UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2016 - 2017 Môn thi: Vật lý (Dành cho thí sinh chuyên Vật lý) Thời gian làm bài: 150 phút(không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 11 tháng năm 2016 (Đề thi có 02 trang) Câu (2,0 điểm) Từ hai bến A B cách s = 32km dọc theo dòng sông có hai canô xuất phát đến gặp để chuyển bưu kiện từ canô sang canô khoảng thời gian ngắn quay trở bến cũ Biết tốc độ hai canô so với nước yên lặng v tốc độ dòng nước so với bờ v trở đến bến cũ, thời gian hết hai canô Nếu tốc độ hai canô so với nước tăng lên gấp lần trở tới bến, thời gian hết hai canô chênh lệch 12 phút Biết nước chảy xuôi từ A đến B a) Hỏi địa điểm gặp hai canô để trao đổi bưu kiện gần A hay gần B H N b) Tìm v1 v2 Ở đoạn sông nước chảy với tốc độ v = km/h, người muốn chèo thuyền từ vị trí M bờ sông bên tới vị trí N bờ sông bên v (Hình 1) Cho MH = 300m, HN = 400m Hỏi người phải chèo thuyền với tốc độ so với nước yên lặng nhỏ để tới M N Hình Câu (1,5 điểm) Một khối thép đặc hình trụ độ cao 20cm, khối lượng 15,8 kg ban đầu nhiệt độ phòng T = 200C Người ta đặt vào lò than 15 phút lấy nhiệt độ khối thép rắn T = 8200C Cho 10% nhiệt lượng lò than tỏa truyền cho khối thép, xác định lượng than trung bình cháy lò Khối thép lấy từ lò đặt vại sành (cách nhiệt) hình trụ tròn, đường kính D = 30cm Người ta tưới nước nhiệt độ T = 20 0C lên khối thép vừa ngập nước Nhiệt độ nước hệ cân nhiệt T = 700C Hãy tính khối lượng nước mà ta tưới lên khối thép Cho biết: Khối lượng riêng nước thép là: 1000kg/m3; 7900kg/m3 Nhiệt dung riêng nước thép là: 4200J/kgK; 460J/kgK Nhiệt hóa nước là: 2,3.106 J/kg; Nhiệt độ sôi nước là: 1000C Năng suất tỏa nhiệt than là: 34.106 J/kg Câu (3,0 điểm) Cho mạch điện AB (Hình 2) nối vào nguồn điện chiều có hiệu A + Ω điện không đổi U = 16V, điện trở R o = , đèn Đ có ghi 12V - A 6W, Rx biến trở Bỏ qua điện trở ampe kế dây nối, coi điện trở đèn Đ không đổi Tìm giá trị Rx để đèn sáng bình thường Điều chỉnh biến trở để công suất tiêu thụ đoạn mạch MN cực đại B U - Rx Ro M Đ N Hình a) Tính Rx công suất cực đại b) Tính công suất tiêu thụ đèn Thay biến trở Rx nhiệt điện trở R có cường độ dòng điện chạy qua phụ thuộc vào hiệu điện hai đầu điện trở theo quy luật , Tìm công suất tiêu thụ điện trở R cho biết độ sáng đèn Câu (2,5 điểm) Trang Vật sáng AB đặt vuông góc với trục (A nằm trục chính) thấu kính hội tụ có dạng hình f tròn bán kính rìa R, quang tâm O, tiêu điểm F F' Gọi = OF = OF' tiêu cự thấu kính; khoảng cách từ vật AB, ảnh A'B' đến thấu kính d = OA, d' = OA' 1 A' B' d ' = + = f d d' AB d Chứng minh với ảnh thật, ta có: Vật AB cố định, cách khoảng L không đổi Dịch chuyển thấu kính dọc theo trục khoảng vật thấy có hai vị trí thấu kính mà vật AB cho ảnh l rõ nét màn, khoảng cách hai vị trí f l Tìm tiêu cự theo L Thay vật sáng nguồn sáng điểm S trục Giữ S cố định, cách khoảng L1 không đổi Dịch chuyển thấu kính dọc theo