SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN THÁI NGUYÊN NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN : VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC ( Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu 1. (2,0 điểm) Một bình gồm 2 hình trụ có tiết diện ngang là S và 3S, có đáy nhẹ ghép (như hình vẽ). Người ta nhúng bình này trong nước và cố định nó ở một độ sâu nhất định. Biết thể tích hình trụ dưới là 0,3 lít. Người ta rót nhẹ vào bình 0,4 lít nước thì thấy đáy của bình rời ra. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m 3 . a, Tìm áp lực của nước bên ngoài bình tác dụng lên đáy bình. b, Nếu không đổ nước mà đặt vào đáy bình một quả cân nhỏ khối lượng 300 g thì phải đặt nó vào vị trí nào để đáy bình rời ra. Câu 2. (2,0 điểm) Có hai lò sấy điện giống nhau có điện trở R 30 , một điện trở 0 R 15 , một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi. Các lò sấy, điện trở R 0 được mắc vào nguồn điện theo các cách sau: Cách 1: Chỉ dùng một lò sấy mắc nối tiếp R 0 , sau một thời gian nhiệt độ của lò sấy giữ nguyên ở t 1 = 60 0 C. Cách 2: Dùng hai lò sấy mắc song song rồi mắc nối tiếp với R 0. Cách 3: Dùng hai lò sấy mắc nối tiếp nhau rồi mắc nối tiếp với R 0. Nhiệt độ của phòng không đổi bằng 20 0 C. Coi công suất tỏa nhiệt ra môi trường tỷ lệ với độ chêch lệch nhiệt độ giữa lò sấy và môi trường, bỏ qua sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ. a, Viết biểu thức tính công suất tiêu thụ của mỗi lò ứng với từng cách mắc. b, Với cách mắc 2 và 3 thì nhiệt độ mà mỗi lò sấy đạt được sau khi đã ổn định là bao nhiêu? Câu 3. (2,0 điểm) Người ta cần một dòng điện không đổi là 1,2 A chạy qua một máy, khi ấy máy có hiệu điện thế không đổi bằng 60V. Nguồn có hiệu điện thế không ổn định mà dao động xung quanh trị số 220V. Muốn cho hiệu điện thế đặt vào máy luôn không đổi và bằng 60V, người ta dùng thêm một biến trở ghi: 562,5  - 360 W. a, Vẽ sơ đồ mạch điện để biến trở không bị hỏng. b, Hiệu điện thế của nguồn chỉ được phép thay đổi trong khoảng giá trị nào? Câu 4. (2,0 điểm) Một chiếc thuyền bơi từ bến A đến bến B ở cùng một bên bờ sông với vận tốc đối với nước là v 1 = 4km/h, cùng lúc đó một ca nô chạy từ bến B theo hướng đến bến A với vận tốc đối với nước là v 2 = 12km/h. Trong thời gian thuyền đi từ A đến B thì ca nô kịp đi được 6 lần quãng đường đó và về đến B cùng một lúc với thuyền. Hãy xác định: a, Hướng và độ lớn vận tốc của nước sông. b, Nếu nước chảy nhanh hơn thì thời gian ca nô đi và về từ bến A đến bến B (như câu a) có thay đổi không? Vì sao? Câu 5. (2,0 điểm) Trong phòng thí nghiệm một học sinh dùng một kính lúp có tiêu cự 8 cm đặt trên một giá cố định, sau đó di chuyển điểm sáng S dọc theo trục chính của thấu kính thấy có hai vị trí của S là S 1 và S 2 nằm hai bên thấu kính cách thấu kính lần lượt là d 1 và d 2 (với d 2 = 2d 1 ) cho ảnh của S 1 và S 2 tạo bởi thấu kính trùng nhau. a, Vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên. b, Dùng hình vẽ xác định d 1 và d 2 . HẾT Họ và tên thí sinh:………………………………… Số báo danh:……………………………… ( Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) S 3S SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN THÁI NGUYÊN NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN : VẬT LÍ ( Thời gian làm bài 150 phút ) HƯỚNG DẪN THANG ĐIỂM VÀ ĐÁP ÁN Câu 1.(2,0 điểm) a, Khi rót 0,4 lít nước vào bình thì có 0,1 lít nước chứa trong hình trụ nhỏ. Chiều cao của trụ lớn là 33 0,3.10 0,1.10 h 3S S   vì S 3 10.1,0  cũng là chiều cao mực nước chứa trong hình trụ nhỏ, do đó mực nước chứa trong bình cao 2h. Áp lực do khối nước gây ra ở đáy bình là: 00 F p.3S 10D .2h.3S 60D hS   => F= 6N b,Vì rót vào bình 0,4 lít nước thì thấy đáy của bình rời ra . Vậy áp lực của nước ngoài bình tác dụng lên đáy bình phải có chiều hướng lên, đặt tại tâm đáy và có độ lớn cũng bằng: 0 F 60D hS; +Nếu không rót nước mà đặt quả cân có trọng lượng P = 0,3. 10 = 3 N thì đáy bình quay quanh O để rời ra. Theo nguyên lí đòn bẩy có 0 0 60D hSR P OC 3 R OB F OB 60D hS OB 3      R là bán kính đáy lớn 3 3S 0,1.10 R ,h S    Thay R, h vào  3S OB 2  Vật đặt tại B nằm trên đường kính cách mép O: 3S OB 2  0,25 đ 0,25 đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ vẽ hình đúng 0,25đ Câu 2.