đổ đầy xăng vào ống rồi nhẹ nhàng thả ống xuống nớc theo phơng thẳng đứng sao cho xăng không tràn ra ngoài.. 2 Đổ hết xăng ra khỏi ống, bóc đáy nilon đi và đặt ống trở lại trong nớc theo
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG THPT NĂNG KHIẾU Độc lập - Tự do - Hạnh phỳc
- &
-KỲ THI TUYỂN SINH THPT CHUYấN Lí NĂM HỌC: 2004 – 2005
MễN THI: VẬT Lí Thời gian: 150 Phỳt (Khụng kể thời gian phỏt đề) Câu I
Trong một bình bằng đồng có đựng một lợng nớc đá có nhiệt độ ban đầu là t1 = − 5
oC Hệ đợc cung cấp nhiệt lợng bằng một bếp điện Xem rằng nhiệt lợng mà bình chứa và l-ợng chất trong bình nhận đợc tỷ lệ với thời gian đốt nóng (hệ số tỷ lệ không đổi) Ngời ta thấy rằng trong 60 s đầu tiên nhiệt độ của hệ tăng từ t1 = − 5 oC đến t2 = 0 oC, sau đó nhiệt độ không đổi trong 1280 s tiếp theo, cuối cùng nhiệt độ tăng từ t2 = 0 oC đến t3 = 10 oC trong
200 s Biết nhiệt dung riêng của nớc đá là c1 = 2100 J/(kg.độ), của nớc là c2 = 4200 J/(kg.độ) Tìm nhiệt nóng chảy của nớc đá
Câu II
Một chiếc ống bằng gỗ có dạng hình trụ rỗng chiều cao h = 10 cm, bán kính trong
R1 = 8 cm, bán kính ngoài R2 = 10 cm Khối lợng riêng của gỗ làm ống là D1 = 800 kg/m3 ống không thấm nớc và xăng
1) Ban đầu ngời ta dán kín một đầu bằng nilon mỏng (đầu này đợc gọi là đáy) đổ đầy xăng vào ống rồi nhẹ nhàng thả ống xuống nớc theo phơng thẳng đứng sao cho xăng không tràn ra ngoài Tìm chiều cao phần nổi của ống Biết khối lợng riêng của xăng
là D2 = 750 kg/m3, của nớc là D0 = 1000 kg/m3
2) Đổ hết xăng ra khỏi ống, bóc đáy nilon đi và đặt ống trở lại trong nớc theo phơng thẳng đứng, sau đó từ từ đổ xăng vào ống Tìm khối lợng xăng tối đa có thể đổ vào trong ống
Câu III
Trình bày phơng án thực nghiệm xác định giá trị của hai điện trở R1 và R2 với các dụng cụ sau đây:
• 1 nguồn điện có hiệu điện thế cha biết,
• 1 điện trở có giá trị R0 đã biết,
• 1 ampe kế có điện trở cha biết,
• 2 điện trở cần đo: R1 và R2 ,
• Một số dây dẫn có điện trở không đáng
kể
Chú ý: Để không làm hỏng dụng cụ đo, không
đ-ợc mắc ampe kế song song với bất cứ điện trở
nào
Câu IV
Để ngồi dới hầm có thể quan sát đợc các vật trên mặt đất ngời ta dùng một kính tiềm vọng gồm hai gơng phẳng G1 và G2 song song với nhau và nghiêng 45o so với phơng nằm ngang nh trên hình 1 Khoảng cách theo phơng thẳng đứng IJ = 2 m Một vật AB đặt thẳng
đứng cách gơng G1 một khoảng BI = 5 m
1) Một ngời đặt mắt tại điểm M cách J một khoảng 20 cm trên phơng nằm ngang nhìn vào gơng G2 Xác định phơng, chiều ảnh của vật AB mà ngời này nhìn thấy và khoảng cách từ ảnh đó đến M
2) Trình bày cách vẽ và vẽ đờng đi của một tia sáng từ điểm A của vật, phản xạ trên hai gơng rồi đi đến mắt ngời quan sát
