Đề thi năng khiếu môn Vật lí 10 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 1)

Đề thi năng khiếu môn Vật lí 10 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 1) giúp các bạn học sinh có thêm tư liệu ôn tập, luyện tập để nắm vững được những kiến thức cơ bản chuẩn bị cho kì kiểm tra đạt kết quả tốt hơn. Để làm quen và nắm rõ nội dung chi tiết đề thi, mời quý thầy cô và các bạn cùng tham khảo đề thi.

SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI ĐỀ THỨC ĐỀ CHÍNH ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 10L (LẦN 1) NĂM HỌC 2020 – 2021 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu) Câu (1,0 điểm): Có xe xuất phát từ A đến B đường thẳng Xe xuất phát muộn xe 2h xuất phát sớm xe 30 phút Sau thời gian xe gặp điểm C đường Biết xe đến trước xe 1h Hỏi xe đến trước xe bao lâu? Biết xe chuyển động thẳng Câu (1,0 điểm): Hai tàu chuyển động đường thẳng với vận tốc không đổi v, hướng tới gặp Kích thước tàu nhỏ so với khoảng cách chúng Khi hai tàu cách khoảng L Hải Âu từ tàu A bay với vận tốc u ( với u > v) đến gặp tàu B (lần gặp 1), tới tàu B bay lại tàu A (lần gặp 2), tới tàu A bay lại tàu B (lần gặp ) … a Tính tổng quãng đường Hải Âu bay hai tàu cách khoảng  < L b Hãy lập biểu thức tính tổng quãng đường Hải Âu bay gặp tàu lần thứ n Câu (2,0 điểm): Một đồng chất tiết diện đều, có khối lượng 10 kg, B C chiều dài  Thanh đặt hai giá đỡ A B hình A  vẽ Khoảng cách BC  Ở đầu C người ta buộc vật nặng hình trụ có bán kính đáy 10 cm, chiều cao 32 cm, trọng lượng riêng chất làm vật nặng hình trụ d = 35000 N/m3 Biết trạng thái cân lực ép lên giá đỡ A bị triệt tiêu Tính trọng lượng riêng chất lỏng bình Coi trọng lượng dây buộc không đáng kể Câu (2,5 điểm): Cho mạch điện hình vẽ Biết U  12V , R1  4 , R1 U + A R  R  6 Biến trở chạy AB dây dẫn đồng tính, tiết diện đều, điện trở toàn phần 15 Bỏ qua điện trở dây nối, Ampe kế Vơn kế lí tưởng Để chạy C vị trí cho CB = 4.CA, sau đóng khóa K a Tìm số Ampe kế Vôn kế b Di chuyển chậm chạy C khỏi vị trí xét Tìm vị trí chạy C để số hai Vôn kế Khóa K mở Tim vị trí chạy C để số Ampe kế đạt giá trị lớn Câu (3,5 điểm): Cho hình vẽ Biết PQ trục thấu kính, S nguồn sáng điểm, S’ ảnh S tạo thấu kính a Xác định loại thấu kính, quang tâm O tiêu điểm thấu kính cách vẽ đường truyền tia sáng P b Biết S, S’ cách trục PQ khoảng tương ứng B C R2 A K R3 D V1 V2 S’ S Q h = 2cm; h’ = 4cm HH’ = 6cm Tính tiêu cự f thấu kính khoảng cách từ điểm sáng S tới thấu kính c Đặt bìa chắn sáng rộng, trục chính, vng góc với trục chính, phía trước thấu kính Biết bìa cao cm đường kính đường rìa thấu kính D = 8cm Hỏi bìa phải đặt cách thấu kính khoảng nhỏ để khơng quan sát thấy ảnh S’ S? Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f, A nằm trục cách thấu kính đoạn d1 ta ảnh A1B1 cao nửa vật Dịch chuyển vật dọc theo trục lại gần thấu kính đoạn 20 cm ta thấy ảnh A2B2 ảnh thật cách A1B1 đoạn 10 cm a Tính f d1 b Giữ vật AB cố định, di chuyển thấu kính lại gần vật từ vị trí cách vật đoạn d1 đến vị trí cách vật đoạn 0,5d1 Tính quãng đường ảnh di chuyển Hết Thí sinh không sử dụng tài liệu; - Giám thị không giải thích thêm ĐÁP ÁN Câu (1,0 điểm) Giả sử sau t(h) tính từ lúc xe xuất phát xe gặp điểm C Khi quãng đường AC là: AC = (t+2,5)v1 = (t+0,5)v2 = t.v3 v t  0,5 1 Ta có:  v2 t 2v1 (t+0,5)v2 – (t+2,5)v1=0  v2  v1  2 t  0,5 2,5v1 t.v3 – (t+2,5)=0  v3  v1  3 t s  s1 Thời gian xe quãng đường lại : t2,  v2 s s  s1   Theo ta có : t1   t1,   t 2,   h  t1     1 v1 v2   1 1 1 s s   s1       2 v1 v2  v1 v  4 1 1 Từ (1) (2) : s1       4  v1 v  vv 12.15 Hay s1    15km v2  v1 15  12 Câu (1,0 điểm): + Thời gian hai tàu từ cách khoảng L đến cách khoảng l là: Ll t 2v + Tổng quãng đường Hải Âu bay đến hai tàu cách khoảng l là: Ll S  ut  u 2v + Gọi B1, B2, A1, A2 vị trí Hải Âu gặp tàu B tàu A lần 1, lần 2,… + Lần gặp thứ nhất: L - Thời gian Hải âu bay từ tàu A tới gặp tàu B B1 là: t1  uv A1 A a1 B2 B1 b1  AB1 = ut1 - Lúc tàu A đến a1: Aa1 = vt1  a1B1 = AB1 – Aa1 = ( u – v )t1 + Lần gặp thứ 2: - Thời gian Hải âu bay từ B1 đến gặp tàu A A1: aB (u  v) t u v t2  1  t1   (1) uv uv t2 u  v + Lần gặp thứ 3: - Thời gian Hải âu bay B1A1 tàu B khoảng: B1b1  vt2  b1 A1  A1 B1  B1b1  t2 (u  v) - Thời gian hải âu bay từ A1 đến B2 : B t b1 A1 u v u v  t2   (2) uv uv t2 u  v t t + Từ (1) (2)   t1 t2 + Tổng quát ta có thời gian tuân theo qui luật: t t t3 t u v u v     n   t2  t1 t1 t2 t4 tn 1 u  v uv t3  u v uv  t3  t2    t1 uv uv n 1 u v  tn    t1 uv Tổng quãng đường Hải Âu bay được: n 1  uv u v      S  S1  S   S n = u (t1  t2   tn )  ut1 1     u  v    u  v u n 1 L  u v  u v          u  v  u  v  u  v   Câu (2,0 điểm): * Gọi P trọng lượng AC P1 trọng lượng đoạn BC: P1= P , P2 trọng lượng đoạn AB : P2= P l chiều dài AC, V thể tích vật chìm nước d3 độ dài đoạn BC : d3= A B P2 C P1 F d2 d3  , d2 khoảng cách từ B đến P2 : d2 =  , d1 khoảng cách từ B 7 đến P1 : d1 =  14 * Vì lực ép lên điểm A bị triệt tiêu nên theo điều kiện cân lực ta có phương trình cân lực sau : P1d1 + Fd3 = P2d2 (1) * Vì vật nằm lơ lửng lòng chất lỏng nên : F = V.d – Vdx = V(d – dx) (2) Từ (1) (2) ta có : 1 P1d1 + Fd3 = P2d2  P  + F  = P  14 14 7  35P = 14F  35P = 14 V( d – dx ) 35P  ( d – dx ) = 14V  dx = d - 35P 14V (3) với P = 10 m V = S h = .R h = 3,14 0,12 0,32 = 0,01(m3) Thay vào ( 3) ta có 35.100 dx = 35000  10.000( N ) m 14.0,01 Câu (2,5 điểm): R1 U + A 1a R AC  3  R ; R BC  12  R RR R 2R R td1    R1  10 R  R4 R3  R3 U I  1, A R td1 R5 R4 I2  I  0, A ; I3  I  0,8 A R2  R4 R3  R5 I A1  I3  I2  0, A U V1  I.R 24  2, V U V  I.R 35  4,8 V 1b R AC  x  R BC  15  x (15  x)R xR 6x 6(15  x) U V1  U V      x  7,5 x  R 15  x  R 6x 21  x Con chạy C trung điểm AB R AC  x B C A R2 K R3 D V1 V2 R2x x  19x  114  (15  x)  R1  R2  x x 6 U 12(x  6) I mc   R td  x  19x  114 x 12x(x  6) 12x IA  I mc   2 x  R2 (x  6)(  x  