Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên môn Vật lí - Năm học 2017-2018 - Trường THPT chuyên Lam Sơn (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm 05 câu, trong 02 trang)
KÌ THI VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN LAM SƠN
Năm học: 2017- 2018
Môn thi: Vật lí
(Dùng cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí)
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Ngày thi: 03/6/ 2017

Câu 1: (2,0 điểm)
Hai tàu thủy A và B ở trên cùng một kinh tuyến. Lúc 8 giờ sáng, tàu A ở phía Bắc so với tàu B và cách tàu B một khoảng a = 20 km. Tàu A chuyển động thẳng đều về phía Đông với tốc độ v1 = 30 km/h và tàu B chuyển động thẳng đều về phía Bắc với tốc độ v2 = 40 km/h. Mặt biển coi như phẳng.
 a. Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa hai tàu A và B.
 b. Để đuổi kịp tàu A trong khoảng thời gian ngắn nhất thì tàu B phải chạy theo hướng nào? Xác định thời điểm tàu B đuổi kịp tàu A. 
Câu 2: (2,0 điểm) 
Một bình hình trụ có bán kính đáy R= 20 cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t= 20C. Người ta thả một quả cầu đặc bằng nhôm có bán kính R= 10 cm, nhiệt độ t= 40C vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu. Cho khối lượng riêng của nước D= 1000 kg/m, của nhôm D= 2700 kg/m3 và nhiệt dung riêng của nước C= 4200 J/kgK, của nhôm C= 880 J/kgK. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và môi trường.
 a. Tìm nhiệt độ của nước khi có cân bằng nhiệt.
 b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t= 15C vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu là D= 800 kg/m và C= 2800 J/kgK. Xác định nhiệt độ của hệ khi có cân bằng nhiệt và tính áp lực của quả cầu lên đáy bình. 
Câu 3: (2,0 ®iÓm) 
 1. Cho một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự f. 
 a. Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính và cách thấu kính một đoạn OA = d. Vật AB qua thấu kính cho ảnh thật A’B’ cách thấu kính một đoạn OA’ = d’. Chứng minh công thức: .
 b. Đặt một màn M vuông góc với trục chính và ở phía bên kia thấu kính so với vật AB. Khoảng cách giữa vật và màn L = 100 cm. Cố định vật và màn, dịch chuyển thấu kính trong khoảng giữa vật và màn, người ta thấy có hai vị trí của thấu kính cách nhau một khoảng a = 20 cm đều cho ảnh rõ nét trên màn. Tính tiêu cự của thấu kính. 
 c. Giá trị của tiêu cự bằng bao nhiêu để chỉ có một vị trí duy nhất của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn?
 2. Một điểm sáng S chuyển động dọc theo trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm với tốc độ v không đổi. Trong thời gian S chuyển động từ A đến B người ta thấy ảnh S’ của S là ảnh thật và chuyển động với tốc độ trung bình bằng Biết AB = 20 cm và A nằm xa thấu kính hơn B. Xác định khoảng cách từ A và B đến quang tâm O của thấu kính.
Câu 4: (2,0 điểm)
 1. Ba điện trở R1, R2, R3 được mắc với nhau như sơ đồ hình 1. Khi đổi chỗ các điện trở với nhau, người ta lần lượt thu được các giá trị điện trở RAB của mạch là 2,5 ; 4 và 4,5 . Tìm giá trị của các điện trở R1, R2 và R3. 
 2. Cho đoạn mạch điện có sơ đồ như hình 2. Biết UAB = 132 V không đổi. Các điện trở đều bằng R. Khi mắc vôn kế vào A và D thì nó chỉ 44 V. Hỏi khi mắc vôn kế vào A và C thì số chỉ của nó là bao nhiêu?
Câu 5: (2,0 điểm) 
 1. Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm Vật lí. Nội dung công việc là bỏ tuyết vào trong bình nhiệt lượng kế được đốt nóng bởi nguồn nhiệt có công suất không đổi rồi vẽ đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ của tuyết theo thời gian. Một học sinh bỏ 0,5 kg tuyết vào nhiệt lượng kế rồi theo dõi nhiệt độ của tuyết, học sinh khác dùng đồng hồ theo dõi thời gian. Qua thời gian khoảng một phút, một học sinh bỏ thêm một ít tuyết vào bình nhiệt lượng kế rồi lại tiếp tục đo. Kết quả là nhóm học sinh đã vẽ được đồ thị như hình 3. Từ đồ thị, em hãy xác định công suất của nguồn nhiệt và khối lượng tuyết mà bạn học sinh đã bỏ thêm vào. Biết nhiệt dung riêng của tuyết là C = 2100 J/kgK. Bỏ qua trao đổi nhiệt với bình, nhiệt kế và môi trường. 
 2. Một sơ đồ mạch điện phức tạp như hình 4. Làm thế nào để xác định các điện trở được vẽ trên hình mà không được cắt rời một nút nào trên sơ đồ. 
 Dụng cụ: 1 ampe kế; 1 vôn kế; 1 nguồn điện và một số dây dẫn. Biết vôn kế có điện trở rất lớn, ampe kế và dây nối có điện trở không đáng kể. 
 R1 R2
A B
 R3
Hình 1
Hình 2
●
●
A
C
D
B
•
•
t(0C)
t(s)
0
21
42
63
84
105
126
-2
-2,5
-4
-6
-6,5
-8
-10
2
147
-12
Hình 3
Hình 4
 Họ và tên thí sinh..................SBD......................................
Chữ ký của Giám thị 1........................................ Chữ ký của Giám thị 2.......................................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 THANH HÓA 
KỲ THI VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN LAM SƠN
Năm học: 2017- 2018
Môn thi: Vật lí

