Đề thi tuyển sinh vào Lớp 10 môn Vật Lý - Năm học 2010-2011 - Trường THPT chuyên Phan Bội Châu

Nội dung text: Đề thi tuyển sinh vào Lớp 10 môn Vật Lý - Năm học 2010-2011 - Trường THPT chuyên Phan Bội Châu

1. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU Đề thi chính thức NĂM HỌC 2010 - 2011 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4,0 điểm): Có hai bình cách nhiệt đựng cùng một chất lỏng. Một học sinh lần lượt múc từng ca chất lỏng ở bình 1 đổ vào bình 2 và ghi lại nhiệt độ khi cân bằng sau 0 0 0 mỗi lần đổ là: t1=10 C, t2=17,5 C, t3 (bỏ sót không ghi), t4 = 25 C. Hãy tìm nhiệt độ t3 và nhiệt độ t 01 của chất lỏng ở bình 1. Coi nhiệt độ và khối lượng mà mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 1 là như nhau. Bỏ qua sự trao A đổi nhiệt giữa chất lỏng với bình, ca và môi trường bên ngoài. x Câu 2 (4,0 điểm): Hai sợi dây dẫn điện đồng chất tiết diện đều, + O - có cùng chiều dài L, có điện trở lần lượt là R và R (R ≠ R ). A1 B1 1 2 1 2 x Hai dây được uốn thành hai nửa vòng tròn rồi nối với nhau tại A B và B tạo thành đường tròn tâm O. Đặt vào A 1, B1 một hiệu điện Hình 1 thế không đổi U, với độ dài các cung A 1A và B1B đều bằng x (Hình vẽ 1). Bỏ qua điện trở của các dây nối từ nguồn đến A1 và B1. 1. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính theo x, L, R1 và R2. 2. Xác định x theo L, để cho cường độ dòng điện mạch chính đạt: a) Cực tiểu. b) Cực đại. A B Câu 3 (4,5 điểm): Cho bình thông nhau có hai nhánh A và B là hình h 2 2 trụ, tiết diện lần lượt là S 1 = 100cm và S2 = 200cm (Hình vẽ 2). Hai miệng nằm trên cùng một mặt phẳng ngang. Lúc đầu chứa nước có độ cao đủ lớn, mặt thoáng cách miệng mỗi nhánh là h = 20cm, người ta đổ từ từ dầu vào nhánh B cho tới lúc đầy. Cho khối lượng riêng của 3 3 nước và dầu lần lượt là D1 = 1000kg/m , D2 = 750kg/m . 1. Tính khối lượng dầu đã đổ vào nhánh B. Hình 2 2. Sau khi đổ đầy dầu vào nhánh B, người ta thả nhẹ nhàng một vật 2 hình trụ đặc, đồng chất, tiết diện S 3 = 60cm , cao h3 = 10cm, khối lượng riêng D 3 = 600kg/m3 vào nhánh A. Hãy tính khối lượng dầu tràn ra ngoài. Câu 4 (3,0 điểm): Một gương phẳng G rộng đặt ngửa, nằm ngang, sát với chân một bức tường cao thẳng đứng. Người ta đặt một thước thẳng MN có chiều dài l = 20cm nghiêng với M 0 mặt gương một góc = 30 . Một chùm ánh sáng song song   0 rộng, hợp với phương ngang một góc =45 chiếu vào G N gương. Biết mặt phẳng chứa thước và các tia sáng gặp nó là Hình 3 mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với tường (Hình vẽ 3) R1 Đ Xác định chiều dài bóng của thước thu được trên tường. A + Rx U C D Câu 5 (4,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 4: Biết B - R2 R R1=R2=R3=R, đèn Đ 3 Hình 4 1
2. có điện trở R đ = kR với k là hằng số dương. R x là một biến trở, với mọi R x đèn luôn sáng. Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi đặt vào A và B. Bỏ qua điện trở các dây nối. 1. Điều chỉnh Rx để công suất tiêu thụ trên đèn bằng 9W. Tìm công suất trên R2 theo k. 2. Cho U=16V, R=8, k=3, xác định Rx để công suất trên Rx bằng 0,4W. Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: 2
3. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU NĂM HỌC 2010-2011 HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 04 trang) Câu ý Nội dung - yêu cầu Điểm Câu 1 4,0 Gọi khối lượng của mỗi ca chất lỏng trong bình 1 là m0, khối lượng của chất lỏng trong bình 2 là m, nhiệt dung riêng của chất lỏng là C 0,5 Sau khi đổ lần thứ nhất khối lượng chất lỏng trong bình 2 là (m + 0 m0) có nhiệt độ t1 = 10 C. Sau khi đổ lần 2 phương trình cân bằng nhiệt là: C(m + m0)(t2 - t1) = Cm0(t01 - t2) (1) 0,5 Sau khi đổ lần 3 [Coi hai ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t3 - t1) = 