19x  114)  x  19x  114 (IA )max  x  15 Câu (3,5 điểm): 1.a Xác định loại thấu kính, quang tâm, tiêu S/ điểm cách vẽ đường truyền tia sáng R td2  L Lập luận được: - Do S/ phía với S qua trục nên S/ ảnh ảo - Do ảnh ảo S/ xa trục S nên thấu kính hội tụ - Vẽ hình, xác định vị trí thấu kính - Vẽ, xác định vị trí tiêu điểm I h/ L P H/ S h O H F Q L/ 1b Tính tiêu cự thấu kính khoảng cách từ S tới thấu kính Đặt H/H = L ; HO = d ; OF = f Ta có: ∆ OHS đồng dạng với ∆ OH’S’:  HS OH h d    H 'S' OH' h' d  L Thay số giải d = cm Ta có: ∆ FOI đồng dạng với ∆ FH’S’:  OI FO h f    H 'S' FH ' h' f  d  L Thay số giải f = 12 cm 1c Để không quan sát ảnh S qua thấu kính tia sáng từ S tới thấu kính bị bìa chắn S/ L E h/ L I P H / S h O F HK Q L/ Để không tia sáng tới nửa thấu kính, nối S với mép ngồi L/ thấu kính, cắt cắt trục thấu kính K K vị trí gần bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt nửa thấu kính bên ta khơng quan sát ảnh S/ qua nửa KO OL/  Do: ∆ KOL/ đồng dạng với ∆ KHS  , (KO = dmin) HK SH  d  d D     dmin = 4(cm) h S/ L E h/ L P H / S h I N O H F Q L/ Để không tia sáng tới nửa thấu kính vị trí gần miếng bìa hình Do: ∆ NES đồng dạng với ∆ ILS  NE NS  d   , (NI = dmin) IL IS 2  d   dmin = (cm)  D 2 KL Để khơng có ảnh S qua thấu kính phải đặt bìa gần cách thấu kính cm a Chứng minh cơng thức: Gọi d = BO, f = OF, OB = d’ ABO; ABO A 'B' OA ' d '    AB OA d A ' B' A 'F' d ' f OIF'; A 'B 'F'    OI OF ' f  d' d'  f 1     d f f d d' Khi AB cho ảnh thật A1B1: d '1 d   d1 '  d1 2 1     d1  3f  d1 '  1,5f f d1 d1 ' d1 Khi AB cho ảnh thật A2B2: Dịch chuyển vật lại gần thấu kính đoạn 20 cm ta ảnh thật A2B2 dịch xa 10 cm d2 = d1 – 20 = 3f - 20, d2’= d1’ + 10 = 1,5f + 10 tươơng tự phần ta có: 1 1 1       f  20cm f d2 d2 ' f 3f  20 1,5f  10 Khoảng cách từ AB đến thấu kính lúc đầu: d1=60cm 2b Dịch chuyển Thấu kính từ vị trí cách vật d1=60 cm đến vị trí cách vật d2=d1/2=30 cm ảnh ln thật 1 df Ta có :   '  d '  f d d df Khoảng cách từ vật đến ảnh: df d2 l = d + d’= d  →d2 – ld + lf =  df df phương trình có nghiệm →   l2  4lf   l  4f  lmin  4f xảy d = lmin/2 = 2f = 40cm Vậy d giảm từ 60cm đến 40cm l giảm, d giảm từ 40 đến 30 cm l tăng 602 Khi d = 60cm l =  90cm 60  20 402 Khi d = 40cm l =  80cm 40  20 302 Khi d = 30cm l =  90cm 30  20 Vậy quãng đường ảnh là: s = (90 - 80) + (90 - 80) = 20cm ... vật lại gần thấu kính đoạn 20 cm ta ảnh thật A2B2 dịch xa 10 cm d2 = d1 – 20 = 3f - 20, d2’= d1’ + 10 = 1,5f + 10 tươơng tự phần ta có: 1 1 1       f  20cm f d2 d2 ' f 3f  20 1,5f  10. .. thấy ảnh A2B2 ảnh thật cách A1B1 đoạn 10 cm a Tính f d1 b Giữ vật AB cố định, di chuyển thấu kính lại gần vật từ vị trí cách vật đoạn d1 đến vị trí cách vật đoạn 0,5d1 Tính quãng đường ảnh di... theo điều kiện cân lực ta có phương trình cân lực sau : P1d1 + Fd3 = P2d2 (1) * Vì vật nằm lơ lửng lịng chất lỏng nên : F = V.d – Vdx = V(d – dx) (2) Từ (1) (2) ta có : 1 P1d1 + Fd3 = P2d2 