de thi hsg huyen moi

Trong bài toán này, khối lợng trà là nhỏ so với khèi lîng níc nªn cã thÓ coi khèi lîng cña níc trµ b»ng khèi lîng níc hßa tan trµ, níc trµ và nớc có nhiệt dung riêng nh nhau.. Bỏ qua sự [r]

TRƯỜNG THPT CHUYấN

LAM SƠN Đẩ THI TUYỂN SINH VÀO 10 CHUYấN NĂM 2016-2017 Mụn thi: Vật lớ

(Dựng cho thớ sinh thi vào lớp chuyờn Vật lớ)

Thời gian: 150 phỳt (khụng kể thời gian giao đề thi)

Cõu 1 (2 điểm):

Một bình thông nhau có hai nhánh hình trụ thẳng đứng 1 và 2 có tiết diện ngang tơng ứng là S1 = 20 cm2 và S2 = 30 cm2 Trong bình có chứa nớc với khối lợng riêng là D0 =

trục đối xứng của khối hình trụ hớng thẳng đứng.

a Tìm chiều dài của phần khối hình trụ ngập trong nớc.

tối thiểu cần đổ vào để toàn bộ khối hình trụ bị ngập trong dầu và nớc.

c Tìm độ dâng lên của mực nớc ở nhánh 1 so với khi cha thả khối hình trụ và đổ thêm lợng dầu nói ở phần b).

Cõu 2 (1,5 điểm):

Có hai cốc: một cốc chứa nớc trà tan có khối lợng m1 ở nhiệt độ là t1 = 450C, cốc thứ hai chứa nớc tinh khiết có khối lợng m2 ở nhiệt độ t2 = 50C Để làm nguội nớc trà trong cốc thứ nhất, ngời ta đổ một khối lợng nớc trà m từ cốc thứ nhất sang cốc thứ hai, sau khi khuấy đều cho cân bằng thì đổ trở lại cốc thứ nhất cũng một khối lợng m Kết quả là hiệu nhiệt độ ở hai cốc là t0 = 150C, còn nồng độ trà ở cốc thứ nhất gấp k = 2,5 lần ở cốc thứ hai Tìm x1 = m/m1 và x2 = m/m2 Nếu tăng m thì sự chênh lệch nồng độ và nhiệt

độ giữa hai cốc sau khi pha tăng hay giảm? Trong bài toán này, khối lợng trà là nhỏ so với khối lợng nớc nên có thể coi khối lợng của nớc trà bằng khối lợng nớc hòa tan trà, nớc trà

và nớc có nhiệt dung riêng nh nhau Bỏ qua sự trao đổi nhiệt của nớc, nớc trà với cốc và với môi trờng ngoài.

Cõu 3 (2,0 điểm):

Mụ̣t đường dõy điợ̀n thoại dài L = 5 km kờ́t nụ́i liờn lạc từ trung tõm A đờ́n mụ̣t xã B.

Đường truyờ̀n gụ̀m hai sợi dõy đơn song song, giụ́ng nhau và bọc cách điợ̀n Sau mụ̣t trận

mưa bão, dõy bị dò điợ̀n ở mụ̣t vị trớ C, làm xuṍt hiợ̀n ở đó mụ̣t điợ̀n trở dò R nụ́i hai dõy

với nhau Đờ̉ xác định vị trớ dò điợ̀n, người ta mắc mụ̣t nguụ̀n điợ̀n có hiợ̀u điợ̀n thờ́ khụng

đụ̉i U = 2,4 V nụ́i tiờ́p với mụ̣t ampe kờ́ lý tưởng vào hai đõ̀u dõy ở A Sụ́ chỉ của ampe kờ́ ứng với ba cách mắc hai đõ̀u dõy ở B: đờ̉ hở; nụ́i với nhau qua điợ̀n trở R0 = 9 Ω; chập trực tiờ́p với nhau lõ̀n lượt là 0,3 A; 0,4 A và 0,6 A Xác định chiờ̀u dài đường dõy từ A

đờ́n C, điợ̀n trở dò R và điợ̀n trở của mụ̃i mét dõy đơn.

