đê và đáp án môn vật lí thi vào 10 chuyên

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2015-2016
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ
Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí
Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề.
(Đề có 02 trang)
—————————

Bài 1 (2 điểm)
Một bình thông nhau
gồm 2 nhánh hình trụ đặt thẳng
đứng có tiết diện S1 = 40 cm2 và
S2 = 20 cm2. Phần ống nối thông
m1
hai trụ tiết diện nhỏ không đáng
m2
kể. Một lượng nước có thể tích H
S1
V = 2 lít được đổ vào bên trong
S2
bình. Các nhánh được đậy kín
h1
bằng các pittông khối lượng m 1
h2
= 1,2 kg và m2 = 1 kg như hình
vẽ. Các pittông có thể dễ dàng
dịch chuyển bên trong các
nhánh. Cho khối lượng riêng của
nước là D1 = 103 kg/m3, của dầu

hỏa là D2 = 800 kg/m3.
a. Tìm độ cao của các cột nước trong hai nhánh khi hệ ở trạng thái cân bằng.
b. Người ta đổ thêm dầu hỏa vào trong nhánh 2. Tìm khối lượng dầu tối đa có thể đổ vào sao
cho không có lượng chất lỏng nào bị tràn ra ngoài. Cho chiều cao của các nhánh bằng nhau bằng H =
0,45 m.
c. Chiều cao H của hai nhánh phải bằng bao nhiêu để khi mực chất lỏng ở một trong hai nhánh
đầy thì độ chênh lệch mực chất lỏng ở hai nhánh là 0,15 m?
Bài 2 (2 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Đèn Đ có ghi: 6 V – 3 W. Thay đổi biến trở R
để công suất trên nó đạt giá trị cực đại và
bằng 9 W, khi đó đèn sáng bình thường. Tìm
giá trị của R0 và U. Bỏ qua điện trở của dây
nối.

U

R0

+ -

Đ

R

Bài 3 (2 điểm)
Một vật xuất phát từ A chuyển động về phía B trên đường thẳng AB theo quy luật: trong 10 s
đầu vật chuyển động đều hướng về B với vận tốc v 1 = 10 cm/s, sau đó vật chuyển động lùi lại về phía
A với vận tốc v2 = 4 cm/s trong thời gian 5 s. Tiếp đó vật lại chuyển động về B với vận tốc v 1 trong 10
s, rồi lại giật lùi với vận tốc v2 trong 5 s. Quá trình lặp lại liên tục như vậy.

a. Sau 43 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động vật cách vị trí xuất phát một khoảng bằng bao nhiêu?
b. Sau thời gian bao lâu kể từ thời điểm bắt đầu chuyển động vật cách điểm xuất phát 500 cm.
c. Cùng một lúc với vật trên có một vật khác xuất phát từ B chuyển động về A với vận tốc
không đổi v3 = 6 cm/s. Tìm vị trí hai vật gặp nhau. Biết khoảng cách AB = 10 m.


Bài 4 (2 điểm)
Một nhiệt lượng kế ban đầu không chứa gì, có nhiệt độ t 0. Đổ vào nhiệt lượng kế một ca nước
nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 5 0C. Lần thứ hai, đổ thêm một ca nước nóng như
trên vào thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 3 0C nữa. Hỏi nếu lần thứ ba đổ thêm vào cùng
một lúc 5 ca nước nóng nói trên thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu độ nữa ?
Bài 5 (2 điểm)
Cho thấu kính phân
kì L1 có tiêu cự f1 = -18 cm
và thấu kính hội tụ L2 có
B
tiêu cự f2 = 24 cm, đặt
cùng trục chính, cách nhau
L1
L2
một khoảng l. Một vật
A
sáng AB đặt vuông góc
với trục chính trước thấu
kính L1, cách L1 một
khoảng d1, qua hệ hai thấu
kính cho ảnh sau cùng là
l
A2B2.
a. Cho d1 = 18 cm.

Xác định l để ảnh A2B2 là
ảnh thật.
b. Tìm l để A2B2 có độ lớn không thay đổi khi cho AB di chuyển dọc theo trục chính.
c. Bây giờ người ta đưa vật AB vào khoảng giữa hai thấu kính, hỏi vật AB phải ở vị trí nào để
ảnh của vật qua hai thấu kính trùng nhau. Biết khoảng cách giữa hai thấu kính lúc này là l = 60 cm.

———— HẾT————
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm!
Họ và tên thí sinh…………………………………… Số báo danh…………………………………...


SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC

KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2015-2016
ĐÁP ÁN THI MÔN: VẬT LÍ
Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí

Bài
Bài 1:
(2 điểm)

Bài 2:
(2 điểm)

Điểm
a. (0,75 điểm)
Khi hệ ở trạng thái cân bằng tổng áp suất ở đáy của hai bình phải bằng nhau.
10.m1
10.m 2
+ 10.D1.h1 =

+ 10.D1.h 2
S1
S2
10.1, 2
10.1
+ 10.103.h1 =
+ 10.103.h 2
Thay số:
−4
40.10
20.10−4
Hay: h1 = h2 + 0,2 (1).
Tổng thể tích nước trong bình:
V = h1.S1 + h2.S2.
Thay số: 2.10-3 = 40.10-4.h1 + 20.10-4.h2  2h1 + h2 = 1 (2).
Từ (1) và (2) ta tìm được: h1 = 0,4 m và h2 = 0,2 m.
b. (0,75 điểm)
Có hai trường hợp: khi đổ dầu vào nhánh 2 thì nước ở nhánh 1 sẽ bị trào ra trước
hoặc dầu ở nhánh 2 bị trào ra trước. Ta xét trường hợp nước ở nhánh 1 bị trào ra
trước. Gọi H1 và H2 là độ dài của các cột nước trong hai cột, x là chiều dài của cột
dầu. Khi đó H1 = H = 0,45 m. Vì tổng thể tích nước trong hai ống vẫn không đổi
bằng 2 l nên H1 và H2 vẫn thỏa mãn (2)  H2 = 0,1 m.
Điều kiện cân bằng cho hệ:
10.m1
10.m 2
+ 10.D1.H1 =
+ 10.D1.H 2 + 10.D 2 x (3)
S1
S2
10.1, 2

10.1
+ 10.103.0, 45 =
+ 10.103.0,1 + 10.8.10 2.x
Thay số:
−4
−4
40.10
20.10
 x = 0,1875 m
Khi đó tổng độ cao của cột chất lỏng bên ống 2 là: H 2 + x = 0,2875 m < 0,45 m 
như vậy giả thiết là đúng.
 khối lượng dầu lớn nhất có thể đổ vào là:
m = D2.x.S2 = 8.102.0,1875.20.10-4 = 0,3 kg
c. (0,5 điểm)
h1, h2, x phải thỏa mãn các phương trình (2) và (3)
Ta có các phương trình:
2h1 + h2 = 1 (4)
h1 = h2 + 0,2 + 0,8 x (5)
Độ chênh lệch mực chất lỏng ở hai nhánh là 0,15 m
 h1 = h2 + x + 0,15 (6) hoặc h1 + 0,15 = h2 + x (7)
Từ (4), (5), (6) ta có: h1 = 0,47 m, h2 = 0,07 m, x = 0,25
Từ (4), (5), (7) ta có: h1 = 0,87 m, h2 = - 0,73 m, x = 1,75 (loại)
 độ cao của hai nhánh: H = h1 = 0,47 m.
Điện trở của đèn là: Rđ = 12 Ω, đặt R = x.
( 12 + R 0 ) x + 12R 0
12.x
Điện trở tương đương của mạch: Rtđ =
+ R0 =
12 + x
12 + x

U ( 12 + x )
U
=
 cường độ dòng điện trong mạch: I =
R td ( 12 + R 0 ) x + 12R 0
 cường độ dòng điện qua biến trở:

0,25

0,25
0,25

0,25
0,25

0,25

0,25

0,25

0,25


Ix = I

12
12U
=
x + 12 ( 12 + R 0 ) x + 12R 0

Công suất trên biến trở: Px = I x =
2
x

0,25

122 U 2 x
( 12 + R 0 ) x + 12R 0 

2

122 U 2

122 U 2
3U 2
2
=
≤
 Px = 
=9W
12R
4.12.R 0 ( 12 + R 0 ) ( 12 + R 0 ) R 0
( 12 + R 0 ) x + 0 
x 

2
 U = 3.R0(12 + R0) (1)
12R 0
Dấu “ = ” xảy ra khi x =

12 + R 0
Khi đèn sáng bình thường thì hiệu điện thế hai đầu biến trở bằng hiệu điện thế hai
đầu đèn bằng 6 V
12R 0
12R 0
12U
12U
=
12R 0
 Ix.x = 6 hay ( 12 + R 0 ) x + 12R 0 12 + R 0
+ 12R 0 12 + R 0 = 6
( 12 + R 0 )
12 + R 0
Hay: U = 12 + R0 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: R0 = 6 Ω và U = 18 V.
Bài 3:
(2 điểm)

a. (0,5 điểm)
Trong mỗi chu trình vật đi được quãng đường bằng: 10.10 – 4.5 = 80 cm, thời gian
thực hiện một chu trình là: 10 + 5 = 15 s.
Nhận xét: 2. 15 < t = 43 s < 3.15 s  vật đang ở trong chu trình thứ 3.
Ngoài ra: t = 43 s > 2.15 + 10 = 40 s
 vật đang giật lùi, thời gian giật lùi là: 43 – 40 = 3 s.
 khoảng cách đến điểm xuất phát là: AC = 2.80 + 10.10 – 3.5 = 245 m.
b. (0,5 điểm)
TH1: Nhận xét: 6.80 < AC = 500 m < 7.80 (m)  vật đang ở trong chu trình thứ 6
và đang tiến: AC = 500 m = 6.80 + 20 m  vật tiến thêm 20 m  thời gian tiến
thêm là: 20:10 = 2 s  tổng thời gian là: 6.15 + 2 = 92 s.
TH 2: 500 cm = 400 cm + 100 cm

