Đang tải... (xem toàn văn)
Cho hai thanh đó nối tiếp với nhau như hình 1 thì nhiệt độ t tại điểm tiếp xúc giữa 2 thanh và thời gian T để nước đá tan hết là bao nhiêu?. Xét 2 trường hợp: a.[r]
(1)SỞ GD&ĐT NGHỆ AN Đề thi chính thức KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1.(4,5 điểm) Hai tàu chuyển động trên cùng đường thẳng với cùng vận tốc không đổi v, hướng tới gặp Kích thước các tàu nhỏ so với khoảng cách chúng Khi hai tàu cách khoảng L thì Hải Âu từ tàu A bay với vận tốc u ( với u > v) đến gặp tàu B (lần gặp 1), tới tàu B nó bay lại tàu A (lần gặp 2), tới tàu A nó bay lại tàu B (lần gặp ) … a Tính tổng quãng đường Hải Âu bay hai tàu còn cách khoảng l < L b Hãy lập biểu thức tính tổng quãng đường Hải Âu bay gặp tàu lần thứ n Câu 2.(4 điểm) Trong bình cách nhiệt chứa hỗn hợp nước và nước đá OoC Qua thành bên bình, người ta đưa vào đồng có lớp cách nhiệt bao quanh Một đầu tiếp xúc với nước đá, đầu nhúng nước sôi áp suất khí Sau thời gian Tđ = 15 phút thì nước đá bình tan hết Nếu thay đồng thép có cùng tiết diện khác chiều dài với đồng thì nước đá bình tan hết sau thời gian Tt = 48 phút Cho hai đó nối tiếp với hình thì nhiệt độ t điểm tiếp xúc và thời gian T để nước đá tan hết là bao nhiêu? Xét trường hợp: a Đầu đồng tiếp xúc với nước sôi b Đầu thép tiếp xúc với nước sôi Cho biết với chiều dài và tiết diện là xác định thì Thép nhiệt lượng truyền qua kim loại đơn vị thời gian phụ thuộc vào vật liệu làm và hiệu Đồng nhiệt độ đầu Câu 3.(3,5 điểm) Khi mắc bếp điện có hiệu điện định mức U0 vào hai điểm M,N hình thì công suất (Hình 1) + A r M U0 -B N (Hình 2) (2) tiêu thụ trên bếp công suất tiêu thụ định mức bếp Giữa hai điểm A,B có hiệu điện không đổi là U0 Bỏ qua thay đổi điện trở theo nhiệt độ a Hỏi mắc song song hai bếp điện trên vào hai điểm M,N thì tổng công suất tỏa nhiệt trên hai bếp gấp bao nhiêu lần công suất định mức bếp? b Ta có thể mắc song song bao nhiêu bếp điện vào hai điểm M,N để tổng công suất tỏa nhiệt trên các bếp là lớn nhất? Câu 4.( 4,5 điểm) Cho mạch điện hình Biết R3 = 20, R1 hiệu điện hai điểm A và B là U = 22V; Rx là biến trở Điện trở các vôn kế V1 và V2 lớn, điện trở ampe kế A và dây nối không đáng kể a Khi điều chỉnh Rx = Rxo = 20 thì số vôn kế V1 gấp 1,2 lần số vôn kế V2 và ampe kế A 0,1A Hãy A + R3 C A V1 V2 Rx R2 D (Hình 3) tìm công suất tiêu thụ đoạn mạch AB và giá trị các điện trở R1 và R2 b Nếu ta điều chỉnh giảm liên tục giá trị biến trở Rx từ Rxo đến thì công suất tiêu thụ trên Rx thay đổi nào? c Rx có giá trị nằm khoảng nào để dòng điện qua ampe kế A có chiều từ C đến D? Câu 5.