(2,0 điểm) a, Cách mắc 1: P 1 = 22 0 U I R ( ) R RR   Cách mắc 2: P 2 = 2 2 2 2 0 U I R R R 4(R ) 2   Cách mắc 3: P 3 = 22 3 0 U I R ( ) R R 2R   0,25đ 0,25đ B P C O F U R 0 R R ° ° U R 0 R R ° ° b, Do công suất tỏa nhiệt ra môi trường tỉ lệ với độ chêch lệch nhiệt độ giữa lò sấy và môi trường nên khi nhiệt độ lò ổn định thì công suất tiêu thụ bằng công suất hao phí. Lúc đầu:   2 10 I R k t t với 0 U I RR        01 2 0 2 ttk RR RU   (1) Sau khi mắc thêm một lò song song thì:   0 2 2 ttkRI x  (2) t x là nhiệt độ lớn nhất mà lò đạt được sau khi mắc thêm.         2 2 1 0 2 R R U I ->   0 2 0 2 2 4 ttk R R RU x         (3) Từ (1) và (3) ->     2 0 0 x 0 1 0 2 0 RR t t t t 22,5 C R 4R 2           -> 0 x t 42,5 C +Sau khi mắc thêm một lò nối tiếp thì:   0 2 2 ttkRI x  (4) t x là nhiệt độ lớn nhất mà lò đạt được sau khi mắc thêm.   2 0 U I R 2R   ->     2 x0 2 0 UR k t t R 2R   (5) Từ (1) và (4); (5) ->       2 0 0 x 0 1 0 2 0 RR t t t t 14,4 C R 2R        -> 0 x t 34,4 C Vậy nhiệt độ lớn nhất của lò sấy đạt được là 0 x t 42,5 C , ứng với cách mắc 2 và 34,4 0 cách 3. 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 3.(2,0 điểm) a, Biến trở chỉ chịu được dòng lớn nhất là: m 360 I 0,8A 1,2A. 562,5    +Vậy để đảm bảo biến trở không bị cháy, biến trở phải được mắc với máy vào mạch điện theo sơ đồ sau: Trong đó R là biến trở ; M là máy ; AB mắc với nguồn b, Từ sơ đồ mạch điện: gọi R CB là điện trở tương đương của đoạn CB thì: AB M CB CB U U U 60 1,2.R    Gọi dòng qua CD là I 1 , dòng qua CE là I 2 + Nếu 1 I 0,8A thì 2 I 0,4A. + Gọi x là điện trở của đoạn CD thì (562,5 – x) là điện trở của đoạn CE Có: 1 2 I 562,5 x 0,8 x 187,5 I x 0,4       ;   CB 187,5 562,5 187,5 R 125 . 562,5      AB U 60 1,2.125 210V.   0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ A B R C E D M +Nếu 2 I 0,8A Thì 1 I 0,4A Kết quả giống như trên. + Khi con chạy C ở chính giữa biến trở thì CB R R :2 140,625 2     AB U 60 1,2.140,625 228,75V.   Vậy khi con chạy dịch chuyển từ giữa biến trở ra hai bên thì để đảm bảo các yêu cầu, hiệu điện thế ổ cắm được phép thay đổi trong khoảng: AB 210V U 228,75V. 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 4.(2,0 điểm) a, Gọi khoảng cách giữa hai bến sông là S = AB, giả sử nước chảy từ A đến B với vận tốc u - Thời gian thuyền chuyển động từ A đến B là: t 1 = uv S  1 - Thời gian chuyển động của ca nô là: t 2 = 22 3S 3S v u v u   Theo bài ra: t 1 = t 2  uv S  1 = 22 3S 3S v u v u   Hay: uv  1 1 = 22 33 v u v u    22 2 1 2 2 u 6v u 6v v v 0    (1) Giải phương trình (1) ta được: u  - 2,059 km/h u  - 69,94 km/h loại vì u > 4 km/h Vậy nước sông chảy theo hướng BA ( ngược chiều + quy ước) với vận tốc gần bằng 2,059 km/h b, Thời gian ca nô đi và về: t 2 = 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 v u v u 6.S.v 3S 3S 3S( ) v u v u v u v u           Khi nước chảy nhanh hơn (u tăng)  v 2 - u 2 giảm  t 2 tăng (vì S, v 2 không đổi) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 5.(2,0 điểm) a, + Hai ảnh của S 1 và S 2 tạo bởi thấu kính trùng nhau,phải có một ảnh thật và một ảnh ảo. + Vì d 2 > d 1 nên : S 1 nằm trong khoảng tiêu cự  cho ảnh ảo. S 2 nằm ngoài khoảng tiêu cự  cho ảnh thật. b, +Gọi Slà ảnh của S 1 và S 2 qua thấu kính S 1 I//ON  1 1 1 SS SO d d SI SO SN SO f     0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ S S 1 F F ’ S 2 N M I O . . . Học sinh làm đúng theo cách khác vẫn cho đủ điểm. OI//NF ’  11 ' SO d d SO SI SO SO (1) SF SN SO f SO SO f f        => f.SO = d 1 (SO+f) (2) Vì S 2 I//OM có 2 2 2 SF SO SM SO f SO f SO SS SI SO SO d d        (3) => f.SO = d 2 (SO – f) (4) Từ (2) và (4) => d 1 (SO+f) = d 2 (SO – f) Vì d 2 = 2d 1 nên: d 1 (SO+8) = 2d 1 (SO – 8)  SO = 24 cm => d 1 = 6cm d 2 = 12cm 0,25đ 0,25đ 0,25đ . sao? Câu 5. (2,0 đi m) Trong phòng thí nghi m một học sinh dùng m t kính lúp có tiêu cự 8 cm đặt trên m t giá cố định, sau đó di chuyển đi m sáng S dọc theo. +Vậy để đ m bảo biến trở không bị cháy, biến trở phải được m c với m y vào m ch điện theo sơ đồ sau: Trong đó R là biến trở ; M là m y ; AB m c với nguồn