Đang tải... (xem toàn văn)
- Đặt điện trở tương đương cụm AC là X, điện trở phần AC của biến trở x.[r]
(1)Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi TUYểN sinh VàO lớp 10
trờng thpt chuyên phan bội châu Năm học 2008-2009
Môn thi: vật lý
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (2,0 điểm) Một khối gỗ đồng chất, phân bố đều, hình lập phơng tích V1 = 10-3m3, nhúng
chìm hồn tồn thùng nớc hình trụ Khối gỗ đợc giữ sợi dây nhẹ không giãn, cho mép cách mặt nớc đoạn x0 = 2cm (Hình1) Khi sức căng sợi dây có giá trị F0 = 20N
Biết trọng lợng riêng nớc d2 = 104 N/m3, tiết diện ngang đáy thùng S2 = 0,03m2
Xác định trọng lợng riêng khối gỗ
Kéo từ từ sợi dây để khối gỗ chuyển động thẳng đứng lên Bỏ qua lực cản:
a) áp suất nớc lên đáy bình giảm so với giá trị ban đầu khối gỗ dịch chuyển đợc đoạn x = 5cm? x = 10cm?
b) Xác định công tối thiểu để kéo khối gỗ lên khỏi mặt nớc
Câu 2: (1,5 điểm)Một vật đợc nung nóng tới 120oC thả vào bình
nớc Khi nớc bình tăng nhiệt độ từ 20oC đến 40oC Nhiệt độ
trong bình tăng đến thả thêm vào bình vật nh nhng đợc nung tới 100 oC? Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trờng ngồi.
A B
Câu 3:(1,5 điểm) Cho mạch điện nh hình Khi mắc lần lợt vào A B hai điện trở có giá trị khác cơng suất tỏa nhiệt chúng nh nhau, cờng độ dòng điện chạy mạch lần lợt I1 I2 Khi chập hai điểm A
và B với thấy nhiệt lợng tỏa mạnh dây dẫn, lúc cờng độ dịng điện chạy qua dây dẫn bao nhiêu? Hiệu điện hai cực nguồn điện không đổi, điện trở không phụ thuộc vào nhiệt độ
Câu 4: (2,5 điểm)Cho mạch điện hỡnh Nguồn điện cú hiệu điện U = 8V Các điện trở r = 2, R2 = 3, điện trở đốn không đổi R1 = 3, AB biến trở Ampe kế, dây nối khóa K có điện trở khụng đỏng kể
1)K mở, di chuyển chạy C đèn ln sáng Khi điện trở phần BC biến trở AB cú giỏ trị 1 thỡ độ sáng đốn kém Tớnh điện trở toàn phần biến trở
2) Biết đèn chịu đợc hiệu điện cực đại gấp 1,2 lần hiệu điện định mức Đóng K, di chuyển chạy C đèn ln sáng có vị trí độ sáng đèn đạt tối đa Xác định điện trở phần AC biến trở, công suất định mức đèn số Ampe kế lúc
Câu 5: (2,5 điểm) Một thấu kính hội tụ mỏng L có tiêu cự 30cm gơng phẳng M đặt nghiêng 45o
so với trục chính, mặt phản xạ hớng lên, giao điểm H gơng với trục cách quang tâm O 75cm Vật sáng AB có dạng đoạn thẳng cao 3cm, đặt vng góc trục A, cách thấu kính 45cm trớc hệ (Hình 4)
1) Vẽ ảnh, xác định vị trí, tính chất chiều cao ảnh A’B’ AB qua hệ 2) Cho gơng quay quanh trục H nằm ngang vng góc với mặt
phẳng hình vẽ góc 15o theo chiều kim đồng hồ Vẽ quỹ đạo