Câu V
Cho mạch điện nh trên hình 2 Hiệu điện thế giữa hai
đầu M và N có giá trị không đổi là 5 V Đèn dây tóc Đ trên đó
có ghi 3V−1,5 W Biến trở con chạy AB có điện trở toàn phần
là 3 Ω
1) Xác định vị trí của con chạy C để đèn sáng bình thờng
Đ
M
+
Hình 2
I
A B
G1
G2
450
J
Trang 22) Thay đèn bằng một vôn kế có điện trở RV Hỏi khi dịch chuyển con chạy C từ A đến B thì số chỉ vôn kế tăng hay giảm? Giải thích tại sao
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Bài giải Câu I
+ Trong T1 = 60 s đầu tiên, bình và nớc đá tăng nhiệt độ từ t1 = - 5oC đến t2 = 0 oC:
k.T1 = (m1.c1 + mx.cx)(t2 - t1) (1) + Trong T2 = 1280 s tiếp theo, nớc đá tan ra, nhiệt độ của hệ không đổi:
+ Trong T3 = 200 s cuối cùng, bình và nớc tăng nhiệt độ từ t2 = 0 oC đến t3 = 10oC:
k.T3 = (m1.c2 + mx.cx)(t3 - t2) (3)
Từ (1) và (3):
) 5 ( t
t
T k c
m c m
) 4 ( t
t
T k c
m c m
2 3
3 x
x 2 1
1 2
1 x
x 1 1
−
= +
−
= +
Lấy (5) trừ đi (4):
) 6 ( t
t
T k t
t
T k ) c c ( m
1 2
1
2 3
3 1
2
−
=
−
=
−
Chia 2 vế của 2 phơng trình (2) và (6):
1 2
1
2 3 3 2
1 2
1
2 3 3
2
1 2
t t
T t
t T T t
t
T k t
t
T k
T k c
c
−
−
−
=
−
−
−
=
− λ
Vậy:
1 2
1
2 3 3
1 2 2
t t
T t
t T
) c c ( T
−
−
−
−
= λ
J 10 36 , 3 336000 )
5 ( 0
60 0
10 200
) 2100 4200
(
−
−
−
−
−
= λ
Câu II
1) Gọi x là chiều cao phần nổi của ống
Lực đẩy Acsimét cân bằng với trọng lợng của xăng và ống
FA = π.R2.(h - x).Do.10
Trọng lợng ống: P1 = π.(R1 - R1 ).h.D1.10
Trọng lợng của xăng trong ống:
P2 = π.R1.h.D2.10
Ta có phơng trình: FA = D1 + D2
⇔π.R2 (h - x) Do = π.R2.h.D2 + π.(R2 - R1).h.D1
⇒
− +
−
=
2
1
1
o
o o
o
1
R
R D
D D D
D 1 h
x
Thay số:
+
− +
−
=
2
10
8 1000
800 750 1000
800 1
10 x
x = 10 [ 1 - 0,8 + 0,82.0,05 ] = 2,32 cm
2
x
h
Trang 32) Khi thả ống (đã bóc đáy) vào nớc, ống nổi Gọi chiều cao của phần nổi bây giờ là x1.
- Lực đẩy Acsimét bằng trọng lợng của
ống:
F'A = π.(R2 - R1).(h - x1).Do.10 = P1
= π.(R2 - R1) h.D1.10
cm 2 1000
800 1
10 D
D 1
h
x
o
1
−
=
=
⇒
- Lúc đổ xăng vào ống, thì các lực theo phơng
thẳng đứng tác dụng lên ống không bị thay đổi,
nên phần nổi của ống ở ngoàI không khí vẫn là
x1 = 2 cm, xăng sẽ đẩy bớt nớc ra khỏi ống Gọi
x2 là chiều cao cột xăng trong ống A'p suất tại 2
điểm M và N là bằng nhau:
PM = Po + (h - x1) Do.10
PN = Po + x2 D2.10 + (h - x).Do.10
D D
D D h D D
D x
x
2 o
1 o
2 o
o 1
−
−
=
−
=
Khối lợng xăng trong ống:
kg 2 , 1 D
D
D D D h R D x
.R
m
2 o
1 o 2
2 1 2
2
2
1
−
− π
= π
=
Câu III
Phơng án 1:
Mắc mạch đIện nh hình vẽ 3.a
Số chỉ của ampe kế là:
) 1 ( )
R R )(
R R ( R
R
R U
R R R
R
R R R
) R R ( R R
U R
R R
R
I
I
2 A 1 o o
2 A o o
2 1 o
2 A o 1 2 1 o
o 1
+ +
+
=
+
+ +
+
+ +
= + +
=
Mắc lại mạch điện nh hình vẽ 3.b