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ 
 (Hướng dẫn chấm gồm 04 trang)
 I. Hướng dẫn chung:
 - Trong đáp án dưới đây các bài tập chỉ trình bày một phương pháp giải theo cách thức phổ biến. Trong quá trình chấm thi, nếu thí sinh giải theo cách khác nhưng lập luận chặt chẽ, kết quả đúng và đạt yêu cầu bài ra thì giám khảo vẫn cho điểm tối đa. Nếu có những vấn đề khó quyết định thì có thể đề nghị với tổ trưởng chấm để thảo luận và thống nhất trong tổ.
 - Điểm toàn bài lấy theo thang điểm 10 và làm tròn đến 0,25 đ.
 II. Hướng dẫn chấm cụ thể:
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1 (2,0 điểm)
1.a
1,0 đ
y
x
B
B1
A1
C
•
•
•
•
•
v1
v2
- Chọn hệ tọa độ xOy như hình bên:
Gốc ; Chiều dương Oy hướng 
về phía Bắc, chiều dương Ox hướng 
về phía Đông; Gốc thời gian là lúc 
8 giờ.
- Tại thời điểm t:
+ Tàu B đến B1 có tọa độ: y = - a + v1t
 Hay: y = - 20 + 40t (km) (1)
+ Tàu A đến A1, có tọa độ: x = v2t = 30t (km) (2)
0,25 đ
0,25 đ
+ Khoảng cách giữa hai tàu là d = B1A1, với d2 = x2 + y2 = (-20 +40t)2 + (30t)2 
 2500t2 – 1600t + 400 – d2 = 0 (3)
+ Phương trình (3) có nghiệm: 6400 - 10000 - 25d2 0
 Suy ra: d 12 km. Vậy: dmin = 12 km. 

0,25 đ
0,25 đ
1.b
1,0 đ
- Giả sử tàu B đuổi kịp tàu A ở C thì tàu B phải chuyển động theo hướng BC tạo với Oy 
 góc .
- Ta có: sin. Suy ra: 48,60
- Thời gian đuổi kịp tàu A: t = = 0,76 (h) 45 ph 21s.
 Vậy lúc này là 8 giờ 45 phút 21 giây.

0,5 đ
0,5 đ

Câu 2 (2,0 điểm)
2.a
1,0 đ

- Khối lượng của nước trong bình là:
 m= V.D= ().D1. Thay số: m1 10,467 kg. 
- Khối lượng của quả cầu là: m= V.D= R.D= 11,304 kg.
- Phương trình cân bằng nhiệt: C1m(t - t) = C2m(t- t)
 Suy ra: t = = 23,69C. 
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ

2.b
1,0 đ
 - Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là:
 V1 = V3 m= = 8,3736 kg. 
- Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là:
 t’ = 
 t’ 21,06C. 
- Áp lực của quả cầu lên đáy bình là:
 F = P2 - FA1 - FA2 = 10.m2 - .. R(D+ D).10
- Thay số ta được: F 75,36 N.