Cõu 4 (2,0 điểm):

Đờ̉ đo tiờu cự f của mụ̣t thṍu kớnh hụ̣i tụ, hai bạn Lam và Sơn thực hiợ̀n theo các cách

sau:

- Cỏch của Lam: Cụ́ định thṍu kớnh trờn giá Ban đõ̀u đặt vật sáng mỏng AB và màn

ảnh vuụng góc với trục chớnh và sát thṍu kớnh Sau đó di chuyờ̉n đụ̀ng thời vật và màn ảnh ra xa dõ̀n thṍu kớnh sao cho khoảng cách từ vật và màn đờ́n thṍu kớnh luụn bằng nhau

cho đờ́n khi thu được ảnh rừ nét của vật trờn màn Đo khoảng cách L từ vật đờ́n màn khi đó, từ đó xác định f theo L.

- Cỏch của Sơn: Đặt vật sáng AB và màn ảnh cụ́ định trờn giá và vuụng góc với trục chớnh Dịch thṍu kớnh đờ́n vị trớ O1 sao cho thu được ảnh rừ nét của vật trờn màn rụ̀i đo

đụ̣ cao h1 của ảnh Tiờ́p đó dịch thṍu kớnh đờ́n vị trớ O2 đờ̉ lại có ảnh rừ nét trờn màn và đo

tiờ́p chiờ̀u cao h2 của ảnh Đo khoảng cách a = O1O2, từ đó tớnh được tiờu cự f.

1 Với cách của Lam, hãy lập biờ̉u thức tớnh tiờu cự f của thṍu kớnh theo L và nhận xét

chiờ̀u cao của ảnh và vật khi đó.

2 Với cách của Sơn:

ĐỀ CHÍNH THỨC

a Để có thể thực hiện được phép đo tiêu cự theo cách này thì điều kiện về khoảng

cách D giữa vật AB và màn ảnh phải thỏa mãn điều kiện gì?

b Kết quả đo của Sơn cho h1 = 1cm, h2 = 4cm Hãy tính chiều cao h của vật AB.

3 Thực tế cả hai bạn đều chỉ có một chiếc thước có giới hạn đo không vượt quá

20cm và được chia độ tới milimet, biết thấu kính có tiêu cự cỡ từ 10cm đến 15cm; vật sáng cao 2cm Em hãy giúp các bạn đo tiêu cự của thấu kính này với chiếc thước đó một

cách phù hợp?

Chú ý: Học sinh không được áp dụng trực tiếp công thức thấu kính.

Câu 5 (1,5 điểm):

Một dây cáp vỏ cao su bên trong gồm 4 sợi dây đồng có vỏ nhựa giống hệt nhau.

Đầu và cuối của dây cáp ở 2 phòng cách xa nhau Dùng 1 pin, một bóng đèn pin và 4 sợi dây dẫn ngắn thì cần phải thực hiện ít nhất là bao nhiêu phép thử xem đèn có sáng hay không để xác định được đúng đầu và cuối của từng sợi dây dẫn bên trong dây cáp? Hãy

mô tả chi tiết cách thực hiện.

Câu 6 (1,0 điểm):

Hai dây dẫn hình trụ đồng chất khối lượng bằng nhau được làm từ cùng một loại vật

liệu Đường kính dây thứ nhất bằng 2 lần đường kính dây thứ hai Biết dây thứ nhất có điện trở R1 = 4() Xác định điện trở tương đương của hai dây dẫn trên khi chúng mắc song song với nhau.

Họ và tên thí sinh………SBD……….

Chữ ký của Giám thị 1 Chữ ký của Giám thị 2

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ

(Hướng dẫn chấm gồm 06 trang)

I Hướng dẫn chung:

- Trong đáp án dưới đõy các bài tập chỉ trỡnh bày mụ̣t phương pháp giải theo cách thức phụ̉ biờ́n Trong quá trỡnh chṍm thi, nờ́u thớ sinh giải theo cách khác nhưng lập luận chặt chẽ, kờ́t quả đỳng và đạt yờu cõ̀u bài ra thỡ giám khảo vẫn cho điờ̉m tụ́i đa Nờ́u có những vṍn đờ̀ khó quyờ́t định thỡ có thờ̉ đờ̀ nghị với tụ̉ trưởng chṍm đờ̉ thảo luận và thụ́ng nhṍt trong tụ̉

- Điờ̉m toàn bài lṍy theo thang điờ̉m 10 và làm tròn đờ́n 0,25đ

II Hướng dẫn chấm cụ thể:

Cõu 1 (2,0 điểm)

1.

