Đề thi tuyển sinh Lớp 10 THPT chuyên Nguyễn Trãi môn Vật lý - Năm học 2017-2018 - Sở GD & ĐT Hải Dương (Có đáp án)

ĐỀ CHÍNH THỨC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
-------------------
KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT 
CHUYÊN NGUYỄN TRÃINĂM HỌC 2017 – 2018
MÔN THI: VẬT LÝ
Ngày thi 03/6/2017
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 02 trang)
Câu 1: (2,0 điểm)
1.Cho một vật có dạng hình lập phương cạnh a = 20cm, khối lượng của vật là 15 kg được nhúng vào trong một bể nước bằng một sợi dây mảnh nhẹ, không dãn nối vào tâm mặt trên của vật. Cho biết sợi dây chịu được lực căng tối đa là 120 N, trọng lượng riêng của nước là d0 = 10000N/m3.Ban đầu vật nằm yên ở đáy bể và chìm hoàn toàn trong bể nước. Sau đó kéo từ từ để vật chuyển động đều lên theo phương thẳng đứng. Bỏ qua các lực cản của nước.
a. Tính lực căng của dây khi vật chuyển động đều trong nước và còn chìm hoàn toàn trong nước.
b.Hãy xác định vị trí mà dây bắt đầu bị đứt ?
A
D
C
B
h
Bãi đỗ xe
 Đường cái
2.Một ô tô xuất phát từ điểm A trên đường cái 
để đi đến điểm B trên bãi đỗ xe. Khoảng cách 
từ B đến đường cái là BC = h. Vận tốc của ô tô 
khi chuyển động trên đường cái là v1 và khi chuyển 
động trên bãi đỗ xe là v2 ( v1> v2 ). Hỏi ô tô phải rời
đường cái từ điểm D cách C một khoảng là bao 
nhiêu để thời gian đi từ A đến B là ngắn nhất ?
Câu 2: (2,0 điểm)
1.Một nhiệt lượng kế ban đầu chưa đựng gì. Đổ vào nhiệt lượng kế 1 ca nước nóng thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 40C. Sau đó lại đổ tiếp thêm 1 ca nước nóng nữa vào nhiệt lượng kế thì thấy nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm 20C. Hỏi nếu tiếp tục đổ thêm vào nhiệt lượng kế cùng 1 lúc 10 ca nước nóng nữa thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng thêm bao nhiêu? Cho biết các ca nước nóng có thể tích và nhiệt độ như nhau, thể tích của nhiệt lượng kế chứa đủ thể tích nước đổ vào, bỏ qua sự nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh.
2. Trên bàn có rất nhiều bình giống nhau đựng nước với mực nước ngang nhau và ở cùng một nhiệt độ. Ban đầu lấy M(g) nước nóng đổ vào bình 1, sau khi cân bằng nhiệt lại lấy M(g) nước từ bình 1 đổ sang bình 2. Làm tương tự với các bình tiếp theo. Cho biết độ tăng nhiệt độ của nước ở bình 1 và bình 2 khi đó lần lượt là , . Bỏ qua sự nở vì nhiệt của các chất và sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường xung quanh.
	Kể từ lần thứ bao nhiêu thì nhiệt độ của nước trong bình tăng không quá 50C?
Câu 3: (2,5 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (Hình 1)
Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B ở hai đầu đoạn mạch có giá trị không đổi là U = 27V; R1 = R2 = R3 = R5= 6Ω, R4 = 3Ω.Rx là một biến trở có giá trị biến thiên từ 0 đến 40Ω. 
1.Công tắc K đóng. 
a.Với giá trị của Rx như trên thì công suất tiêu thụ của 
đoạn mạch AB đạt giá trị lớn nhất, nhỏ nhất là bao nhiêu?
b.Điều chỉnh Rx để công suất tiêu thụ trên biến trở Rx đạt giá trị lớn nhất. Tìm Rxvà tính giá trị lớn nhất đó.
2.Công tắc K mở. Tìm Rx để dòng điện qua điện trở R5 có cường độ 0,5A và có chiều từ M đến N.
Câu 4:(1,5 điểm)
	Nêu phương án xác định điện trở của một ampe kế với các dụng cụ: Một nguồn điện có hiệu điện thế không đổi, một ampe kế cần xác định điện trở, 1 điện trở R0 đã biết giá trị, 1 biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn R0, 2 công tắc k1 và k2, một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc và dây nối có điện trở không đáng kể. Chú ý: Không được mắc trực tiếp ampe kế vào nguồn điện.
Câu 5:(2,0 điểm)
1.Một vật AB xác định (A nằm trên trục chính) đặt trước một thấu kính hội tụ và vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh thật lớn gấp 4 lần vật. Nếu tịnh tiến vật lại gần thấu kính thêm 4cm cũng như tịnh tiến vật lại gần thấu kính thêm 6cm thì ảnh của vật trong hai trường hợp này có cùng độ lớn.
	a. Không dùng công thức thấu kính, hãy xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu của vật AB đến thấu kính và tính tiêu cự của thấu kính đó.
	b. Nghiêng vật AB (A cố định) sao cho đầu B cách thấu kính 20cm. Hãy xác định ảnh của vật AB qua thấu kính và vẽ ảnh?
2.Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính 12cm. Giữ cố định nguồn sáng, cho thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1m/s theo phương vuông góc với trục chính của thấu kínhmà vẫn đảm bảo điều kiện ảnh của điểm sáng vẫn rõ nét. Hỏi ảnh của nguồn sáng khi đó dịch chuyển với vận tốc bằng bao nhiêu ?
