Người ta buộc quả cầu vào một dây xích bằng đồng có chiều dài lđ = 3,5m và khối lượng mđ = 7kg rồi thả lại vào hồ nước, bây giờ quả cầu lơ lửng trong nước.. Hỏi khi đó tâm quả cầu cách m[r]
(1)ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 ĐỀ MÔN: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút Sở GD & ĐT Hải Phòng Năm 2013 - 2014 Đề chính thức Câu (2,0 điểm): Một cầu đặc đồng chất có khối lượng M = 12kg, bán kính R = 16cm thả vào hồ có mực nước sâu H = 3,5m a Quả cầu hay chìm nước? Vì sao? Biết khối lượng riêng nước là Dn = 1000kg/m3; thể tích hình cầu tính công thức V = π R3 b Người ta buộc cầu vào dây xích đồng có chiều dài lđ = 3,5m và khối lượng mđ = 7kg thả lại vào hồ nước, bây cầu lơ lửng nước Hỏi đó tâm cầu cách mặt nước khoảng bao nhiêu? Biết khối lượng riêng đồng là Dđ = 8800kg/m3; khối lượng dây xích phân bố theo chiều dài dây Câu (2,0 điểm): Một bình hình trụ, ban đầu chứa mn = 3kg nước 24oC Người ta thả vào bình cục nước đá có khối lượng mđ = 1,4kg 0oC Biết có nước đá và nước trao đổi nhiệt với nhau; nhiệt dung riêng nước là Cn = 4200J/kg.K; nhiệt lượng cần cung cấp cho 1kg nước đá nóng chảy hoàn toàn 0oC là 3,36.105J ( λ=¿ 3,36.105J/kg) Khi có cân nhiệt, hãy tìm: a Nhiệt độ nước bình? Khối lượng nước bình? b Độ chênh lệch mực nước bình có cân nhiệt so với chưa thả cục nước đá? Biết diện tích đáy bình là S = 200cm2; khối lượng riêng nước là Dn = 1000kg/m3 (2) Câu (2,0 điểm): Cho mạch điện hình Nguồn điện có hiệu điện không đổi U = 3V Các điện trở R1 = Ω , R2 = Ω , R3 = Ω Biến trở có Rb R1 giá trị lớn Rb = Ω Bỏ qua điện trở các ampe kế và dây nối B A C Tính số các ampe kế khi: A1 a Con chạy C biến trở vị trí B R3 R2 A2 b Con chạy C biến trở vị trí A Hình Dịch chuyển chạy C biến trở đến vị trí nào đó thì thấy ampe kế A2 0,3A a Xác định vị trí chạy C b Tính số ampe kế A1 Câu (2,0 điểm): Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm Vật sáng AB dài 3cm đặt song song với trục chính thấu kính và cách trục chính khoảng h, điểm B cách thấu kính khoảng dB = 15cm (Hình 2) A B F F O a Dựng ảnh A’B’của AB qua thấu kính Nhận xét tính chất ảnh A’B’ vừa dựng Hình b Tính độ dài ảnh A’B’ h = 10 √ cm 1 (Học sinh có thể sử dụng công thức thấu kính f = d + d ' ) Câu (2,0 điểm): Cho mạch điện hình Nguồn điện không đổi có hiệu điện U = 9V Đèn Đ1 ghi 3V- 3W; Đ2 ghi 9V6,75W; Đ3 ghi 9V- 13,5W; Đ4 ghi 3V - 1,5W Biết đèn bị cháy hiệu điện đặt vào nó vượt quá 35% hiệu điện định mức Bỏ qua điện trở tiếp điểm các khóa K1, K2 và dây nối Ban đầu, các khóa K1 và K2 mở Xác định độ sáng các đèn trường hợp: Đ1 A Đ2 K1 a K1 đóng, K2 mở b K1 đóng, K2 đóng HẾT M K2 N