Đề thi tuyển sinh vào 10 THPT chuyên Lam Sơn môn Vật lý - Sở GD&ĐT Thanh Hóa (Có đáp án)

 së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o kú thi vµo líp 10 thpt chuyªn lam s¬n
 thanh ho¸ n¨m häc 2010 - 2011
 §Ò thi tham kh¶o M«n thi: VËt lý, cho líp chuyªn VËt lý.
 §Ò thi cã 01 trang Thêi gian: 150 phót (Kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò)
 Ngµy thi 19 th¸ng 6 n¨m 2010.
 C©u 1 (2,0 ®iÓm): Cho mạch điện như hình vẽ (H×nh 2): Biết R = 4W, đèn Đ
ghi 6V - 3W, UAB = 9V không đổi, RX là điện trở của biến trở tham
§
A
B
C
D
RX
R
gia vào mạch, điện trở của đèn không đổi.
Tìm vị trí con chạy để :
a) Đèn sáng bình thường.
b) Công suất tiêu thụ trên biến trở là lớn nhất,
tính công suất đó. H×nh 1.
C©u 2 (2,0 ®iÓm): Mét chïm tia s¸ng song song víi trôc chÝnh cña mét thÊu kÝnh L, ®­êng kÝnh d. §Æt sau L vµ c¸ch L 30 cm, mét mµn ¶nh E ng­êi ta thu ®­îc mét vÖt s¸ng cã b¸n kÝnh R = 1,5d. Hái L lµ thÊu kÝnh g×? Tiªu cù f b»ng bao nhiªu?
 C©u 3 (1,5 ®iÓm): Trong b×nh chøa cã hai chÊt láng khèi l­îng riªng kh¸c nhau, kh«ng hoµ tan vµo nhau. Mét vËt trßn cã khèi l­îng riªng D bÐ h¬n khèi l­îng riªng D1 cña chÊt láng nÆng, nh­ng lín h¬n khèi l­îng riªng D2 cña chÊt láng nhÑ. VËt ch×m hoµn toµn trong hai chÊt láng. TÝnh tû sè thÓ tÝch c¸c phÇn cña vËt ch×m trong hai chÊt láng ®ã? 
 C©u 4 (2,0 ®iÓm): Ba d©y xo¾n (D©y mayso) ®­îc dïng ®Ó ®un n­íc. LÇn l­ît sö dông d©y 1, d©y 2, d©y 3 ®Ó ®un s«i cïng mét l­îng n­íc th× cÇn mét thêi gian t­¬ng øng lµ 10 phót, 20 phót, 30 phót. M¾c c¶ ba d©y xo¾n nh­ thÕ nµo th× ®un s«i l­îng n­íc ®ã nhanh nhÊt? TÝnh thêi gian cÇn thiÕt trong tr­êng hîp Êy. GØa thiÕt hiÖu suÊt ®un trong c¸c tr­êng hîp nh­ nhau, hiÖu ®iÖn thÕ cña nguån kh«ng thay ®æi.
 C©u 5 (1,5 ®iÓm): Ng­êi ta muèn dïng mét g­¬ng ph¼ng α
®Ó chiÕu mét chïm tia s¸ng mÆt trêi xuèng ®¸y 300
mét giÕng s©u, th¼ng ®øng, hÑp. TÝnh gãc gi÷a 
mÆt g­¬ng vµ mÆt ph¼ng n»m ngang? BiÕt c¸c tia s¸ng 
mÆt trêi nghiªng trªn mÆt ®Êt mét gãc 300. H×nh 2.
C©u 6 (1,0 ®iÓm): C¸c nhµ thÓ thao ch¹y thµnh hµng, chiÒu dµi l, víi vËn tèc v nh­ nhau. HuÊn luyÖn viªn ch¹y ng­îc chiÒu víi hä, vËn tèc u < v. Mçi nhµ thÓ thao sÏ quay l¹i ch¹y cïng chiÒu víi huÊn luyÖn viªn khi gÆp «ng ta, víi vËn tèc v nh­ tr­íc. Hái khi tÊt c¶ c¸c nhµ thÓ thao ®· ch¹y trë l¹i hÕt th× hµng cña hä sÏ dµi bao nhiªu?