 tổng thời gian là: 5.15 + 10 = 85 s.
c. (1 điểm)
Giả sử khi gặp nhau vật đi từ A đang chuyển động ở giai đoạn thứ n + 1. Có hai
trường hợp có thể xảy ra là khi gặp nhau thì vật A đang tiến hoặc vật A đang lùi.
Biểu thức tính quãng đường và thời gian ứng với hai trường hợp trên là:
- TH 1: Nếu vật đang đi về phía B:
S2 = 80.n + 10. Δt (cm)
Thời gian: t = 15.n + Δt (s)
(với 0 < Δt ≤ 10 s, n là số chu trình)
- TH 2: Nếu vật đang đi giật lùi về phía A:
S2 = 80.n + 10.10 – 4. Δt (cm)
Thời gian: t = 15.n + 10 + Δt (s)
(với 0 ≤ Δt ≤ 5 s, n là số chu trình).
- Quãng đường mà vật 1 đã đi S1 = 6.t
Khi hai vật gặp nhau thì tổng quãng đường mà chúng đã đi bằng AB.
Giả sử khi gặp nhau vật 2 đang chuyển động về B :
80.n + 10. Δt + 6 (15.n + Δt ) = 1000
1000 − 16.∆t
n=
(1)
170

0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
0,25

0,25
0,25
0,25
0,25

0,25

0,25

0,25
0,25


Với 0 < Δt ≤ 10 s  4,94 < n < 5,88  n = 5  giả sử đúng.
Thay vào (1) suy ra: Δt = 9,375 s.
 Khi gặp nhau hai vật cách A một khoảng là: S2 = 80.n + 10. Δt = 493,75 cm.

Bài 4: - Gọi: qK là nhiệt dung của nhiệt lượng kế.
(2 điểm) qC là nhiệt dung của một ca nước nóng, t là nhiệt độ của nước nóng.
q C [ t - (t 0 + 5) ] = 5q K
- Khi đổ một ca nước nóng:
(1)
- Khi đổ thêm 1 ca nước nóng lần hai:
q C [ t - (t 0 + 5 + 3) ] = 3(q K + q C )
(2)
- Khi đổ thêm 5 ca nước nóng lần ba:
5q C [ t - (t 0 + 5 + 3 + ∆t) ] = (q K + 2q C ) ∆t
(3)
qK
q

=
⇒
C
3
- Từ (1) và (2) ta có : 5q K - 3q C = 3q K + 3q C
(4)
- Từ (2) và (3) ta có : 5(3q K + 3q C ) − 5q C ∆t = (q K + 2q C )∆t
(5)
- Thay (4) vào (5) ta có :
10q K
∆t
⇒ 20q K =
3
⇒ ∆ t = 6 (0C)

5(3q K + q K ) − 5

qK
q
∆t = (q K + 2 K )∆t
3
3

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

0,25


Bài 5:
(2 điểm)

Sơ đồ tạo ảnh:

a) (0,5 điểm)
Ta có: d1’ =

d1 f1
= - 9 cm; d2 = l – d1’ = l + 9;
d1 − f1

d2 f2
24(l + 9)
=
.
d2 − f2
l − 15
Để ảnh cuối cùng là ảnh thật thì d2’ > 0  l > 15cm.
b) (0,5 điểm)
d1 f1
− 18d 1
ld1 + 18l + 18d1
Ta có: d1’ =
=
; d2 = l – d1’ =
;

d1 − f1 d1 + 18
d1 + 18
d2 f2
24(ld1 + 18l + 18d1 )
d2’ =
=
;
d 2 − f 2 ld1 + 18l − 6d1 − 432
432
432
d 'd '
k= 1 2 ==.
ld1 + 18l − 6d1 − 432
d1 (l − 6) + 18l − 432
d1d 2
4
Để k không phụ thuộc vào d1 thì l = 6 cm; khi đó thì k = ; ảnh cùng chiều với vật.
3
c) (1 điểm)
Đặt O1A = d1, O2A = d2 (d1 > 0, d2 < 60 cm)
Ta có: d1 + d2 = 60 ⇒ d2 = 60 – d1 (1)
d1 f1
− 18d1
d1’ =
=
(2)
d1 − f1 d1 + 18
d2 f2
(60 − d1 )24 (60 − d1 )24
=

d2’ =
=
(3)
d 2 − f 2 60 − d1 − 24
36 − d1
Do vật thật qua thấu kính phân kỳ luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật và gần
thấu kính hơn vật nên để hai ảnh trùng nhau thì ảnh của vật qua thấu kính hội tụ
phải nằm trong khoảng O1O2 do đó ảnh này phải là ảnh ảo ⇒ d1’, d2’ < 0
,
,
Khi hai ảnh trùng nhau ta có d1 + d 2 = 60
d2’ =

⇒ - d1’ - d2’ = 60 (4)
Thay (2), (3) vào (4) ta được

18d1
(60 − d1 )24
−
= 60
d1 + 18
36 − d1

⇒ 11 d1 2 - 240d1 – 10800 = 0 ⇒ d1 = 44,1cm.
Vậy AB cách thấu kính L1 khoảng d1 = 44,1cm.

0,25
0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25
0,25