chuyển động ảnh A’ A qua hệ Tính chiều dài quỹ đạo 3) Trục quay giữ nh câu Cho gơng quay, tìm vị trí để ảnh AB qua hệ vng góc với trục chính? Vẽ hình giải thích
-Hết -Họ tên thí sinh: Số báo danh:
Sở Gd&Đt Nghệ an Kì thi TUYểN sinh VàO lớp 10
trờng thpt chuyên phan béi ch©u
Năm học 2008-2009 đáp án biểu im chm chớnh thc
Môn:Vật lý Ngày thi: 24/6/2008
-Câu 1 Nội dung Điểm
Nguồnđiện Hình
Hình
A
+ r
R1 R2 U
B
A C
-K
§Ị chÝnh thøc
x0
H×nh
L M
B
0
A F F’ H
(2)2 điểm Xác định trọng lợng riêng khối gỗ : Các lực tác dụng lên khối gỗ: Trọng lực p
, lùc ®Èy Acsimet F
A , lực căng dây F0
Khối gỗ cân bằng:
F0 + FA = P
=> F0 + d2.V1 = d1.V1
=> d1 = d2+
0
F
V = 104 + 20 10
= 3.104 (N/m3)
0,25
2
a) Xác định độ giảm áp suất :
- Khi khối gỗ dịch chuyển đoạn x0 = 2cm đầu tiên, mùc níc thïng kh«ng
thay đổi nên áp suất nớc lên đáy thùng không đổi
- Khối gỗ tiếp tục di chuyển đoạn X = x - x0 tính từ thời điểm mép
khối gỗ bắt đầu chạm mặt nớc
Khi mực nớc bình giảm đoạn Y - Chất lỏng không chịu nén nên:
S1.X = (S2-S1)Y
=>Y X
=
2 1
S -S
S =
2
S
S -1 (1)
Gọi cạnh hình lập phơng lµ l Ta cã : V1 = l3 => l = 0,1(m) = 10 cm
Thay S1 = l2 = 10-2m2 ; S2 = 3.10-2m2 vào (1) ta đợc :
X
Y = (2)
0,25
Độ cao phần gỗ nhô lên mỈt níc: h = X + Y - Khi khóc gỗ bắt đầu thoát khỏi mặt nớc:
X + Y = l = 0,1 (3) Tõ (2)vµ (3) ta cã X =
0,2
3 (m) = 20
3 (cm)
Y =
0,1
3 (m) = 10
3 (cm)
(Khi X
20
3 (cm) th× Y = 10
3 (cm))
0,25
- Tính từ thời điểm ban đầu, khối gỗ dịch chuyển đoạn x1 = cm:
X1 = x1 – x0 = cm < 20
3 cm
Mùc níc h¹ xng: Y1 =
1
X =
3 2 cm
Độ giảm áp suất nớc lên đáy thùng so với ban đầu: P1 = Y1 d2 =
3
2 10 –2 10 4 = 150 (Pa)
0,25
- TÝnh tõ thêi ®iĨm ban đầu, khối gỗ dịch chuyển đoạn x2 = 10cm :
X2 = 10 - = cm > 20
3 cm
Mùc níc thïng h¹ xng so víi ban ®Çu : Y2 = 10
3 (cm)
Độ giảm áp suất nớc lên đáy thùng so với ban đầu: P2 = Y2d2 =
10
3 .10-2.104 = 1000
3 ≈ 333,33 (Pa)
0,25
Y
X
P FA F
(3)b) TÝnh A
Công tối thiểu để kéo khúc gỗ lên khỏi mặt nớc ứng với trờng hợp vật chuyển động đều: F = P - FA
- Khi ≤ x ≤ x0 = cm = 10 -2 m th× F = F0 = 20N
- Khi cm < x ≤ +
20
3 (cm)
Hay 10 – m < x ≤ 26
3 10 - 2(m)
FA= d2 [ l - (X + Y)] l2
= d2[ l - 3X
2 ] l2
0,25
=> F = (d1- d2) V1 +
2d2.l2 X
= 20 + 150 X
= 20 + 150 (x-0,02) = 17 + 150 x
- Khi x
0,26
3 (m) : F = d1V1 = 30 N
0,25
- Công tối thiểu để đa khối gỗ khỏi mặt nớc : A = Số đo diện tích (OABCD)
= 20.2.10-2 +
20 + 30
20
3 10-2 = 0,4 +
3 ≈ 2,07(J)
0,25
L
u ý : Học sinh chứng tỏ đợc lực kéo khối gỗ từ chạm mặt nớc đến khi lên khỏi mặt nớc biến thiên tuyến tính theo x để tính cơng giai đoạn đó: A2