Tơng tự, số chỉ của ampe kế bây giờ là:
) 2 ( )
R R )(
R R ( R R
R U I
2 A o 1 o 1
1
I
I R R R
R I
I
1
2 o 1 1
o
2
Nh vậy, từ các số chỉ của 2 ampe kế đọc đợc từ hai sơ đồ trên và giá trị đã biết của Ro,
ta tìm đợc R1
Để xác định R2, chỉ cần thay thế R1 và R2 với nhau trong 2 sơ đồ trên rồi thực hiện các phép đo tơng tự
Phơng án 2:
Mắc 3 sơ đồ sau, đọc đợc số chỉ của ampe kế lần lợt là Io, I1, I2 tơng ứng
N
x
h - x
h - x M
1
2
2
x1
H ì n h 3 a
o
R
2
R
1
R
A
H ì n h 3 b
o
R
2
R
1
R A
o R A
o
( I )
1 R 1
( I )
o R A
2 ( I )
1 R A
Trang 4Ta có các phơng trình:
Lập lại cách đo tơng tự
đối với R2
Phơng
án 3:
Mắc 4 sơ
đồ sau:
Ta
có hệ 4 phơng trình:
Câu IV
1) Xác định vị trí ảnh cuối cùng:
+ Sử dụng tính chất
đối xứng của ảnh với vật qua mặt phẳng gơng xác định vị trí ảnh
A2B2 của AB
chiều với vật AB
+ Do đối xứng: BI = B1I
B1J = B1I + ị = 7 m
B2J = B1J (đối xứng)
B2M = B2J + JM = 7,2 m
Sau khi xác định ảnh A2B2 nh hình vẽ: - Nối A2 với M, cắt G2 tại J1
- Nối J1 với A1, cắt G1 tại I1.
- Nối I1 với A
Đờng AI1J1M là đờng đi tia sáng phải dựng
Cách khác:
Để vẽ đờng đI tia sáng từ A có thể chỉ cần lấy A1 đối xứng với A qua G1, lấy A2 đối
xứng với A1 qua A2 Không cần vẽ đầy đủ ảnh A2B2 Cách này chỉ tính điểm của ý (2)
Câu V
1) Dòng định mức của đèn:
3
5 , 1 U
P
d
Gọi điện trở của đoạn Ac là RAC =
x (trên biến trở)
⇒ dòng qua x là:
x
3 x
U
⇒ dòng qua đoạn BC là: I = Iđ + Ix = 0,5 + 3/x
−
−
=
−
=
⇒
+ +
=
+
=
+
=
) I I I
) I I I R R
1 ) I I I
I I R
R
R R R
U I
R R
U I
R R
U I
2 1 o
2 o 1
ô 1
2 1 o
2 1 o
A
1 o A 2
1 A 1
o A 0
1
2 o A 3
2 A 2
1 A 1
o A 0
R
R R R
U I
R R
U I
R R
U I
R R
U I
⇒
+ +
=
+
=
+
=
+
=
G1 G2
o
R A
o
( I )
1
R
1
( I )
1
R A
3
( I )
2
R
A
2
R
2
A B
1
A
1
B
I
1
G
1
I
2
G
1
J J M
2
A
2
B
B C V
A
Trang 5⇒ Hiệu điện thế giữa B và C là: UBC = I.RBC = (0,5 + 3/x)(3 - x)
Mà UBC = U - Uđ = 5 -3 = 2 V Vậy ta có phơng trình:
2 = (0,5 + 3/x)(3 - x) ⇔ x2 + 7x - 18 = 0
hai nghiệm x1 = - 9 Ω < 0
x2 = 2 Ω 2) Thay đèn bởi vôn kế Vẫn gọi RAC = x, khi dịch chuyển con chạy C từ A đến B thì x tăng
Vôn kế chỉ hiệu đIện thế:
x R
x
R R
R U x
x R R R
x R U
x R
x R x R
x R ) x R (
U x
R
x R I U
AB V
AB
V 2
AB V AB
V
V V
V
V AB
V
V V
− +
=
− +
=
+ +
−
= +
=
Khi x tăng thì RAB không đổi, còn x
x
R
RAB V − giảm, do vậy số chỉ của vôn kế tăng lên Cách khác:
1)
x
x x x
x x R
x
x
+
− +
= + +
−
=
⇒ +
=
6
3 18 6
6 3
6
2 AC
MN AC
AC
x x 3 18
x 30 R
R
U R
I U
− +
=
=
=
Để đèn sáng bình thờng: UAC = 3 ⇒ x2 + 7x - 18 = 0
x
1 x R
1 3
U x
R
x 3
U I
2
V V
2
+
−
= +
−
=
Khi x tăng ⇒
x
1 x R 1
2
V + tăng ⇒ mẫu số giảm ⇒ I tăng.
Xét
1 x R
R x
R
x R R
V
V
V
V AC
+
= +
Vậy UAC = I RAC tăng khi x tăng