Đ3 Đ4 +U - Hình B (3) Đáp án CÂU ĐÁP ÁN Câu a Thể tích cầu là: V điểm = π R3 = ĐIỂM 0,25 ,14 (0,1 6)3 0,01715 m3 0,25 Khối lượng 0,25 riêng cầu là : D= M 12 = ≈700 kg/m3 V , 01715 Ta thấy D < Dn ⇒ Quả cầu trên mặt nước 0,25 b Hệ thống chịu tác dụng các lực: 0,25 - Trọng lực Pc cầu - Trọng lực Px phần dây xích lơ lửng - Lực đẩy (4) Acsimet FAc tác dụng lên cầu 0,25 - Lực đẩy Acsimet FAx tác dụng lên phần dây xích lơ lửng Khi hệ thống cân bằng: 0,25 0,25 Pc + Px = FAc + FAx M.10 + mx 10 = Vc dn + Vx dn ⇒ ⇒ M + mx = V c Dn + mx D Dđ n mx ( ⇒ D 1 n Dđ ) = Vc.Dn – M ⇒ mx= V c D n − M , 01715 1000 −12 = ≈5 ,81(kg) Dn 1000 1− 1− 8800 Dđ Theo đề bài ta có: mx l x m l ,81 3,5 = ⇒ lx = x đ = ≈ 2,9(m) mđ l đ mđ (5) Tâm cầu cách mặt nước khoảng là: hx = H - lx - R = 3,5 - 2,9 0,16 = 0,44(m) Câu 2 điểm a Giả sử cân nhiệt, trạng thái hỗn hợp bình 0oC Nhiệt lượng nước đá thu vào để tan chảy hoàn toàn 0oC là: 0,25 0,25 Qthu = mđ λ=¿ 1,4 3,36 105 = 470400 (J) Nhiệt lượng nước tỏa là: 0,25 0,25 Qtỏa = mn Cn Δ t = 4200.( 24 0) = 302400 (J) (6) Ta thấy Qthu > Qtỏa chứng tỏ phần nước đá bị tan 0,25 Như cân nhiệt, hỗn hợp gồm nước và nước đá Khi cân 0,25 nhiệt, nhiệt độ hỗn hợp là t = 0oC ⇒ Khối lượng phần nước đá tan là: Qtỏa = mtan λ 0,25 ⇒ mtan = Q toa 302400 = =0,9(kg ) λ 336000 Khối lượng nước có bình cân nhiệt là: mn’ = mn + mtan = + 0,9 = 3,9 (kg) 0,25 (7) b Thể tích phần nước có bình ban đầu là: V n= mn = =0 , 003(m3)=3000(cm ) Dn 1000 Mực nước ban đầu là: h= V n 3000 = =15(cm) S 200 Thể tích phần nước có bình sau có cân nhiệt là: V n' = m n ' 3,9 3 = =0 ,0039 (m )=3900(cm ) D n 1000 Khối lượng phần nước đá còn lại là: m = 1,4 - 0,9 = 0,5 (kg) Phần nước đá này trên mặt nước chịu lực cân bằng: FA = P ⇒ Vchìm dn = m.10 ⇒ (8) Vchìm Dn = m ⇒ Vchìm = m 0,5 0, 0005m 500cm D n 1000 Mực nước sau cân nhiệt là : h'= V ' n +V chìm 3900+500 = =22(cm) S 200 Nước bình đã dâng lên thêm là: Δh=h ' − h=22 −15 = 7(cm) Câu điểm a Khi C B Mạch gồm (Rb nt R1) Ampe kế A2 đo I mạch Rtđ = Rb + R1 = + = 7( Ω ) I= 0,25 U = A ≈ , 43( A) R td Vậy A2 0,43(A) còn A1 0(A) b Khi C A Mạch gồm R1nt (Rb//R2//R3) R2 R1 R3 Rb (9) Ampe kế A1 đo IA1 = I – Ib Ampe kế A2 đo IA2 = I – I2 0,25 Ta có: 1 1 1 = + + = + + R // R R Rb 6 ⇒ R// = 1,2( Ω ) Rtđ = R// + R1= 1,2 + = 2,2( Ω ) I= U 15 = = (A ) R td 2,2 11 U// = I.R// = 15 18 1,2= (V ) 11 11 18 U // 11 I b= = = ( A) Rb 11 0,25 ; 18 U // 11 I = = = 0,25 ( A) R2 11 ; 18 U 11 I = // = = ( A) R3 11 Ampe kế A1 chỉ: IA1 = I Ib = 15 12 − = ( A) ≈ 1,1(A ) 11 11 11 (10) Ampe kế A2 chỉ: I A 2=I − I 2= 15 − = ( A)≈ ,55 ( A ) 11 11 11 0,25 a.Gọi RBC là x ( Ω ) ⇒ RCA= -x( Ω ) R2 