0,25 đ
0,25 đ
0,5 đ

Câu 3 (2,0 điểm)
3.1.a
0,25 đ
O
A
B
A’
B’
F’
d
d’
I
- Vẽ hình
 - DAOB ~ DA’OB’ Þ (1)
 - D F’OI ~ D F’A’B’ Þ = (2)
 - Từ (1) và (2), ta có: d’f = dd’ - df 
 - Chia hai vế cho d’df, ta được: (3) 

0,25 đ

3.1.b
0,75 đ
- Khoảng cách giữa vật và ảnh: L = d + d’
- Mặt khác: Từ (3), suy ra: , thay vào trên và rút gọn ta được:
 d2 - Ld + Lf = 0 (4)
0,25 đ

- Có hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn, tức là phương trình (4) có hai nghiệm phân biệt. 
 . 
- Hai nghiệm đó là: . 
0,25 đ

- Khoảng cách giữa hai vị trí: 
0,25 đ

3.1.c
0,25 đ
- Để chỉ có 1 vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn thì phương trình (4) chỉ có một nghiệm duy nhất (nghiệm kép), tức là: . 

0,25 đ

3.2
0,75 đ
- Đặt OA = d1; OB = d2. 
 + Gọi t là thời gian chuyển động của S từ A đến B thì 
 + Với thấu kính, vật và ảnh chuyển động ngược chiều nhau, do đó:
 = (5)
0,25 đ

- Lại có: 
- Thay vào (5) ta được: 

0,25 đ
0,25 đ

Câu 4 (2,0 điểm)
4.a
1,0 đ
- Với (R1ntR2)//R3
 = 2,5 (1)
- Với (R1ntR3)//R2
 = 4 (2)
- Với (R2ntR3)//R1
 = 4,5 (3)

0,5 đ
- Lấy (1) + (2) + (3) ta được
 = 5,5 (4) 
- Lấy (4) – (1); (4) – (2); (4) – (3) ta được
 = 3 (1’) 
 = 1,5 (2’) 
 = 1 (3’) 
- Lấy (1’) chia (2’); (1’) chia (3’) được:
 (5)
 (6)
- Thay (5), (6) vào (1) thu được kết quả: R1 = 9 ; R2 = 6 và R3 = 3 .

0,25 đ
0,25 đ

4.b
1,0 đ
- Giả sử nếu vôn kế là lí tưởng thì khi mắc vào A, D nó chỉ UV = = 66 V. Nhưng theo bài ra vôn kế chỉ 44 V. Vậy vôn kế không lí tưởng. Gọi điện trở của vôn kế là RV.
0,25 đ

- Khi mắc vôn kế vào A và D: RAD = 
 UAD = 
 Thay số: 44 = RV = 2R
0,25 đ

- Khi mắc và A và C: 
 Tương tự như trên: UAC = = 24 (V)
 Vậy: Vôn kế chỉ 24 V.
0,5 đ

Câu 5 (2,0 điểm)

5.1
1,0 đ
- Từ đồ thị ta thấy từ 0 đến 63 s (= 63 s) nhiệt độ của tuyết tăng từ -100C đến -2,50C, hay nhiệt độ đã tăng = 7,50C
- Gọi P là công suất của nguồn nhiệt, xét trong 63 s đầu tiên, ta có:
 = 125 W
- Khi bỏ thêm lượng tuyết vào bình nhiệt lượng kế thì nhiệt độ hạ xuống và đến giây thứ 84 thì nhiệt độ ổn định rồi lại tăng. Trong khoảng thời gian = 42 s (từ giây 84 đến giây 126) nhiệt độ tăng từ -6,50C lên -2,50C tức là tăng 
- Ta có: 

0,5 đ
0,5 đ
5.2
1,0 đ
- Giả sử ta cần xác định điện trở R
A
V
R
B
C
D
O
 + Sử dụng nguồn điện, ampe kế, vôn kế và dùng các 
dây dẫn nối vào các nút của mạch điện như hình bên.
 + Điện trở của ampe kế không đáng kể. Các điểm O, B, 
C xem như bị nối tắt nên không có dòng điện đi qua các 
vật dẫn nối các điểm ấy.
 + Mặt khác do điện trở của vôn kế lớn vô cùng nên 
không có dòng điện chạy qua vôn kế. Do vậy ampe kế 
chỉ cường độ dòng điện chạy qua điện trở R là I, vôn kế 
chỉ hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R là U. Từ đó xác 
định được giá trị của điện trở: . 
- Hoàn toàn tương tự ta xác định được giá trị các điện 
trở còn lại. 
 0,5 đ
 0,5 đ

------------------------------------ HẾT ------------------------------------