Đề thi tuyển sinh lớp 10 môn lý chuyên tỉnh bắc ninh năm học 2016 2017(có đáp án)

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 6 năm 2016

(Đề thi có 02 trang)
Câu 1 (2,0 điểm).
1. Từ hai bến A và B cách nhau s = 32km dọc theo dòng sông có hai canô cùng xuất phát đi
đến gặp nhau để chuyển bưu kiện từ canô nọ sang canô kia trong khoảng thời gian rất ngắn rồi lập
tức quay trở về bến cũ. Biết tốc độ của hai canô so với nước yên lặng đều bằng v 1 và tốc độ dòng
nước so với bờ là v 2 thì khi trở về đến bến cũ, thời gian đi hết của hai canô hơn kém nhau là 2 giờ.
Nếu tốc độ của hai canô so với nước tăng lên gấp 3 lần thì khi trở về tới bến, thời gian đi hết của hai
canô chênh lệch nhau là 12 phút. Biết nước chảy xuôi từ A đến B.
a) Hỏi địa điểm gặp nhau của hai canô để trao đổi bưu kiện
gần A hay gần B hơn.
H
N
b) Tìm v1 và v2.
2. Ở một đoạn sông nước chảy với tốc độ v = 3 km/h, một người
muốn chèo thuyền từ vị trí M ở bờ sông bên này tới vị trí N ở bờ sông bên
v
kia (Hình 1). Cho MH = 300m, HN = 400m. Hỏi người đó phải chèo
thuyền với tốc độ so với nước yên lặng nhỏ nhất là bao nhiêu để có thể tới
M
được N.
Hình 1

Câu 2 (1,5 điểm).
Một khối thép đặc hình trụ độ cao 20cm, khối lượng 15,8 kg ban đầu ở nhiệt độ phòng là T 0 = 200C.
Người ta đặt nó vào trong một lò than trong 15 phút rồi lấy ra thì nhiệt độ khối thép rắn bây giờ là T 1
= 8200C.
1. Cho rằng 10% nhiệt lượng của lò than tỏa ra được truyền cho khối thép, hãy xác định
lượng than trung bình đã cháy trong lò trong 1 giờ.
2. Khối thép lấy từ lò ra được đặt trong một vại sành (cách nhiệt) hình trụ tròn, đường kính
trong là D = 30cm. Người ta tưới nước ở nhiệt độ T = 20 0C lên khối thép ấy cho tới khi nó vừa đúng
ngập trong nước. Nhiệt độ của nước khi hệ cân bằng nhiệt là T 2 = 700C. Hãy tính khối lượng nước
mà ta đã tưới lên khối thép.
Cho biết:
Khối lượng riêng của nước và thép lần lượt là: 1000kg/m3; 7900kg/m3.
Nhiệt dung riêng của nước và thép lần lượt là: 4200J/kgK; 460J/kgK.
Nhiệt hóa hơi của nước là: 2,3.106 J/kg; Nhiệt độ sôi của nước là: 1000C.
Năng suất tỏa nhiệt của than là: 34.106 J/kg.
Câu 3 (3,0 điểm).
Cho mạch điện AB (Hình 2) được nối vào nguồn điện một chiều có hiệu

A
+

Ω

điện thế không đổi là U = 16V, điện trở R o = 4 , đèn Đ có ghi 12V - A
6W, Rx là biến trở. Bỏ qua điện trở của ampe kế và các dây nối, coi điện
trở của đèn Đ không đổi.
1. Tìm giá trị của Rx để đèn sáng bình thường.
2. Điều chỉnh biến trở để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch MN
cực đại.

B

U

-

Rx
Ro

M

Đ

N

Hình 2

a) Tính Rx và công suất cực đại đó.
b) Tính công suất tiêu thụ của đèn.
3. Thay biến trở Rx bằng một nhiệt điện trở R có cường độ dòng điện chạy qua phụ thuộc vào
hiệu điện thế hai đầu điện trở theo quy luật , trong đó . Tìm công suất tiêu thụ trên điện trở R và cho
biết độ sáng của đèn khi đó.
Câu 4 (2,5 điểm).
Trang 1


Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính (A nằm trên trục chính) của thấu kính hội tụ có dạng hình
f

tròn bán kính rìa R, quang tâm O, tiêu điểm chính là F và F'. Gọi

= OF = OF' là tiêu cự của thấu
kính; khoảng cách từ vật AB, ảnh A'B' đến thấu kính lần lượt là d = OA, d' = OA'.
1 1 1
A' B' d '
= +
=
f d d'
AB
d
1. Chứng minh rằng với ảnh thật, ta luôn có:
và
.
2. Vật AB và màn cố định, cách nhau một khoảng L không đổi. Dịch chuyển thấu kính dọc
theo trục chính trong khoảng giữa vật và màn thì thấy có hai vị trí của thấu kính mà vật AB cho ảnh
l
rõ nét trên màn, khoảng cách giữa hai vị trí này là .
f
l
Tìm tiêu cự
theo L và .
3. Thay vật sáng bằng nguồn sáng điểm S trên trục chính. Giữ S và màn cố định, cách nhau
một khoảng L1 không đổi. Dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính trong khoảng giữa vật và màn
thì thấy vệt sáng trên màn không thu lại thành một điểm, nhưng khi thấu kính cách màn một đoạn
thì trên màn thu được một vệt sáng hình tròn có bán kính nhỏ nhất.

