Đề thi vào chuyên 20132014

Học sinh đú lại thả vào bỡnh một hũn bi thứ hai giống hệt hũn bi trờn thỡ nhiệt độ của nước khi cõn bằng nhiệt là t2 = 41,5oC.. Bỏ qua: sự bay hơi của nước khi viờn bi tiếp xỳc với mặt n

UBND tỉnh Bắc Ninh

Sở Giáo dục và Đào Tạo

đề thi tuyển sinh vào lớp 10 thpt chuyên

Năm học 2013-2014

Môn thi : Vật lý (Dành cho thí sinh thi vào chuyên Lý) Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 20 tháng 6 năm 2013

Bài 1: (2,0 điểm)

Một học sinh làm thớ nghiệm để đo nhiệt dung riờng của nhụm như sau: Dựng một bỡnh chứa đầy nước ở nhiệt độ t0 = 18oC Học sinh đú thả vào bỡnh một hũn bi nhụm ở nhiệt độ t = 100oC, sau khi cõn bằng nhiệt thỡ nhiệt độ của nước trong bỡnh là t1 = 30oC Học sinh đú lại thả vào bỡnh một hũn bi thứ hai giống hệt hũn bi trờn thỡ nhiệt độ của nước khi cõn bằng nhiệt là t2 = 41,5oC Biết khối lượng riờng của nước và của nhụm lần lượt là 1000kg/m3 và 2700kg/m3; nhiệt dung riờng của nước là 4200J/kgK Bỏ qua: sự bay hơi của nước khi viờn bi tiếp xỳc với mặt nước, nhiệt dung riờng của bỡnh chứa và sự trao đổi nhiệt giữa bỡnh chứa với mụi trường Xỏc định nhiệt dung riờng của nhụm theo thớ nghiệm này Biết nhiệt dung riờng chớnh xỏc của nhụm là C = 880 J/kgK Hỏi phộp đo của học sinh này cú sai số tương đối là bao nhiờu?

Bài 2 (2,5 điểm)

Cho mạch điện như hỡnh vẽ Biết UMN khụng đổi, r = 1, đốn Đ1 loại 6V-3W,

đốn Đ2 loại 12V-16W Biến trở được làm từ một vũng dõy dẫn đồng chất, tiết diện

đều và uốn thành một vũng trũn tõm O, tiếp điểm A cố định, thanh kim loại CD (cú

điện trở khụng đỏng kể) tiếp giỏp với vũng dõy tại hai điểm C, D và cú thể quay

xung quanh tõm O Quay thanh CD đến vị trớ sao cho gúc  o

90

AOD  thỡ đốn

Đ1 sỏng bỡnh thường và cụng suất tiờu thụ trờn toàn biến trở đạt giỏ trị cực đại Giả

sử rằng điện trở của cỏc búng đốn khụng thay đổi khi nhiệt độ thay đổi

1 Tớnh điện trở của dõy làm biến trở và hiệu điện thế UMN Đốn Đ2 sỏng

như thế nào?

2 Khảo sỏt độ sỏng của cỏc đốn khi quay thanh CD quanh O

Bài 3 (2,0 điểm) (Chỳ ý: thớ sinh được ỏp dụng cụng thức về thấu kớnh)

Một thấu kớnh hội tụ L, quang tõm O, trục chớnh Ox nằm ngang, tiờu cự f

tạo ảnh thật ' '

1 1

A B của một vật sỏng A1B1 vuụng gúc với Ox (A1 nằm trờn Ox)

Dịch chuyển A1 trờn Ox và A1B1 song song với chớnh nú, tới vị trớ A2B2 thỡ thu

được ảnh ' '

2 2

A B ngược chiều với ảnh A B Trờn hỡnh vẽ chỉ cho ba điểm 1' '1 B , '1

O và B '2

1 Hóy vẽ hỡnh xỏc định vị trớ cỏc vật A1B1, A2B2 và tiờu điểm của thấu kớnh L

2 Cho A B'2 '22A B'1 1' ; A1A2 = 12cm và A A = 54cm Tớnh tiờu cự f của thấu kớnh '1 '2

L

Bài 4: (1,5 điểm)