trục khoảng vật thấy vệt sáng không thu lại thành điểm, thấu kính cách đoạn thu vệt sáng hình tròn có bán kính nhỏ 1 1 f Tìm tiêu cự thấu kính theo L1 n Câu (1,0 điểm) n Hai cốc thuỷ tinh giống hệt nhau, vỏ mỏng, có diện tích đáy S A h = SB = S = 20cm2 trọng lượng PA=PB =P, cốc chứa nước cốc chứa dầu Khi đặt hai cốc vào bể nước đáy cốc mực chất lỏng cốc cách mặt nước bể tương ứng h B A n (Hình 3) Xác định n P Biết h = 4,5cm, khối lượng riêng Hình nước dầu D1=1000kg/m3, D2 = 800kg/m3 Rót dầu vào cốc nước để hai chất lỏng không trộn lẫn vào Khi chiều cao cột dầu x đáy cốc cách mặt nước khoảng y Thiết lập hệ thức x y Hết Họ tên thí sinh: Số báo danh: UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2016 – 2017 Môn thi: Vật lý(Dành cho tất thí sinh chuyên Vật lý) Ghi : - Nếu sai đơn vị trừ 0,25 đ trừ lần - Mọi cách giải khác cho điểm tối đa./ Câu Phầ Nội dung hướng dẫn chấm Trang Điểm n Câu 1.a Địa điểm gặp để trao đổi bưu kiện gần A hay gần B hơn? Giả sử lúc đầu hai canô trao đổi bưu kiện C: Gọi s1 = AC, s2 = BC, AB = s = s1 + s2 - Thời gian đến gặp hai canô nên ta có: s1 s2 s1 s2 C A t= = v1 + v2 v1 − v2 v2 (1) v1 + v2 > v1 − v2 1.b (2 điểm) 0,75 đ - Do Tính v1, v2 nên s1> s2 → → B 0,5 đ 0,25 đ C gần B 0,75 đ → - Thời gian canô từ A C A: s1 s1 s2 s1 s tA = + = + = v1 + v2 v1 − v2 v1 − v2 v1 − v2 v1 − v2 → → - Thời gian canô từ B C B: s2 s2 s1 s2 s tB = + = + = v1 − v2 v1 + v2 v1 + v2 v1 + v2 v1 + v2 0,25 đ t A > tB - Ta thấy: nên theo đầu bài, ta có: 2v s s s t A − tB = − = 2 = 2(h) v1 − v2 v1 + v2 v1 − v2 (2) v = 3v1 ' - Tương tự tăng tốc độ lên gấp lần: 2v s t A' − t B' = 2 = (h) 9v1 − v2 , ta có: (3) - Lấy (2) chia (3), ta được: 9v12 − v22 = 10 2 2 2 v12 − v22 ↔ 9v1 − v2 = 10v1 − 10v2 ↔ v1 = 9v2 → v1 = 3v2 0,25 đ (4) - Thế (4) vào (2): sv2 s s 32 = =2 v2 = = = 4(km / h) v = 3v = 3.4 = 12(km / h) 8v2 4v2 → 8 0,25 đ Tìm vận tốc nhỏ thuyền Gọi V tốc độ thuyền so với nước Giả sử người chèo thuyền theo hướng MP Đặt HP = x ta có Hay P H M Trang N 0,5 đ 0,25 đ Ta Phương trình có nghiệm ∆’≥0 0,25 đ Vậy x = 225m Câu Xác định lượng than trung bình cháy lò Gọi Q nhiệt lượng mà than tỏa vòng Vậy nhiệt lượng than tỏa 15 phút Nhiệt lượng than cung cấp cho khối thép: (1,5 điểm) 0,75 đ 0,25 đ Phương trình cân nhiệt: 0,25 đ Thay số Q=232,576.106 (J) Lương than cháy giờ: 0,25 đ Hãy tính lượng nước tưới lên khối thép 0,75 đ Thể tích miếng thép Thể tích vại sành có chiều cao chiều cao miếng thép là: 0,25 đ Thể tích nước vại: Vn = V – Vt = 0,01213 (m3) Khối lượng nước vại: m = VnDn = 12,13kg Gọi m’ khối lượng nước hóa hơi, L nhiệt hóa nước, ta có phương trình cân nhiệt: mtct(T1 – T2) = m’cn (100 - T) + m’L + mcn (T2 – T) Thay số ta m’ = 1,1kg Vậy khối lượng nước cần dùng là: mn = m + m’ = 13,23kg Câu Tìm giá trị Rx để đèn sáng bình thường - Để đèn sáng bình thường U MN = U dm = 12(V ) → U R o = U − U MN = 4(V ) Trang 0,25 đ 0,25 đ (3,0 điểm) 1,0 đ 