(3,5 điểm) Hai điểm sáng S1 và S2 nằm trên trục chính và hai bên thấu kính hội tụ cách thấu kính 9cm và 18cm Khi đó ảnh S1 và S2 qua thấu kính trùng Vẽ hình giải thích tạo ảnh trên và từ hình vẽ tính tiêu cự thấu kính HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC B - (3) Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 05 trang) -Câu Ý Nội dung Điểm a + Thời gian hai tàu từ cách khoảng L đến cách 0,5 L l t 2v khoảng l là: + Tổng quãng đường Hải Âu bay đến hai tàu cách khoảng l là: S ut u 1,0 L l 2v + Gọi B1, B2, A1, A2 là vị trí Hải Âu gặp tàu B và tàu A lần 1, lần 2,… + Lần gặp thứ nhất: b - Thời gian Hải âu bay từ tàu A tới gặp tàu B B1 là: t1 L u v AB1 = ut1 0,25 0,5 - Lúc đó 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: t2 a1 B1 (u v ) t u v t1 u v u v t2 u v (1) 0,5 + Lần gặp thứ 3: - Thời gian Hải âu bay B1A1 thì tàu B khoảng: B1b1 vt2 b1 A1 A1 B1 B1b1 t2 (u v) - Thời gian hải âu bay từ A1 đến B2 : t3 t b1 A1 u v u v t2 3 u v u v t2 u v + Từ (1) và (2) (2) t2 t3 t1 t2 + Tổng quát ta có thời gian tuân theo qui luật: 0,5 (4) t t2 t3 t3 u v u v n t2 t1 t1 t2 t4 tn u v u v 0,5 u v u v t3 t2 t1 u v u v u v tn u v n t1 Tổng quãng đường Hải Âu bay được: S S1 S Sn = n u v u v ut1 u v u (t1 t2 tn ) u v u n L u v u v u v u v u v 0,25 0,5 +Gọi Q là nhiệt lượng truyền từ nước sôi qua để nước đá tan hết Ta 0,5 có phương trình: Q= kd (t2 - t1)Td = kt (t2 - t1) Td Ở đây kd và kt là hệ số tỷ lệ ứng với đồng và thép, nhiệt độ nước sôi là: t2=100oC và nhiệt độ nước đá là: t1=00C 0,5 kd Tt 3, k Td t Suy ra: +Khi mắc nối tiếp hai thì lượng nhiệt truyền qua các 0,5 giây là Trường hợp 1: + Khi đầu đồng tiếp xúc với nước sôi ta có: 0,75 t2 t1 kd (t2 - t) = kt (t - t2) t= = 76,20C + Và ta có: Q=kd (t2 - t1) Tđ = kd ( t2 - t) T Suy ra: T Td t2 t1 63 t2 t phút 0,75 Trường hợp 2: + Khi thép tiếp xúc với nước sôi: t1 t2 kt (t2 - t) = kđ (t - t1) t = = 23,80C 0,5 + Và ta có: Q = kd (t2 - t1) Td = kt (t2 - t)T Suy ra: T Td t2 t1 63 t2 t phút 0,5 (5) a Gọi điện trở bếp là R, Iđm là cường độ định mức bếp 0,5 + Khi mắc bếp: Pt I 2R Pdm I dm R Suy I = I dm (1) Mặt khác ta có: U= I(R + r) = Idm R (2) 0,5 1 Từ (1) và (2) suy ra: r = R R + Khi mắc bếp song song: điện trở tương đương bếp là: R1 = - Cường độ dòng điện mạch chính: U U U r R1 R 1 R 1 R 2 I1 = 0,5 -Công suất tiêu thụ bếp: R U2 I R1 R 2 2 R 1 2 2 P1 = U b P1 1, 41 Pdm 1 2 2 lần 0,5 + Công suất tỏa nhiệt trên các bếp: U Rtd Rtd r P = I2 Rtd = U2 r Rtd Rtd Áp dụng bất đẳng thức Côsi ta có Pmax 0,5 1 khi: Rtd = r = R - Giả sử có n bếp mắc song