=
0 1
(F d V )X
C©u 2
1,5 điểm Gọi t0 nhiệt độ ban đầu nớc bình, t1 t2 nhiệt độ nớc bình
sau thả vật thứ thứ hai vào bình, tv1 tv2 nhiệt độ vật thứ nht
và thứ hai trớc thả vào nớc
Gäi Cv , mv , Cb, mb C, m lần lợt nhiệt dung riêng, khối lợng vật, bình
và nớc
- Phơng trình cân nhiệt sau thả vật thứ vào bình:
Cvmv(tv1 t1) = (Cm + Cbmb)(t1- t0) (1)
0,25
- Phơng trình cân nhiệt sau thả tiếp vật thứ hai vào b×nh:
Cv mv(tv2 – t2) = (C m + Cb mb + Cv mv) (t2- t1) (2) 0,25
Biến đổi (2) ta có :
Cv mv(tv2 + t1 - 2t2) = (C m + Cb mb ) (t2- t1) (3) 0,25 - Chia phơng trình (3) cho phơng trình (1) đợc:
v2 2
v1 1
t + t - 2t t - t t - t t - t
0,25
t2 =
v2 1 v1
v1
t ( t - t ) + t (t - t )
t + t 2t 0,25
Thay sè : t2 =
100 (40 - 20) + 40( 120 - 20 )
120 + 40 - 20 = 50 0C 0,25
C©u 3
O 26
3
(x 10-2 m)
D x
20 A B
C
30
(4)1,5®iĨm - Gäi hiệu điện hai cực nguồn U, điện trở dây dẫn r
- Khi mắc điện trở R vào hai điểm A B: Cờng độ dòng điện mạch: I =
U
R + r (1)
Công suất tỏa nhiệt điện trở R: P = I2R =
2
U
( )
R + r R (2)
0,25
=> R2 + R ( 2r
-2
U
P ) + r2 = (3)
= ( 2r
-2
U
P )2- 4r2 = (
2
U
P - 4r)
=> P ≤ Pmax =
2
U 4r
> 0: víi giá trị P < Pmax , phơng trình (3) cã hai nghiƯm ph©n biƯt R1, R2
- áp dụng định lý Vi ét, ta có :
R1 R2 = r2 (4)
0,25
- Khi nèi R1 vào A B :
I1 = U
R + r = 1
U R + R R
= 1
U
R ( R R )
(5)
0,25
- Khi nối R2 vào A vµ B:
I2 = U
R + r = 2
U
R + R R = 2 1 2
U
R ( R R )
(6)
0,25 - Khi nèi t¾t A vµ B:
- Cờng độ dịng điện qua dây dẫn : I0 = U
r =
U R R
(7)
0,25 - Tõ (5), (6) vµ (7) rót : I0 = I1 + I2
0,25 Câu 4
2,5điểm U a Khi K mở: Ta vẽ lại mạch điện hình bên Gọi điện trở phần BC lµ x, điện trở toàn phần AB R
- Điện trở toàn mạch là:
2
3( 3) ( 1) 21
6
tm
x x R x R
R R x r
x x
-Cờng độ dịng điện mạch là:
2 tm
8( 6)
R ( 1) 21
U x
I
x R x R
0,25
- H.đ.t hai điểm C D:
24( 3)
( )
( 1) 21
CD
x
U U I R r x
x R x R
(1) 0,25
- Cường độ dòng điện qua đèn là: 1
24
R ( 1) 21
CD
U I
x x R x R
(2)
0,25 D
C R2
§ x
x
+ -R - x
(5)-Khi đèn tối tức I1 đạt min, mẫu số ë biĨu thøc (2) đạt cực đại
- Xét y = x2(R 1)x21 6 R, y = - (x -
R -
2 )2 + 21 + 6R +
2
R-1
0,25
-Ta thÊy ymax
1
R
x
; Suy R3 (). 0,25
b.Khi K đóng: Ta chập điểm A B lại với hình vẽ
- Đặt điện trở tương đương cụm AC X, điện trở phần AC biến trở x Ta có:
ACD AD
X + 3 R = X + 3, R =
X +
0,25
-Cường độ dịng điện mạch :
U
I = = + (1)
X + 3 5X + 21
2 X +
-Hiệu điện haI đầu đèn: UĐ = U – Ir = – 2I
Ta thấy đèn sáng I mạnh cực tiểu Từ (1) Imin Xmax.