Một cục nước đỏ đang tan, trong nú cú chứa một mẩu chỡ được thả vào trong nước Sau khi cú 200g

đỏ tan chảy thỡ thể tớch phần ngập của cục nước đỏ giảm hai lần Khi cú thờm 120g đỏ nữa tan chảy thỡ cục nước đỏ bắt đầu chỡm Tỡm khối lượng mẩu chỡ Cho biết khối lượng riờng của nước đỏ, nước và chỡ lần lượt là 0,9g/cm3, 1g/cm3, 11,3g/cm3

Bài 5: (1,0 điểm)

Để đo tốc độ õm thanh trong khụng khớ, hai học sinh tiến hành thớ nghiệm như sau: Học sinh thứ nhất đặt một cỏi loa cỏch bức tường thẳng dài một khoảng l112m để tạo ra một tiếng động lớn, học sinh thứ hai đặt một mỏy thu õm (trong đú tự động ghi nhận thời điểm thu được õm thanh) cỏch bức tường một khoảng l215m Học sinh thứ hai quan sỏt thấy khoảng thời gian giữa lần thứ nhất và lần thứ hai mỏy thu được õm cỏch nhau  t 0, 02s Tớnh tốc độ truyền õm trong khụng khớ Biết khoảng cỏch từ loa tới mỏy thu là l0 50m và õm thanh phản xạ trờn tường tuõn theo quy luật phản xạ gương, bỏ qua kớch thước của loa và mỏy thu

Bài 6: (1,0 điểm)

Một cốc hỡnh trụ khối lượng 180g, bờn trong cú vạch chia thể tớch mỗi vạch chia ứng với 20cm3 Khi cốc khụng chứa gỡ thỡ trọng tõm của cốc nằm ở vạch chia thứ 8 kể từ đỏy cốc Tỡm khối lượng nước cần đổ vào để trọng tõm của cốc nước ở vị trớ thấp nhất, xỏc định vị trớ ấy? Cho khối lượng riờng của nước là D = 1g/cm3

============ Hết ============

(Đề thi cú 01 trang)

Họ và tờn thớ sinh: SBD:

Đề chính thức

Hỡnh 2



 –

M

r

N

D

D

+

U

A

C

O

Đ1

Đ2

' 2

B

' 1

B

O

x

Hướng dẫn chấm đề thi tuyển sinh vào lớp 10 thpt chuyên

Năm học 2013-2014

Môn thi : Vật lý

1 Gọi Vn là thể tớch nước chứa trong bỡnh, Vb là thể tớch của hũn bi nhụm, Dn là khối lượng

riờng của nước, Db là khối lượng riờng của nhụm, Cn là nhiệt dung riờng của nước, Cb là

nhiệt dung riờng của nhụm

Vỡ bỡnh chứa đầy nước nờn khi thả viờn bi vào, thể tớch nước tràn ra ngoài bằng thể tớch của

viờn bi: Vtràn = Vb

Ta cú phương trỡnh cõn bằng nhiệt thứ nhất ( nước thu nhiệt, bi tỏa nhiệt)

mb.Cb.(t – t1) = Cn.(t1 – t0)

'

m  V V D là khối lượng nước cũn lại sau khi bị tràn ra một phần)

↔ Vb.2700.Cb.(100 – 30) = (Vn – Vb).1000.4200.(30 – 18)

↔ Vb.Cb.189000 = 50,4.106Vn – 50,4.106Vb

↔ 3VbCb = 800(Vn – Vb) (1)

Khi thả thờm một viờn bi nữa thỡ phương trỡnh cõn bằng nhiệt thứ hai (nước và bi 1 thu

nhiệt, bi 2 tỏa nhiệt)

"

(m C n nm C b b)(t t)m C t b b( t )V D C t b b b( t )

"

m  V  V D là khối lượng nước cũn lại sau khi thả hai viờn bi

↔ Vn.48,3.106 – 2Vb.48,3.106+Vb.Cb.31050 = Vb.Cb.157950

↔Vb(126900.Cb+96,6.106) = Vn.48,3.106 (2)