--------------------------HÕt---------------------------
 Hä vµ tªn thÝ sinh:......................................................SBD:.................................
kú thi vµo líp 10 chuyªn lam s¬n
n¨m häc 2010 - 2011
h­íng dÉn chÊm m«n vËt lý
 C©u 1 (2,0 ®iÓm):	
A
B
C
D
RX
R
§
 a) Đèn sáng bình thường nên 
suy ra (0,50 ®)
Mặt khác 
 (0,50 ®) H×nh 1.
 b) Đặt Rx = x. Ta có (0,25 ®)
 Px = UDB2/Rx = 729 / 16(3/ + )2 ; 
 Px MAX khi (3/ + )min (0,50 ®)
 suy ra x = 3W Vậy : PX = 3,79W (0,25 ®)
 C©u 2 (2,0 ®iÓm): L cã thÓ lµ thÊu kÝnh ph©n kú mµ còng cã thÓ lµ thÊu kÝnh héi tô.
 a) L lµ thÊu kÝnh ph©n kú. Chïm tia s¸ng song song sau khi qua thÊu kÝnh L sÏ ph©n kú cã ®­êng kÐo dµi gÆp nhau t¹i tiªu ®iÓm ¶nh F/. CD = 2R = 3d > AB (= d)
 CD > AB nªn thÊu kÝnh L lµ thÊu kÝnh ph©n kú ( H×nh 3) 
 (0,25 ®) C
 Ta cã HC/HF/ = OA/OF/ = A
 = (HC- OA)/(HF/- OF/) = F/ O H
 = (1,5d – 0,5d)/30 = d/30 B 
 (0,25 ®) D
 VËy OF/ = 30. OA/d = (30.d/2)/d = 15 cm H×nh 3.
 Tiªu cù cña thÊu kÝnh ph©n kú lµ f = - 15 cm. (0,50 ®) 
 b) L lµ thÊu kÝnh héi tô. Chïm tia s¸ng song song sau khi qua thÊu kÝnh L sÏ héi tô t¹i tiªu ®iÓm ¶nh F/, sau ®ã tiÕp tôc ph©n kú vµ t¹o thµnh vÖt s¸ng A/B/ trªn mµn E. 
 (H×nh 4). (0,25 ®) A/
 Ta sÏ cã OA/OF/ = EA//EF/ = A
 = (OA + EA/)/(OF/ + EF/) = O F/ E 
 = (d/2 + 3d/2)/30 = 2d/30 = d/15. B
 (0,25 ®) B/
 VËy O F/ = 15.OA/d = (15d/2)/2 = 7,5 cm. H×nh 4.
 Tiªu cù cña thÊu kÝnh héi tô lµ f = 7,5 cm. (0,50 ®) 
C©u 3 (1,5 ®iÓm): 
- Gäi V1 lµ thÓ tÝch cña vËt phÇn ch×m trong chÊt láng nÆng. 