0,25 đ I= → 2.a = Ro = 1( A) 0,25 đ Pdm = = 0,5( A) U dm 12 I dm = Mà U Ro 0,25 đ → I x = I − I d m = 0,5( A) Rx = U MN 12 = = 24(Ω) Ix 0,5 Điều chỉnh biến trở để công suất đoạn mạch MN cực đại Tính Rx công suất cực đại U2 U2 U2 PMN = I RMN = RMN = R = MN 2 R  Ro  ( Ro + RMN ) + RMN ÷   R ÷ MN    Ro + RMN   R MN  ( PMN ) max - Vì U = số, để  ÷ ÷ min Ro R MN - Áp dụng bất đẳng thức Côsi:  Ro  + RMN ÷   R ÷ MN  min - Vậy Ro R MN 0,25 đ 1,25 đ 0,75đ 0,25 đ + RMN ≥ Ro = RMN ↔ RMN = Ro = 4(Ω) R R 1 = + → Rx = MN d = 4,8(Ω) RMN Rx Rd Rd − RMN 0,25 đ Mà - Công suất tiêu thụ đoạn MN cực đại bằng: ( PMN ) max = 2.b 0,25 đ U 16 = = 16(W) Ro 4.4 Tính công suất tiêu thụ bóng đèn: 0,5 đ I= U 16 = = 2( A) R o + RMN - Cường độ dòng điện mạch lúc này: 0,25 đ → U d = U − I Ro = 16 − 2.4 = 8(V ) Pd = U d2 82 = = (W) Rd 24 - Công suất tiêu thụ bóng đèn: Tìm công suất tiêu thụ điện trở R cho biết độ sáng đèn Trang 0,25 đ 0,75 đ Giả sử hiệu điện hai đầu điện trở R UR => Uđ = UR Cường độ dòng điện qua R Cường độ dòng điện qua đèn Cường độ dòng điện qua mạch Ta có phương trình: U 0,25 đ Thay số ta Hay Giải phương trình ta 0,25 đ Công suất tiêu thụ điện trở PR = UR.IR = k.UR = 6(W) Khi đèn sáng bình thường 0,25 đ Câu (2,5 điểm) Chứng minh với ảnh thật, ta có: A' B ' d ' = AB d 1,0 đ 1 = + f d d' I B A F f O + Xét , tỉ số đồng dạng: B’ d’ d A' B ' OA' d ' = = AB OA d A’ F’ 0,25 đ 0,25 đ (1) A' B ' F ' A' = ' OI FO + Xét , có tỉ số đồng dạng: 0,25 đ A' B ' d ' − f = AB f Do OI = AB F'A' = OA' - OF' = d' - f nên ' + Từ (1) (2): (2) ' d −f d = ↔ d ' f = d d ' − df ' ' f d ↔ d d = d f + df (3) 1 = + f d d' + Chia vế phương trình (3) cho dd'f, ta được: f l Tìm tiêu cự theo L d + d' = L ↔ d + (đpcm) 0,75 đ df =L d−f ↔ d − Ld + Lf = - Ta có: 0,25 đ 0,25 đ (4) Để thu ảnh AB phương trình (4) phải có ∆ = L2 − Lf > nghiệm phân biệt Phương trình có nghiệm L>4f Trang 0,25 đ d1 = L− ∆ d2 = ; Theo giả thiết: L+ ∆ L2 − l 2 → f = d − d1 = ∆ = L − Lf = l 4L 1 Tính tiêu cự f thấu kính theo L1 0,25 đ (5) 0,75 đ Hình vẽ: E R S r d 0,25 đ l1 L1 d’ Ta có: d+ r R = ⇔ r d + d / − L1 / ⇔ R d r R = d − L1d + L1 f fd = d f − L1 d− f d f d− f 0,25 đ d L1 L1 − + f f d =  d L1   +  f d Vì L1, R không đổi, để r nhỏ nhỏ 2 d ( L1 − 1 ) L1 L1 Điều kiện xảy : f = = Câu 0,25 đ 1,0 điểm 0,25 đ n n h B A - Trọng lượng nước cốc: P1 = S(h - n) d1 - Trọng lượng dầu cốc: P2 = S(h + n) d2 - Vì cốc nằm cân bằng: FA = P + P1 = P + P2⇒ P1 = P2 Trang n= d1 − d h d1 + d n= ⇔ S(h - n) d1 = S(h + n) d2⇒ Hay 1000 − 800 n= 4,5 = 0,5(cm) 1000 + 800 Thay số + P = FA - P1 = Shd1 - S(h - n)d1 = S.n.d1 = 10.S.n.D1 Thay số: P = 0,1(N) - Trọng lượng dầu cốc đựng nước: Px = S.x.d2 D1 − D2 h D1 + D2 0,25 đ FA1 = S y.d1 - Lực đẩy Ácsimet tác dụng lên cốc đựng dầu nước là: FA1 - Vì cốc nằm cân bằng: P + P1 + Px = ⇔ S.n.d1 + S(h - n)d1 + S.x.d2 = S.y.d1 d D h+ x h+ x d1 D1 ⇒y= hay y = thay số y = 4,5 + x Trang 0,25 đ 0,25 đ