1

1

f

Tìm tiêu cự
của thấu kính theo L1 và .
n
Câu 5 (1,0 điểm).
n
Hai cốc thuỷ tinh giống hệt nhau, vỏ rất mỏng, có diện tích đáy S A
h
= SB = S = 20cm2 và trọng lượng PA=PB =P, một cốc chứa nước và
một cốc chứa dầu. Khi đặt cả hai cốc vào bể nước thì đáy cốc và
mực chất lỏng trong cốc đều cách mặt nước trong bể tương ứng là h
B
A
và n (Hình 3)
1. Xác định n và P. Biết h = 4,5cm, khối lượng riêng của
Hình 3
nước và dầu lần lượt là D1=1000kg/m3, D2 = 800kg/m3.
2. Rót dầu vào cốc nước để hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau. Khi chiều cao cột dầu là x
thì đáy cốc cách mặt nước một khoảng là y. Thiết lập hệ thức giữa x và 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 cả thí sinh chuyên Vật lý)

Ghi chú :
- Nếu sai đơn vị trừ 0,25 đ và chỉ trừ 1 lần.
- Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa./.
Câu

Phầ

Nội dung hướng dẫn chấm
Trang 2

Điểm


n
Câu 1
1.a

Địa điểm gặp nhau để trao đổi bưu kiện gần A hay gần B hơn?
Giả sử lúc đầu hai canô trao đổi bưu kiện tại C:
Gọi s1 = AC, s2 = BC, AB = s = s1 + s2.
- Thời gian đi đến gặp nhau của hai canô là bằng nhau 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 hơn.

0,75 đ

→

- Thời gian canô đi từ A

C
A:
s1
s1
s2
s1
s
tA =
+
=
+
=
v1 + v2 v1 − v2 v1 − v2 v1 − v2 v1 − v2
→ →
- Thời gian canô đi 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 2 = 2(h)
v1 − v2 v1 + v2 v1 − v2
(2)
v = 3v1
'
1

- Tương tự nếu tăng tốc độ lên gấp 3 lần:
2v .s
1
t A' − t B' = 2 2 2 = (h)
9v1 − v2 5

, ta có:

(3)
- Lấy (2) chia (3), ta được:
9v12 − v22
= 10
2

2
2
2
2
2
v12 − v22
↔ 9v1 − v2 = 10v1 − 10v2 ↔ v1 = 9v2 → v1 = 3v2

0,25 đ

(4)

- Thế (4) vào (2):
2 sv2
s
s 32
=
=2
v2 = =
= 4(km / h) v = 3v = 3.4 = 12(km / h)
2
8v2
4v2
1
2
→
8 8
2

0,25 đ

Tìm vận tốc nhỏ nhất của thuyền
Gọi V là tốc độ của thuyền so với nước.
Giả sử người đó chèo thuyền theo hướng MP.
Đặt HP = x ta có
Hay

P

H

M

Trang 3

N

0,5 đ
0,25 đ


Ta được
Phương trình có nghiệm khi ∆’≥0

0,25 đ

Vậy khi x = 225m.

Câu 2
1

Xác định lượng than trung bình đã cháy trong lò trong 1 giờ
Gọi Q là nhiệt lượng mà than tỏa ra trong vòng 1 giờ.
Vậy nhiệt lượng than tỏa ra trong 15 phút là
Nhiệt lượng than cung cấp cho khối thép:

(1,5 điểm)
0,75 đ

0,25 đ

Phương trình cân bằng nhiệt:
0,25 đ

Thay số Q=232,576.106 (J)
Lương than cháy trong 1 giờ:

0,25 đ
2

Hãy tính lượng nước đã tưới lên khối thép

0,75 đ

Thể tích miếng thép
Thể tích trong của vại sành có chiều cao bằng chiều cao của miếng thép
là:
0,25 đ
Thể tích nước trong vại:
Vn = V – Vt = 0,01213 (m3)

Khối lượng nước trong vại:
m = VnDn = 12,13kg
Gọi m’ là khối lượng nước đã hóa hơi, L là nhiệt hóa hơi của nước, ta có
phương trình cân bằng nhiệt:
mtct(T1 – T2) = m’cn (100 - T) + m’L + mcn (T2 – T)
Thay số ta được m’ = 1,1kg

