ĐÁP ÁN MÔN LÝ 10 CHUYÊN TPHCM

GV Nguyễn Đức Hiệp SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 CHUYÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Thang điểm và đáp án Bài 1: (4 điểm) Khi nhúng hộp vào nước thì không khí trong hộp bị nén lại do nước dâng lên. Kí hiệu S là diện tích đáy hộp, p 0 , h 0 và p 1 , h 1 là áp suất và chiều cao cột không khí trong hộp trước và sau khi nhúng hộp vào nước. Theo đề bài ra: p 0 Sh 0 = p 1 Sh 1 . Suy ra p 0 h 0 = p 1 h 1 (1) Để đơn giản ta tính áp suất theo đơn vị mét cột nước, khi đó: p 0 = 76 cmHg = 0,76 × 13,6 = 10,3 (mét cột nước). p 1 bằng áp suất tại mặt nước trong hộp. Vậy: p 1 = p 0 + 18,6 + h 1 = (28,9 + h 1 ) (mét cột nước) Thay giá trị của p 0 và p 1 vào (1) ta được: 10,3.3 = (28,9 + h 1 )h 1 → 2 1 h + 28,9 h 1 – 30,9 = 0 Giải phương trình này ta được nghiệm (loại nghiệm âm) : h 1 ≈ 1 m Vì hộp có thành mỏng nên bỏ qua trọng lượng của nó. Do đó lực nâng tác dụng lên hộp chính là lực đẩy Acsimét do nước tác dụng vào khối không khí trong hộp, lực này bằng trọng lượng khối nước do không khí trong hộp chiếm chỗ. Vậy : F = 10 D n .V kk = 10.1000.1.1.1 = 10 000 N. Bài 2: (4 điểm) • Trường hợp 1: Lượng nước đá trong bình nhiệt lượng kế là m 1 = 0,5 kg. Nhiệt lượng cần để làm lượng nước trên tăng nhiệt độ từ t 1 = –20 o C đến 0 o C là: Q 1 = m 1 .c 1 .[0 – (–20)] = 0,5.2100.20 = 21 kJ Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy hoàn toàn lượng nước đá trên là: Q 2 = m 1 .λ = 0,5.340.10 3 = 170 kJ Nhiệt lượng tỏa ra để lượng hơi nước được đưa vào bình nhiệt lượng kế ngưng tụ, giảm nhiệt độ từ 100 0 C đến 0 0 C là: Q 3 = m 2 .L + m 2 .c 2 .(100 – 0) = 0,06.2,2.10 6 + 0,06.4200.100 = 157,2 kJ. Vì Q 1 < Q 3 < Q 1 + Q 2 nên lượng hơi nước đưa vào chỉ đủ làm lượng nước đá tăng nhiệt độ từ – 20 o C đến 0 o C và nóng chảy một phần. Khi đó nước trong bình nhiệt lượng kế tồn tại cả ở thể rắn và thể lỏng nên nhiệt độ trong bình là 0 o C. • Trường hợp 2: Lượng nước đá trong bình nhiệt lượng kế là m 1 = 0,3 kg. Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy hoàn toàn lượng nước đá trên từ –20 o C là: Q 4 = m 1 .c 1 .[0 –(–20)] + m 1 .λ = 0,3.2100.20 + 0,3.340.10 3 = 114,6 kJ Vậy Q 3 > Q 4 nên lượng nước đá trong bình tan hoàn toàn. Vậy lượng nước có trong bình nhiệt lượng kế là (m 1 + m 2 ). Gọi t 0 C là nhiệt độ trong bình nhiệt lượng kế sau khi có cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng cần để làm lượng nước có trong bình nhiệt lượng kế lúc này tăng từ 0 o C đến t o C: Q 5 = (m 1 + m 2 )c 2 .