I + + × = × = I 4 (0,50 đ) Ta có U V = U 3 + U 4 = I 3 .R 3 + I 4 .R 4 = I 1 .R 3 + I 4 .R 4 (0,25. DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 CHUYÊN MÔN THI : VẬT LÝ NGÀY THI : 20/06/2008 Thời gian : 150 phút (không kể thời gian phát đề Bài 1 : Một nhiệt