2,0

điểm

Câu 1 (2,0 điểm)

a) (0,5 điểm)

Khối trụ nổi, lực Acsimet cân bằng với trọng lực tác

dụng lên vật Gọi h1 là chiều cao phần khối trụ chìm

trong nớc

S3h1D0 10=S3hD.10 (2 1)

⇒h1= D

D0h=

900

1000 10=9 cm

0,25

0,25

b) (0,75 điểm)

Đổ thêm dầu vào nhánh 2 sao cho toàn bộ khối trụ bị ngập trong nớc và dầu Khi đó chiều

cao phần khối trụ ngập trong nớc là h2 Lực đẩy Acsimet tổng cộng của nớc (FA1) và dầu

(FA2) bằng trọng lợng của khối trụ:

F A 1+F A 2=P

⇒ S3h2D0 10+S3(h − h2)D1 10=S3hD.10 (2.2)

⇒ h2(D0− D1)=h(D − D1)

⇒h2= D− D1

D0− D1h=

900 − 800

1000 −80010=5 cm

Khối lợng dầu tối thiểu cần đổ thêm là:

m1 = (h  h2)(S2  S3) D1

= 0,05.(30.104  10.104).800 = 0,08 kg = 80 g

0,25

0,25

0,25

c) (0,75 điểm)

Trong bình thông nhau, độ tăng áp suất P lên đáy bằng trọng lợng của phần thêm vào nén

lên tiết diện ngang của hai ống:

ΔP=(m1+m)10

S1+S2 với m = h.S3.D là khối lợng hình trụ (2.3)

Nh vậy độ tăng thêm của mực nớc trong nhánh 1 có thể tìm từ:

ΔP=Δh D0.10(2 4)

Δh= m1+hS3D

D0(S1+S2)=

0 , 08+0,1 10 10 − 4 900

50 10− 4 1000 =0 ,034 m=3,4 cm

0,25

0,25

0,25

Cõu 2 (1,5 điểm)

S1

S2

S3

h1

h

S1

S2

h

2,0

điểm

Câu 2 (1,5 điểm)

* Gọi n là nồng độ trà ở cốc 1 lúc ban đầu, khi đổ m từ cốc 1 sang cốc 2 thì nồng độ trà ở

cốc 2 là:

n2= Δm n

m2+Δm=

n

1+ 1

x2

;(x2=Δm

m2 ) (3.1)

Đổ trở lại cốc thứ nhất lợng m nớc trà với nồng độ n2 thì nồng độ nớc trà ở cốc 1 trở thành

n1=(m1− Δm)n+ Δm n2

(m1− Δm)+Δm =(1 − x1)n+

x1x2 1+x2n (3.2)

Theo đề bài: n1=k n2=kx2

1+ x2n

⇒kx2

1+ x2=(1 − x1)+x1 x2

1+x2⇒ k=1+ 1− x1

x2 (I)

* Gọi t1’ và t2’ là nhiệt độ cuối cùng của nớc trà trong cốc 1 và cốc 2

+ Khi đổ m từ cốc 1 sang cốc 2, ta có phơng trình cân bằng nhiệt

Δ mc(t1− t '2)=m2c(t '2− t2)

⇒t '2=Δm t1+m2t2

m2+Δm =

m2t1+Δm t1+m2t2− m2t1

m2+Δm =t1+m2(t2−t1)

m2+Δm

⇒t '2=t1− t1− t2

1+x2(3 3)

+ Khi đổ m từ cốc 2 trở lại cốc 1 thì

Δ mc(t '1− t '2)=(m1− Δm)c(t1−t '1)

⇒t '1=(m1− Δm)t1+Δ mt2

m1 =t1+Δm

m1 (t '2−t1)=t1− x1(t1− t '2)