song thì có điện trở tương là: R R 1 n Rtd = n = 10,47… Do n là số nguyên nên công suất cực đại nằm lân cận giá trị Pmax và ứng với giá trị n=10 n=11 0,25 (6) 0,5 R +Nếu n = 10 suy ra: Rtd = 10 thì công suất tiêu thụ trên các bếp là: P10 2, 61778 Pdm R + Nếu n = 11 suy ra: Rtd = 11 thì công suất tiêu thụ trên các bếp là : P11 2, 61775 Pdm 0,25 + Do: P10 P11 nên để công suất tiêu thụ các bếp cực đại thì cần mắc 10 bếp song song a - Gọi số các Vôn kế V1 và V2 là U1 và U2 ta có: 0,5 RR R12 U1 1, (1) R3 X X 10 (2) R3 X U R3 RX và , RAB= R12 + R3X (3) Từ (1), (2) và (3) suy ra: R12 = 12 và RAB = 22 P - Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch AB là: U2 22W RAB P 22 1 A - Cường độ dòng điện mạch chính là: I = U 22 0,5 I Suy ra: I3 = Ix = = 0,5 (A) - Nếu dòng điện qua A có chiều từ C đến D thì: I1=IA + I3=0,6A (4) và I 2= IX - IA = 0,4A (5) Từ (4) và (5) suy ra: U R1 20 I1 và U R2 30 I2 0,5 - Nếu dòng điện qua A có chiều từ D đến C thì tính đối xứng nên ta có: R1=30 và R2=20 b 0,5 X U PX Rx - Công suất tiêu thụ trên RX biến trở thay đổi giá trị là: U X R3 X U RAB - Mặt khác ta lại có: (6) 0,5 (7) và (7) R3 X R3 RX 20 RX 240 32 RX () (8) RAB R12 R3 X (9) R3 RX 20 RX 20 R X ; PX - Từ (6), (7) và (8) suy ra: 4402 RX 4402 (240 32 RX ) 240 2 32 RX 240.32 RX 0,5 2402 322 RX RX 7,5 Ta tìm thấy PX lớn : RX - Vậy ta thấy giảm liên tục giá trị Rx từ Rx0 = 20 đến RX = 7,5 thì công suất tỏa nhiệt trên RX tăng liên tục tới giá trị cực đại và sau đó giảm liên tục giá trị RX từ Rx = 7,5 đến 0,5 thì công suất này lại giảm liên tục đến c * Trường hợp: R1 =30 : Cường độ dòng điện qua ampe kế có độ lớn là: I1 I IA = IR I R3 x U1 U 12 R1 R3 R1 R3 = R12 R3 x U R12 R3 x R1 R3 0,5 R3 Rx Với: R3x = R3 Rx Thay số ta có biểu thức: IA = 330 24, 75.Rx 450 60 Rx + Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì: 330 24, 75Rx 40 R 450 60 Rx > * Xét trường hợp R1 = 20 : Tương tự ta có: IA = 330 11Rx 300 40 Rx 0,5 + Để dòng điện qua ampe ke có chiều từ C đến D thì: 330 11Rx 0 300 40 Rx suy ra: R 30 + Vẽ đúng hình và giải thích vẽ vậy: - Hai ảnh trùng với nên ảnh là ảnh thật và ảnh là ảo - S1O < S2O nên ảnh S1 là ảnh ảo, ảnh S2 là ảnh thật M I N 0,5 (8) +Từ hình vẽ ta có: S1I // ON OI//NF’ SS1 SI SO (1) SO SN SO SO SI SO ' SF SN SO f +Từ(1) và (2) SO SO * f SO 9(SO f ) (3) SO SO f f +Tương tự S2I//OM: SO SM SS2 SI SF MS MF//OI: SO SI +Từ (4) và (5) (2) (4) 0,5 (5) SO SF SO f SO f SS2 SO SO SO 18 18 0,25 f SO 18( SO f ) 0,5 + Từ (3) và (6) ta có : (SO + f) = 18 (SO – f) 3f = SO 3f f 12cm f Thay SO vào * ta có: f 0,25 0,5 (9)