0,25
-Mặt khác:
x - x x + (3 - x)
X = =
3
(*)
Xmax (*) xảy dấu “ = ” x = –x x = 1,5()
0,25
-Khi đó:
8
I = 2,
5 5.1,5 21
(A) UĐ max= U – Iminr = – 2,2.2 = 3,6(V)
Uđm =
Dmax
U 3,6
3 1,2 1, (V)
-Công suất định mức đèn là: P đm =
2 dm
U
3 R 3 ( W)
0,25
-Cường độ dòng điện chạy qua R2 l à:
Dmax Dmax
2
BCD
2
U U 3,6
I = = = = 0,96(A)
x
R R 0,75 +
2
-Cường độ dòng điện chạy qua nhánh AC là:
Dmax 2
AC
AC
U I R 3,6 - 0,96.3
I = = = 0,48 (A)
R 1,5
0,25 D
C
3-x
R2
x
A
§
r
(6)Số Ampe kế :
I = I - I = 2,2 - 0,48 = 1,72(A) A AC Câu 5
2,5 đ 1đ
Gơng đặt nghêng 450 với trục nên cho ảnh theo sơ đồ sau
AB
L O
A1B1
M H
A’ B’
Vật AB đợc thấu kính cho ảnh thật A1B1, ảnh trở thành vật ảo gơng
phẳng đợc gơng cho ảnh thật cuối A’B’ đối xứng với A1B1 qua gơng
0,25
0,25
XÐt OIF’ A1B1F’ cã :
' '
1 1
OF' OI
A F A B
(1)
XÐt OAB OA1B1 cã : 1
OA AB
OA A B
(2) Tõ h×nh vÏ : AB = OI, A1F’= OA1 – OF’ (3)
Tõ (1), (2) vµ (3) suy : OA1 = 90 cm, A1 B1 = cm
0,25
Gơng nghiêng 450 với trục chính, AB vng góc trục chính, A’B’ đối xứng với
A1B1 qua g¬ng
Do A’B’ song song với trục cách trục khoảng : HA’ = HA1 = 15 cm
Vậy : ảnh A’B’ cuả AB qua hệ ảnh thật song song với trục phía trục khoảng 15 cm, có độ dài A’B’= A1B1 = cm, đầu A’ cách
thÊu kÝnh 75 cm
0,25
2 1®
A-,
0,25
Vật sáng AB cố định, thấu kính cố định nên A1B1 cố định, chùm tia tới cố định
Do gơng quay quanh trục H cố định góc tia phản xạ quay góc 2 , điểm A’ di chuyển đến vị trí A’’ Do tính chất đối xứng ta ln có : HA’’ = HA’ = HA1 = 15 cm
Vậy quỹ đạo chuyển động ảnh A’ A qua hệ cung trịn tâm H, bán kính R = HA1 = 15 cm
0,5
Chiều dài quỹ đạo :
A'A'' = HA1 2 (rad) = 15 cm 6
= 7,85 cm
0,25
3 0,5
B1
H O
A
F’ A1
M’
I B
A’’ B’’
B’ M
S S
B1
H O
A
F’ A1
I B
A’
(7)Khi gơng quay quanh trục H cố định A’ chuyển động đờng trịn tâm H, bán kính HA1; B’ chuyển động đờng tròn tâm H, bán kính HB1 Các vị
trÝ ¶nh cđa AB qua hệ vuông góc với trục :
Vị trí : Mặt phẳng gơng nằm ngang ảnh A’B’ qua hệ đối xứng với A1B1 qua trục nên A’B’ vng góc với trục
VÏ h×nh
L u ý :
Mặt phẳng gơng nằm ngang quay mặt phản xạ xuống dới có kích thớc đủ lớn cho ảnh A B vuông với trục chính.’ ’
0,25
VÞ trÝ : Mặt phẳng gơng vuông góc với trục có mặt phản xạ quay
phớa thu kớnh, hệ tạo ảnh ba lần AB LA1B1
M
A2B2 L A’B’
A’B’ ảnh thật ngợc chiều với A2B2 A’B’ vng góc với trục
cđa thÊu kÝnh VÏ h×nh
0,25
L u ý :
Nếu học sinh giải theo cách khác mà lập luận đúng, đáp số cho điểm tối đa
B2
B1
A’ A O H
A2 A1
F’ B
B’
I
M B1
F O F’ H A1
A
A’