(t – 0) = (0,3 + 0,06)4200.t = 151.t 1 GV Nguyễn Đức Hiệp Ta có: Q 5 = Q 3 – Q 4 ⇔ 1512.t = 157200 – 114600 ⇒ t = 28,2 o C. Vậy nếu lượng nước đá trong bình nhiệt lượng kế là 0,3 kg thì sau khi xảy ra cân bằng nhiệt, nhiệt độ trong bình là 28,2 o C. Bài 3: (4 điểm) Dựng B′C′ là ảnh của BC qua gương. Để người quan sát nhìn thấy cả bức tường sau gương thì mắt đồng thời phải nhìn thấy ảnh B′ và C′. Muốn vậy mắt M phải đón nhận được các tia phản xạ từ gương của các tia tới xuất phát từ B và C. Gọi I, K lần lượt là giao điểm của B′M′ và C′M với AD. Do đó chiều cao nhỏ nhất của gương là đoạn IK. ∆HKM ∽ ∆DKC′ ⇔ HK KD = HM DC ′ = L l (1) ∆HMI ∽ ∆AB′I ⇔ HI IA = HM AB ′ = L l (2) Từ (1) và (2), áp dụng tính chất dây tỉ số bằng nhau ta được: HK KD = HI IA = HK HI KD IA + + = L l ⇔ IK KD IA+ = L l ⇔ IK AD = L + l l ⇔ IK = H L + l. l Vậy chiều cao nhỏ nhất của gương : IK = H L + l. l Bài 4: (4 điểm) • Khi K đóng • Khi K ngắt. Gọi hiệu điện thế giữa hai đầu mạch là U. – Khi khóa K đóng: + Cường độ dòng điện qua ampe kế A 2 là: I đóng = 13 24 U R R+ = U 4 6 R R 5 5 + = U 2R (a) + Cường độ dòng điện qua ampe kế A 1 là: I A1 = I 1 – I 2 = 13 ñoùng 1 R I R – 24 ñoùng 2 R I R = 4 2 5 5   −  ÷   .I đóng = U 5R (b) 2 B′ A B H CD M H I K C′ l A 1 A 2 R 3 R 4 I A1 R 1 R 2 I 1 I 2 + – A 2 – R 1 R 2 R 3 R 4 GV Nguyễn Đức Hiệp ⇒ I đóng = 5 2 I A1 = 3 A – Khi khóa K ngắt, cường độ dòng điện qua ampe A 2 là: I ngắt = 1 2 U R R+ + 3 4 U R R+ = 5 12 . U R (c) ⇒ I ngắt = 25 12 .I A1 = 2,5 A. Bài 5: (4 điểm) Cường độ dòng điện định mức của mỏ hàn là: I d = P U = 50 110 = 5 11 A = 0,4545 A Nếu I > I d mỏ hàn bị hỏng, còn I < I d mỏ hàn nóng kém mức bình thường. r = 2 U P = 2 110 50 = 242 Ω Để mỏ hàn nóng bình thường thì U AC = 110 V. Do đó U CB = U – U AC = 220 – 110 = 110 V = U AC . Nhưng AC CB U U = d rI R I = 110 110 ⇒ R đ = r = 242 Ω. Mặt khác công suất của đèn là P đ = 2 ñ ñ U R = 2 220 242 = 200 W (1) Vậy để mỏ hàn nóng bình thường dùng ở hiệu điện thế 220 V thì phải mắc nối tiếp với nó một bóng đèn 220 V – 200 W. - Nếu dùng bóng đèn 220 V có công suất P > P 4 = 200 W thì theo (1) điện trở của đèn là : R < 242 Ω nên U CB < 110 V và U AC > 110 V: mỏ hàn bị cháy. - Ngược lại dùng đèn có công suất P < 200 W thì : R > 242 Ω và U CB > 110 V còn U AC < 110 V : mỏ hàn sẽ nóng kém mức bình thường. 3 U 220 V A B r C R đ . SINH LỚP 10 CHUYÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Thang điểm và đáp án Bài. hàn nóng bình thường thì U AC = 110 V. Do đó U CB = U – U AC = 220 – 110 = 110 V = U AC . Nhưng AC CB U U = d rI R I = 110 110 ⇒ R đ = r = 242 Ω. Mặt khác