Vậy khối lượng nước cần dùng là: mn = m + m’ = 13,23kg
Câu 3
1

Tìm giá trị của Rx để đèn sáng bình thường.
- Để đèn sáng bình thường thì
U MN = U dm = 12(V )

→ U R o = U − U MN = 4(V )

Trang 4

0,25 đ

0,25 đ
(3,0 điểm)
1,0 đ
0,25 đ


I=

→

2
2.a

=

Ro

4
= 1( A)
4

0,25 đ

Pdm
6
=
= 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 trên đoạn mạch MN cực đại.
Tính Rx và công suất cực đại đó.
U2
U2
U2
PMN = I 2 .RMN = 2 .RMN =
.
R
=
MN
2
2
R
 Ro

( Ro + RMN )
+ RMN ÷

 R
÷

MN


 Ro
+ RMN

 R
MN


( PMN ) max
- Vì U = hằng số, để


÷
÷
min

thì
Ro
R MN

- Áp dụng bất đẳng thức Côsi:
 Ro

+ RMN ÷

 R
÷
MN


min
- Vậy
khi

Ro
R MN

0,25 đ
1,25 đ
0,75đ

0,25 đ

+ RMN ≥ 2 Ro

= RMN ↔ RMN = Ro = 4(Ω)

R .R
1
1
1
=
+
→ Rx = MN d = 4,8(Ω)
RMN Rx Rd
Rd − RMN

0,25 đ

Mà
- Công suất tiêu thụ trên đoạn MN cực đại bằng:

( PMN ) max =
2.b

2

0,25 đ

2

U
16
=
= 16(W)
4 Ro 4.4

Tính công suất tiêu thụ của bóng đèn:

0,5 đ
I=

U
16
=
= 2( A)
R o + RMN
8

- Cường độ dòng điện trong mạch lúc này:

0,25 đ

→ U d = U − I .Ro = 16 − 2.4 = 8(V )

Pd =

3

U d2
82
8
=
= (W)
Rd
24
3

- Công suất tiêu thụ của bóng đèn:
Tìm công suất tiêu thụ trên điện trở R và cho biết độ sáng của đèn

Trang 5

0,25 đ
0,75 đ


Giả sử hiệu điện thế hai đầu điện trở R là UR => Uđ = UR
Cường độ dòng điện qua R

Cường độ dòng điện qua đèn
Cường độ dòng điện qua mạch chính
Ta có phương trình: U

0,25 đ

Thay số ta được
Hay
Giải phương trình trên ta được

0,25 đ

Công suất tiêu thụ trên điện trở PR = UR.IR = k.UR. = 6(W).
Khi đó đèn sáng bình thường

0,25 đ

Câu 4

(2,5 điểm)
1
Chứng minh rằng với ảnh thật, ta luôn có:

A' B ' d '
=
AB
d

và

1,0 đ

1 1 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 và F'A' = OA' - OF' = d' - f nên
'

+ Từ (1) và (2):

(2)

'

d −f d
= ↔ d ' f = d .d ' − df

'
'
f
d
↔ d .d = d f + df

(3)

1 1 1
= +
f d d'

2

+ Chia cả 2 vế phương trình (3) cho dd'f, ta được:
f
l
Tìm tiêu cự
theo L và .
d + d' = L ↔ d +

(đpcm)
0,75 đ

df
=L
d−f
↔ d 2 − Ld + Lf = 0

- Ta có:

0,25 đ

0,25 đ
(4)

Để thu được 2 ảnh của AB trên màn thì phương trình (4) phải có 2
∆ = L2 − 4 Lf > 0

nghiệm phân biệt
Phương trình có 2 nghiệm khi L>4f
Trang 6

0,25 đ


d1 =

L− ∆
2

d2 =

;

Theo giả thiết:

L+ ∆
2

L2 − l 2
2
→
f
=
d 2 − d1 = ∆ = L − 4 Lf = l
4L

3

1

Tính tiêu cự f của thấu kính theo L1 và

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

2

=

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 nhất thì
nhỏ nhất.
2
2
d
( L1 − 1 )

L1
L1
Điều kiện này xảy ra khi : f =
=
Câu 5

0,25 đ

1,0 điểm
0,25 đ

1
n
n

h

B

A

- Trọng lượng nước trong cốc: P1 = S(h - n). d1
- Trọng lượng dầu trong cốc: P2 = S(h + n). d2
- Vì các cốc nằm cân bằng: FA = P + P1 = P + P2⇒ P1 = P2
Trang 7


n=

2

d1 − d 2
h
d1 + d 2

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 trong 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 và 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
4
h+ 2 x
h+ 2 x
d1
D1
5
⇒y=
hay y =
thay số y = 4,5 + x

Trang 8

0,25 đ

0,25 đ