Mạch gồm R1nt (RBC//R2//R3) nt RCA R1 RBC 1 1 1 = + + = + + R // R R x x 3x ⇒ R // = 3+ x 3x 14 x −2 x 2+ 21 +6 − x +1= 0,25 3+2 x 3+2 x Rtd =R // + RCA + R1= I= 3(3+2 x) U = R td 14 x − 20,25 x +21 (1) U // =I R // = 9x 14 x −2 x +21 (2) I2 = U // 4,5 x = R2 14 x − x +21 0,25 1,5 x I A2 I I 14 x x 21 (mà IA2 = 0,3A) R3 RAC (11) ⇒ 9+1,5 x =0,3 14 x − x +21 ⇔ 2x2 – 9x +9=0 ⇒ x = 3( Ω ) và x = 1,5( Ω )( T/m) Như chạy C vị trí cho RBC = Ω RBC = 1,5 Ω b.* Với x = 3( Ω ) (1) ⇒ I = 0,6(A) (2) ⇒ U// = 0,6(V) I BC= U // 0,6 = =0,2(A ) R CB IA1 = I IBC = 0,6 0,2 = 0,4 (A) Ampe kế A1 0,4A * Với x = 1,5( Ω ) (1) ⇒ I = 0,48(A) (2) ⇒ U// = 0,36(V) (12) I BC= U // , 36 = =0 , 24 (A ) R CB 1,5 IA1 = I IBC = 0,48 0,24 = 0,24 (A) Ampe kế A1 0,24A Câu a Vẽ hình : 0,5 điểm A’ Nhận xét: A’B’ là ảnh ảo, lớn AB 0,25 H A B C O F b 1 1 1 = − = 0,25 − =− ⇒d B ' d B ' f d B 30 15 30 = -30(cm) B’ 0,25 Khoảng cách từ ảnh B’ tới thấu kính là 30cm Khoảng cách từ A tới thấu 0,25 kính là: dA = 15 + = 18(cm) 0,25 1 1 1 = − = − =− ⇒d A ' =¿ d A ' f d A 30 18 45 F’ (13) - 45(cm) Khoảng cách 0,25 từ ảnh A’ tới thấu kính là 45(cm) Khoảng cách ảnh là: HB’ = 45 -30 = 15(cm) Xét Δ OCF’ có tan α = OC 10 √ = = OF ' 30 √3 ⇒ α = 30o Xét Δ A’B’H có góc B’ = α = 30o ( góc đồng vị) Có A ' B '= HB ' 15 = =10 √ 3(cm) o cos 30 √3 Vậy ảnh A’B’dài 10 √ cm Câu điểm Điện trở và các thông số định mức đèn có 0,25 giá trị sau: Đèn UĐm (14) Đ1 3V Đ2 9V Đ3 9V Đ4 3V 0,25 a Khi K1 đóng, K2 mở * Giả sử không có đèn nào bị cháy, mạch có dạng: (Đ1nt 0,25 Đ3)//(Đ2 nt Đ4) R13 = R1 + R3 = 9(Ω); I1 = I3 = U AB R 13 = 1(A) A Đ1 sáng bình thường, Đ3 sáng yếu R24 = R2 + R4 = 18(Ω); I2 = I4 = = 0,5(A) Đ2 sáng yếu, Đ4 sáng bình thường ⇒ Chứng tỏ M Đ Đ Đ N K1 ⇒ U AB R 24 0,25 Đ B (15) không có đèn nào cháy Vậy: Đ1 sáng bình thường, Đ2 0,25 sáng yếu, Đ3 sáng yếu, Đ4 sáng bình thường b Khi K1 đóng, K2 đóng 0,25 *Giả sử không có đèn nào bị cháy, mạch có dạng: (Đ1// Đ2) nt (Đ3 // Đ4) 0,25 R12= R R 12 = =2,4 (Ω) R 1+ R 3+12 Đ A 0,25 R3 R4 R34= =3(Ω) R3 + R4 I * U ( A) Rtd 5, U 1=U =IR 12= 2,4=4(V ) Ta thấy: + U −U Đm1 100 %=33 , %<35 % ⇒ U Đm1 Đ Đ Đ N K1 Rtd =R 12+ R34 =2,4+3=5,4 (Ω) M B (16) Đ1 sáng quá mức bình thường chưa bị cháy + U2 < UĐm2 ⇒ Đ2 sáng yếu * U 3=U 4=IR34 = 3=5(V ) Ta thấy: + U3 < UĐm3 ⇒ Đ3 sáng yếu + U U Đm 100% 66, 67% 35% U Đm Đ4 cháy Khi đó mạch điện còn đèn mắc theo dạng: (Đ1//Đ2)nt Đ3 Đ A M Đ ⇒ Rtd =R 12+ R3 =2,4+6=8,4 (Ω) I U 1, 07( A) Rtd 8, U 1=U =IR 12=1, 07 2,4=2 ,57 (V )⇒ Đ1, Đ2 sáng yếu K1 Đ B (17) U 3=U −U 1=9 −2 , 57=6 , 43(V )⇒ Đ3 sáng yếu Vậy: Đ1 sáng yếu, Đ2 sáng yếu, Đ3 sáng yếu, Đ4 không sáng(bị cháy) (18)