2Cm0(t01 - t3) (2) 0,5 Sau khi đổ lần 4 [Coi ba ca toả cho (m + m0) thu] C(m + m0)(t4 - t1) = 3Cm0(t01 - t4) (3) 0,5 t2 t1 t01 t2 0 Từ (1) và (3) ta có: t01 40 C (4) t4 t1 3(t01 t4 ) 1 t2 t1 t01 t2 0 1 Từ (1) và (2) t3 22 C (5) t3 t1 2(t01 t3 ) Câu 2 4,0 1 2,0 Do tính đối xứng nên ta có thể xem điện trở dây cung AB1B là R1 và điện trở dây cung AA1B là R2 ta có mạch điện tương đương như hình 2 A m R R A1xA A AmB1 0,75 x + O - A1 B1 A1 B1 R R + I A1nB BxB1 - x B n B Hình 1 Hình 2 x.R x xR x R 2 ;R (1 )R ;R 1 ;R (1 )R A1xA L A1nB L 2 BxB1 L AmB1 L 1 0,25 3
4. Khi đó điện trở toàn mạch A1B1 là: xR x x xR 2 (1 )R . (1 )R 1 L L 1 L 2 L 0,5 R A1B1 R1 R 2 x (R X )(R X ) Đặt X (R R ) ta được: R 1 2 2 1 A1B1 L R1 R2 Khi đó cường độ dòng điện mạch chính: U U.(R R ) U.(R R ) I = 1 2 1 2 R (R X)(R X) x x 0,5 A1B1 1 2 R1 (R 2 R1) . R 2 (R 2 R1) L L 2 2,0 Để I đạt min ta chỉ cần xét R , vì R + R không đổi, áp dụng bất A1B1 1 2 R R 0,5 đẳng thức côsi ta có: (R X)(R X) ( 1 2 )2 1 2 2 R1 R2 Nên R cực đại khi R1 + X= R2 - X X A1B1 2 0,5 x R R L (R R ) 1 2 x L 2 1 2 2 Vậy cường độ dòng điện mạch chính đạt cực tiểu khi x = L 2 Để I đạt max ta thì phải có (R1+ X)(R2-X) đạt min khi 0 ≤ x ≤ L 2 Ta thấy f(X) = (R1+ X)(R2-X) = -X + (R2 - R1)X + R1.R2 Vì f(X) là hàm số bậc 2 có hệ số A = -1 (x+y)d1 = (h+y)d2 y x+y = (h+y).0,75 (2) M N 0,5 Hình 3 4
5. 20 Từ (1) và (2) ta có: y cm . 3 0,5 16 3 3 Thể tích dầu đã đổ vào nhánh B là: V = S2(h+y) = .10 m 3 Khối lượng dầu đã đổ vào nhánh B là: m = V.D2 = 4kg 0,5 2 2,0 Khi khối trụ cân bằng nước dâng lên ở các A B nhánh A, B lần lượt là a, b h+y 20 a V1 0 a h x cm x+y Với: 3 C b D 80 0 b h y cm 0,5 3 Gọi thể tích chiếm chổ của khối trụ trong nước là V1. Do D3 Hình 4 3 V1=360cm Mặt khác V1 = a.S1 + bS2 => a + 2b = 3,6 (3) 0,25 Gọi C, D là hai điểm cùng nằm ngang với mặt phẳng phân cách giữa dầu và nước A và B sau khi thả khối trụ (hình vẽ 4) P C = PD => ( x + y – b + a)d1 = (h+y-b)d2  (x+y)d1 + (a-b)d1 = (h+y)d2 - b.d2. d1 d2 Theo câu 1: (x+y)d1 = (h+y)d2 =>a b b 4a (4) d2 0,5 Từ (3) và (4) a = 0,4cm, b = 1,6cm thỏa mãn với điều kiện trên. 0,25 -3 3 Vậy thể tích đã tràn ra khỏi bình B là: V = b.S2 = 0,32.10 m Khối lượng dầu tràn ra ngoài là: m = V.D2 = 0,24kg 0,5 Câu 4 3,0 Phần chùm tia sáng phản xạ từ A Phâ gương không bị MN chắn hắt lên tường n tạo ra vùng sáng trên tường, còn phần tích bị MN chắn sẽ tạo bóng của MN trên K cho tường. Phần chùm sáng tới chiếu trực 0,5đ tiếp lên thước không phản xạ trên B gương. Do đó bóng của thước trên M tường là đoạn AB như hình 5.  Hìn G I H N h vẽ Hình 5 cho 1,5đ Từ hình vẽ ta thấy AB = NK mà theo định luật phản xạ ánh sánh ta có: 0,5 MIN =  = 450 suy ra AB = NK= IN.tan = IN IN = IH + HN = MH.tan + MN.cos  = MN.sin .tan + MN.cos = (1 3) 10(1 3) 27,3cm 2 0,5 5
6. Vậy chiều dài bóng của thước trên tường là: AB = 27,3cm Câu 5 4,5 1 2,0 I Giả sử chiều dòng điện qua Rx có chiều như hình vẽ 6. Từ sơ đồ mạch điện ta có: A + R1 Đ I1 Rx Iđ U U U U U 1 2 d 3 C I D I2 x I3 I I I 1 2 x (1) B - R2 R3 0,75 I3 Id I x Hình 6 k 1 IđRđ+(Iđ+Ix)R=(I2+Ix)R+I2R=> (k+1)Iđ=2I2 =>I Iđ (2) 2 2 0,75 Kết hợp (1) và (2) ta có: 2 2 P kI R 2 2 P I kR d d d d 2 (k 1) (k 1) (k 1) P2 Pd .9(W) 0,5 P I2R P I2R 4k 4k 2 2 2 4 d 2 2,5 Khi k=3 theo ý 1=> I2=2Id (3) không phụ thuộc Rx 0,5 Theo sơ đồ mạch điện hình 6 ta có: Uđ+U3=U => 4Iđ=2-Ix (4) 0,5 U2=Ux+U3 => I2R=IxRx+(Iđ +Ix)R (5) 0,5 Ix (R x 8) từ (3), (5) thay số ta có: Iđ= (6) 8 4 0,5 Từ (4) và (6) suy ra: Ix= (7) R x 10 2 16R x 2 Ta lại có: Px=Ix Rx= 2 0,4 R x 20R x 100 0 (R x 10) => Rx=10 0,5 Ghi chú: + Tất cả các bài toán nếu giải theo cách khác mà đúng đều cho điểm tối đa. + Một lần thiếu đơn vị trừ 0,25đ, còn 2 lần trở lên trong cả bài thi trừ tối đa 0,5đ. 6