⇒ t '1=t1− x1(t1−t2)

1+x2 (3 4 )

Từ đó: Δt0=t '1−t '2=1 − x1

1+x2(t1− t2) (II) Thay số vào (I) và (II):

{1,5=1− x1

x2

3

8=

1 − x1 1+x2

⇒{x1=Δm

m1=

1 2

x2=Δm

m2 =

1 3

Từ (1) và (2), ta cũng nhận thấy khi tăng m (hay tăng x1 và x2) thì k và t0 càng nhỏ

(chênh lệch nồng độ và nhiệt độ sau khi pha giảm), một điều ai cũng có thể cảm nhận đợc

từ thực tế

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Cõu 3 (2,0 điểm)

2,0

điểm

Câu 3: (2,0 điểm)

Gọi tổng điện trở dây đôi từ A đến C là R1 và từ C đến B là R2

* Khi để hở hai đầu dây ở B:

I1= U

R+R1  R+R1=U

* Khi nối hai đầu dây ở B với nhau qua điện trở R0:

I2= U

R (R0+R2) R+R0+R2+R1

 R (R0+R2)

R+R0+R2 +R1=U

I2=6 Ω (2)

* Khi chập hai đầu dây ở B trực tiếp với nhau:

I3= U

R R2 R+R2+R1

 R R2

R+R2+R1=U

Trừ vế theo vế (1) cho (2) và (3):

¿

R2

R +R2=4

R2 R+R2+9=2

¿

{

¿

⇒ R2

=4(R+R2)=2(R+R2+9)⇒ R+R2=9

R2=36

⇒

¿R=6 Ω

R2=3 Ω

¿{

(1) suy ra: R1=2 Ω

Mặt khác: lAC

lAB=

R1

R1+R2=

2

5  lAC=2 km .

Điện trở của mỗi mét dây đơn là: 2

2 2000=5 10

− 4

Ω

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 4 (2,0 điểm)

4.

2,0

điểm

Biểu thức tính f theo cách của Lam:

+ Đặt : AB = h ; A’B’ = h’

AO = d ; OA’ = d’ ; OF = f; AA’ = L

ABO A B O

A B A O

;

' '

OIF A B F

(*)

0,25

+ Từ (*):

d f



+ Khi di chuyển đồng thời vật và màn sao cho AO = A ’ O cho đến khi có ảnh rõ nét thì ta có:

L =AA’ = AO + A’O = 2.AO Thay vào (*) ta được: 0,25

A U

R

A U

R

A U

R R0

A

’

B

’

F

h

’

h

Phòng B Phòng A

1

A O OF

L

f OF

Vậy với cách làm của Lam có thể xác định được tiêu cự f của thấu kính.

Điều kiện về khoảng cách vật – màn theo cách của Sơn

+ Ta có:

2

d f

Đây là phương trình bậc 2 đới với d Để có 2 vị trí đặt thấu kính thì phương trình phải có

Điều kiện này thỏa mãn nếu:

Vậy để đo được tiêu cự theo cách của Sơn thì ban đầu Sơn phải đặt vật sáng AB cách màn

mợt khoảng D > 4f.

+ Với điều kiện trên, ta có :

AO d    d AO d    d

(O2 gần vật hơn)

+ Theo CM trên ta có:

- Ở vị trí O1 của TK:

'

AO d

h AB

h A B A O d

- Ở vị trí O2 của TK:

'

h A B A O d

0,25

Với

'

Ta thấy tiêu cự của thấu kính 10cm < f < 15cm nên:

+ Cách của Lam khơng sử dụng được do khoảng L phải ≥ 40cm vượt quá giới hạn đo của

thước

+ Cách của Sơn có thể sử dụng được nếu ban đầu đặt vật cách màn khoảng D ≥ 4f Sau đó

thay đởi vị trí thấu kính để xác định 2 vị trí cho ảnh rõ nét trên màn với khoảng cách giữa 2

vị trí đó thỏa mãn a ≤ 20cm Từ đó tính tiêu cự của thấu kính

0,25

Tuy nhiên do khơng biết giá trị của tiêu cự nên để chắc chắn đo được ta khơng nên đặt cớ