 V2 lµ thÓ tÝch cña vËt phÇn ch×m trong chÊt láng nhÑ. (0,25 đ) 
- Khi vËt n»m c©n b»ng trong hai chÊt láng: FA1+FA2= P 
=> (V1D1+V2D2)g = (V1+V2).D.g => + = D ®Æt = x
=> + = D => + = D => D1 + D2.x = D + D.x (0,50 đ)
 => D1 - D = (D - D2).x => x = = (0,25 đ)
 C©u 4 (2,0 ®iÓm): 
- NhiÖt l­îng to¶ ra tõ c¸c d©y xo¾n lµ:
 Qto¶ = (U2/R).t (0,25 ®)
- Gäi hiÖu suÊt ®un lµ h, nhiÖt l­îng n­íc hÊp thô ®Ó s«i lµ:
 Qthu = h.Qto¶ = h.(U2/R).t = Q
 => R = hU2t/Q (0,50 ®)
- V× h, U, Q kh«ng ®æi nªn ®iÖn trë R cña c¸c d©y xo¾n tØ lÖn thuËn víi thêi gian ®un n­íc. VËy muèn ®un s«i n­íc nhanh nhÊt, ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng cña ba d©y xo¾n ph¶i nhá nhÊt, khi ®ã ba d©y xo¾n m¾c song song víi nhau. (0,25 ®) 
 Ta cã: R1 = (h.U2/Q).t1 = 10hU2/Q 
 R2 = (h.U2/Q).t2 = 20hU2/Q
 R3 = (h.U2/Q).t3 = 30hU2/Q 
 R = (h.U2/Q).t (0,50 ®) 
- Thêi gian cÇn thiÕt khi m¾c ba d©y xo¾n song song lµ:
 Tõ trªn ta suy ra R2 = 2R1 ; R3 = 3R1 ; R = t.R1/10 . MÆt kh¸c ta l¹i cã
 1/R = 1/R1 +1/R2 +1/R3 =1/R1 +1/2R1 +1/3R1 = 11/6R1 => R = 6R1/11. (0,50 ®) 
- Thêi gian ®un nhanh nhÊt lµ : t = 60/11 » 5,5 phót. (0,50 ®) 
 S G
 C©u 5 (1,5 ®iÓm): KÎ ph¸p tuyÕn n, (H×nh 2) ta cã : α (0,25 ®)
 C¸c gãc MIn + nIR = 900 M 300 I N
 SIM + MIn = nIR (§/L ph¶n x¹) n G/ (0,25 ®)
 => 2. MIn = 600 => MIn = 300 => nIR = 600 (*) (0,25 ®)
 C¸c gãc NIG/ = α = MIG = 900 - RIG/ = nIR (0,50 ®) 
 VËy gãc gi÷a mÆt g­¬ng vµ mÆt ph¼ng n»m ngang lµ : R
 GIM = α = 600 (0,25 ®) H×nh 2. 
C©u 6 (1,0 ®iÓm):
- Gi¶ sö cã N nhµ thÓ thao vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c nhµ thÓ thao ®Òu nhau th× hai nhµ thÓ thao c¹nh nhau, c¸ch nhau mét kho¶ng d = . (Gi¶ thuyÕt nµy kh«ng ¶nh h­ëng tíi kÕt qu¶ mµ chØ lµm cho viÖc tÝnh to¸n ng¾n gän h¬n) (0,25 đ)
- Sau khi huÊn luyÖn viªn gÆp nhµ thÓ thao sè 1 th× hai ng­êi chuyÓn ®éng cïng chiÒu. Thêi gian tõ lóc gÆp nhµ thÓ thao sè 1 ®Õn khi huÊn luyÖn viªn gÆp nhµ thÓ thao sè 2 lµ t = . (0,25 đ)
- Trong thêi gian ®ã nhµ thÓ thao sè 1 ®i ®­îc qu·ng ®­êng s = v.t vµ huÊn luyÖn viªn ®i ®­îc qu·ng ®­êng s' = u.t cïng chiÒu nhµ thÓ thao sè 1. (0,25 đ)
- Kho¶ng c¸ch gi÷a hä lóc bÊy giê lµ d' = s - s'= (v- u).t = = ®©y còng chÝnh lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai nhµ thÓ thao ch¹y c¹nh nhau khi quay trë l¹i.
Do ®ã khi ch¹y trë l¹i th× chiÒu dµi hµng ch¹y cña c¸c nhµ thÓ thao lµ l' = .
 (0,25 đ)
----------------------------HÕt --------------------------
Häc sinh cã thÓ gi¶i theo c¸ch kh¸c nh­ng ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a.