Giải hệ phương trỡnh (1) và (2) ta được: 1046 4, 34

241

Thay (3) vào (1) ta được: Cb ≈ 890,7 J/kgK

Sai số tuyệt đối của phộp đo là: C CC b 10, 7 /J kgK

Sai số tương đối của phộp đo là: 10, 7 0, 0122 1, 22%

880

C C



0,25

0,25

0,25 0,25 0,5

0,5

2 1) Tớnh điện trở của dõy biến trở, U MN và độ sỏng của đốn Đ 2

- Điện trở của đốn Đ1: R1 = 12, cường độ dũng điện định mức của Đ1: Iđm1 = 0,5A

- Điện trở của đốn Đ2: R2 = 9

- Đoạn mạch MN gồm: r nt [R2 // (R1 nt Rb)]

Rb = AC AD

AC AD

R R

R R (1) (cung DC bị nối tắt, khụng cú dũng điện qua)

R1b = R1 + Rb = 12 + Rb R2.1b = 2 1

2 1

21





RMN = R2.1b + r = 129 10

21

b

b

R R





129 10







U1b = U2.1b = I2.1b.R2.1b = 9. (12 )

129 10

b

R





Ib = I1 = I1b = 1

1

9

129 10

Pb =

2

2

2

129

b b

b

b b

I R

R

R R





0,25

0,25

0,25

0,25

Pb cực đại 129 10 

b b

R

129

b

R

RAC = RAD = 25,8  điện trở của dây làm biến trở là R = 4RAC = 103,2

- Đèn Đ1 sáng bình thường nên I1 = Iđm1 = 0,5A thay vào (2) ta được UMN  14,3V

- U2 = U1b = I1b R1b = 12,45V  U2 > Uđm2 đèn Đ2 sáng hơn mức bình thường

2) khảo sát độ sáng của các đèn khi dịch chuyển thanh CD

- Từ biểu thức Rb = AC AD

AC AD

R R

R R lập luận để thấy Rb có giá trị cực đại khi RAC = RAD tức khi

thanh CD vuông góc với OA (trường hợp đang xét)

 khi quay CD thì điện trở Rb sẽ giảm

-Ta thấy Rb = 0 khi C  A hoặc D  A sau đó tiếp tục quay thì Rb lại tăng dần đến khi CD vuông góc với OA thì Rb đạt cực đại

- Khi Rb giảm

Rb + R1 = R1b giảm 

1

1

R b tăng  2 1 21

R  R  R tăng R2.1b giảm  r + R2.1b = RMN

giảm  cường độ dòng điện mạch chính Ir tăng  Ur = Ir.r tăng  U2 giảm và đèn Đ2 tối dần

I2 giảm  I1 = Ir – I2 tăng  đèn Đ1 sáng dần lên

- Khi Rb tăng, tương tự ta có Đ2 sáng dần lên và Đ1 tối dần đi

0,25 0,25 0,25

0,25

0,25

0,25

3 1) Vẽ trục chính Ox và các tiêu điểm F

+ Từ B1’ và B2’ kẻ hai đường thẳng vuông góc với

trục Ox, cắt trục Ox ở hai điểm A1’ và A2’ Dựng

thấu kính L vuông góc với Ox ở O

+ Nối B1’B2’ cắt TK tại I và trục chính Ox tại F’;

từ I kẻ đường thẳng Ia song song với trục chính

Nối B1’O cắt Ia ở B1, kẻ B1A1  Ox ta được vật

A1B1

+ Kẻ B2’O cắt Ia tại B2, kẻ B2A2  Ox ta được vật

A2B2

Dựa vào đường đi của các tia sáng đặt biệt qua TKHT, dễ dàng lập luận được F’ là tiêu điểm của TK, tiêu điểm F được lấy đối xứng với F’ qua O

- Vẽ đúng cho 0,5 điểm

- Lập luận đúng cho 0,5 điểm

2) Tính tiêu cự của TK

Theo đề: A B'2 '2 2A B1' 1' , A1B1 = A2B2

+ OA2’B2’  OA2B2 

' '

1 2

d  d  d1d2’ = 2d1’d2 (1)

+ OA1’B1’  OA1B1 

A B OA  d

1 1

f d d

'

2 2

f  d d



' '