định ngay vị trí màn và vật mà tiến hành như sau:

- Ban đầu thực hiện theo cách của Lam để tìm khoảng cách L rời dịch màn và vật ra xa

nhau thêm mợt khoảng nhỏ (khoảng 5cm chẳng hạn) đảm bảo khoảng cách từ ảnh và vật tới

thấu kính hơn kém nhau khơng quá 20cm Sau đó cớ định lại vị trí màn và vật

- Di chuyển thấu kính trong khoảng này để xác định các vị trí TK cho ảnh rõ nét trên màn

Đo khoảng cách a giữa các vị trí này và chiều cao ảnh h1, h2 ứng với mỡi vị trí

Từ kết quả đo, sử dụng cơng thức theo cách của Sơn để tính f

*Theo cách của Sơn thì:

'



+ Mặt khác:

'

;

0,25

0,25

+ Từ đó xác định được tiêu cự:

1 2

2 1

a h h f

h h





Câu 5 (1,5 điểm)

5

1,5

điểm

Bước 1 : (Hình A)

Đánh số 1, 2, 3, 4 cho 4 đầu dây tại 1 đầu dây cáp (phòng A) Nối 2, 3, 4 với nhau

Nối 1 cực pin vào dây 1, cực còn lại vào (2-3-4)

Sang phòng kia (phòng B) : Một đầu a của bóng đèn nối vào 1 dây nào đó, đầu còn

lại b lần lượt chạm vào các dây còn lại Có 4 khả năng xảy ra :

 Nếu sau 2 lần chạm đèn đều sáng thì a là cuối dây 1 (hình A);

 Nếu sau 2 lần chạm đèn đều không sáng thì dây chưa chạm là dây 1

 Nếu lần đầu không sáng mà lần thứ 2 lại sáng thì chỗ chạm lần 2 là cuối dây 1

 Nếu lần đầu sáng mà lần thứ 2 lại không sáng thì chỗ chạm lần đầu là cuối dây

1

Vậy trong bước 1 có 2 lần thử và xác định được dây 1

0,25

0,25 Bước 2: (hình B)

Ở phòng A : Nối 3 và 4 với nhau và với 1 cực pin ; cực pin còn lại nối với dây2

Ở phòng B : Một đầu đèn a nối vào 1 dây bất kỳ (trừ 1 đã biết), lần lượt chạm đầu

còn lại b của đèn vào 2 dây còn lại (trừ 1 đã biết) Có 2 khả năng xảy ra :

 Nếu 2 lần thử đèn đều sáng thì a là dây 2

 Nếu 1 lần sáng, 1 lần tối thì lần sáng chỗ b chạm vào là dây 2

Vậy trong bước 2 có 2 lần thử và xác định được dây 2

0,25

0,25

Bước 3 : (hình C)

Ở phòng A : Nối pin vào 2 và 4 (hoặc 3)

Ở phòng B : Nối đầu đèn a vào cuối dây 2, chạm đầu còn lại b của đèn vào 1 trong 2

dây (cuối của 3 hoặc 4)

Nếu đèn sáng thì dây chạm là 4 (hoặc 3), nếu không là 3 (hoặc 4)

Tóm lại dùng ít nhất là 5 lần thử

0,25

0,25

6

1,0

điểm

Câu 6 (1,0 điểm)

Gọi R1, l1, S1, d1 lần lượt là điện trở, chiều dài, tiết diện, đường kính tiết diện của dây thứ

nhất và của dây thứ hai lần lượt là: R2 l2 S2 d2

Ta cĩ: d1 = 2d2

Mà S1 =

0,25

b

a

S2 =

2 2

4

d



1 4 2

Mà m1= m2 V D V D1  2

V1V2

 S l1 1 S l2 2

1

Ta có: R1 =

2

1 1 4

l

2 2

2

.l

R

S



1 16

2 16 1 16.4 64( )

- Khi mắc hai dây song song nhau

Rtđ =

1 2

( )

4 64 17

R R

R R    

0,25

0,25

0,25

Ghi chú: Câu 4 Nếu thí sinh áp dụng trực tiếp các công thức thấu kính mà không chứng minh thì trừ

0,25 điểm