1 1 2 2

  d1’d2’(d1 – d2) = d1d2 (d2’ + d1’) (2)

+ Giả thiết: d1 – d2 = 12 (3)

d2’ + d1’ = 54

Thay (3) vào (2) ta được 2d1’d2’= 9 d1d2 (4)

1,0

0,25

0,25

A2

' 2

B

' 2

A

' 1

B

' 1

A

B2

A1

O F’

I

X

B1

Chia vế với vế của (1) và (4) với nhau ta được: 1 1 '

'

Ta có d2’ = 3d2 Vậy:

'

1 1

f  d d = 1

5

2, 5

3d 3d d  d  d1 = 20cm, d2 = 8cm

'

2 2

f  d d = 2

2

3d

Suy ra f = 12cm

0,25

0,25

4 Gọi khối lượng của chì và nước đá là mc và md

Trọng lượng của cục nước đá có chứa chì khi chưa có nước đá tan là P(m cm d)10

Trước khi 200g nước đá tan thì trọng lượng của cục nước đá có chứa chì cân bằng với lực

đẩy Ác si mét: P(m cm d)10V D0 n10(m cm d)V D0 n (1)

Với V0 là thể tích chiếm chỗ của đá chứa chì khi đá chưa tan trong nước

Sau khi 200g nước đá tan thì thể tích phần chìm của đá giảm hai lần ' 0

0

2

V

V 

(1), (2) suy ra :m cm d 400 (3)

Sau khi tan thêm 120g (tan 320g) thì thể tích của khối nước đá là

0

320

c

V



Khi cục nước đá bắt đầu chìm thì

0

320

c



c

113m c9m d   9 (4) Giải hệ phương trình (3), (4) ta được: 113 8,7

13

c

13

d

0,25

0,25 0,25 0,25

0,25

0,25

5 Gọi v là tốc độ truyền âm trong không khí Coi bức tường như một gương phẳng

Trước hết ta xác định A’ là ảnh của A qua gương (A’ đối xứng với A qua K) do đó A’, I và

B thẳng hàng (Vẽ hình đúng)

Âm thanh từ loa A đến máy thu âm B theo 2 con đường:

+ Đến B trực tiếp, đi quãng đường l hết thời gian 0 0

1

l AB t

+ Đến B theo đường AIB với AIIB A B'

hết thời gian t2 AI IB A B'

2 1

'

0, 02

l

A B

Từ hình vẽ ta thấy: A B'  A H' 2HB2  (l1l2)2HB2 (2)

0 (2 1)

HB l  l l (3)

Từ (2), (3) suy ra A B'  l024l l1 2 (4)

Thay (4) vào (1) ta được:

0 1 2 0 2

0 1 2 0

1

4

4

337, 25 /

v

l l l l

t



0,25

0,25

0,25

0,25

A A’

B

H

I

0

l

1

l

2

l

K

6

Giả sử độ cao nước đổ vào là x vạch, thì trọng tâm O2 của nước ở vị trí

2

x

vạch Gọi O là trọng tâm chung của cốc và nước ở vị trí y vạch

Goi O1 là trọng tâm của cốc khi không chứa gì, ở vị trí vạch thứ 8

P1, P2 lần lượt là trọng lượng của cốc và nước

Áp dụng quy tắc hợp lực song song ta có

P1.OO1 = P2.OO2

Từ (*) ta nhận thấy để trọng tâm O ở vị trí thấp nhất, nghĩa là ymin hay (y+9)min Theo bất đẳng thức Cô si

Giải phương trình này ta được: x = 6 cm và x = – 24 (loại)

Vậy lượng nước cần đổ vào ở vạch chia thứ 6, hay khối lượng nước cần đổ vào là

m2 = 6.20.1 = 120g

0,25

0,25

0,25

0,25

Ghi chú:

1 Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó

2 Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa

3 Ghi công thức đúng mà:

3.1 Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của câu

3.3 Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó

4 Nếu sai hoặc thiếu đơn vị trừ 0,25 điểm nhưng không quá 0,5 điểm cho toàn bài

5 Điểm toàn bài làm tròn đến 0,25 điểm

x/2

x

O2

O1

O

8

y