----------------------Hết--------------------
(Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh:......................................................Số báo danh:.........................................
Chữ ký của giám thị 1:..................................Chữ ký của giám thị 2:........................................
SỞ GIÁO DỤC&ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI TUYỂN SINH LỚP 10 
THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI
NĂM HỌC 2017-2018
MÔN: VẬT LÝ
 (Hướng dẫn chấm  gồm 5 trang)
Câu
Nội dung
Điểm
1
(2,0 điểm)
1. 1,5 điểm
a. 0,5 điểm
+ Khi vật rời khỏi đáy bình nhưng còn chìm hoàn toàn trong nước thì lúc này vật chịu tác dụng của ba lực : trọng lực, lực đẩy Acsimet, lực căng của sợi dây 
Xét với vật khi đó ta có: FA + T = P
ÞT = P- FA=10m - d0a3 =10.15 - 10000.(0,2)3 = 70(N)
b. 1,0 điểm
+ Khi vật rời khỏi đáy bình nhưng còn nằm hoàn toàn trong nước thì lúc này T = 70 (N)< 120N nên dây nối hai vật chưa bị đứt.
+ Nếu vật được kéo ra khỏi mặt nước thì lực căng của dây nối hai vật lúc này là: T= P = 150N > 120N Þ Dây bị đứt
+ Vậy dây nối hai vật sẽ bị đứt khi vật còn chìm một phần trong nước. Dây sẽ bị đứt khi lực căng đạt đến giá trị TMax= 120N
Gọi chiều cao phần vật còn chìm trong nước lúc đó là x ( 0< x< a). Ta có :Xét với vật khi đó ta có : Fx+ TMax= P
(Với Fx là độ lớn của lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật tại thời điểm đó)
Û d0a2x + 120 = 150Û10000.0,22.x = 30
Û x = 0,075 m = 7,5 cm
Vậy dây bắt đầu bị đứt khi vật A còn chìm trong nước một đoạnbằng 
7,5 cm.
2. 0,5 điểm
- Gọi quãng đường đoạn AC là a; đoạn DC là x (km)
- Thời gian ô tô đi hết đoạn AD = a - x là t1 (h).
- Thời gian ô tô đi hết đoạn DB là t2 (h).
- Thời gian ô tô đi hết đoạn AD là: 
- Độ dài đoạn BD là: 
- Thời gian ô tô đi hết đoạn DB là : 
- Tổng thời gian ô tô đi từ A đến B là :
- Từ phương trình trên ta thấy : 
Đặt : 
(*)
Ta thấy phương trình trên là phương trình bậc hai với ẩn là x. 
Pt này có nghiệm khi 
Vậy : . Suy ra nên phương trình (*) có nghiệm kép :
Vậy ô tô phải dời đường cái cách D một khoảng :
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2
(2,0 điểm)
1. 1,25 điểm
Gọi mk, ck, tk lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của nhiệt lượng kế.
Gọi mn, cn, tn lần lượt là khối lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ ban đầu của nước
+ Bước 1 : Đổ 1 ca nước nóng vào nhiệt lượng kế 
Nhiệt độ của hệ khi cân bằng là tk + 4
Qthu1 = Qtỏa1Û 4mk.ck= mn.cn(tn- tk-4) 
Û4mk.ck= mn.cn,(tn- tk) - 4 mn.cn
Û= mn.cn(tn- tk) = 4mk.ck + 4 mn.cn(1)
+ Bước 2 : Đổ thêm 1 ca nước nóng vào nhiệt lượng kế 
Nhiệt độ của hệ khi cân bằng là tk + 6
Qthu2 = Qtỏa2Û(mk.ck +mn.cn).2 = mn.cn,(tn- tk-6) 
Û(mk.ck +mn.cn).2 = mn.cn(tn- tk) - 6 mn.cn (2)
Ûmn.cn(tn- tk) = 2mk.ck + 8 mn.cn (2)
Từ (1) vào (2) Þ mk.ck= 2mn.cn và tn- tk=12 (*)
+ Bước 3: Đổ tiếp thêm 10 ca nước nóng vào nhiệt lượng kế
Gọi ∆t là độ tăng thêm nhiệt độ của nhiệt lượng kế khi đó
Nhiệt độ của hệ khi cân bằng là tk + 6 + ∆t
Qthu3 = Qtỏa3Û(mk.ck + 2mn.cn) ∆t = 10mn.cn,(tn- tk-6-∆t) (3)
Thay (*) vào (3) Þ(2mn.cn + 2mn.cn) ∆t =10mn.cn(12 – 6 -∆t)
Þ∆t »4,30C
Vậy khi tiếp tục đổ thêm 10 ca nước nóng vào nhiệt lượng kế thì nhiệt độ của nhiệt lượng kế sẽ tăng thêm 4,30C
2. 0,5 điểm
- Do các bình giống nhau, mực nước lại ngang nhau nên khối lượng nước trong các bình đều bằng nhau. Gọi khối lượng nước ở mỗi bình là m (kg)
- Gọi nhiệt độ ban của nước ở các bình là t 0C.
- Nhiệt độ ban đầu của nước nóng là T 0C.
- Nhiệt độ cân bằng của nước ở mỗi bình sau mỗi lần rót là: t1’ ; t2’ ;....; tn’
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần 2, ta có:
QTỏa = QThu
(1)
- Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt cho lần thứ n, ta có:
QTỏa = QThu
 (2)
- Từ pt (1) và (2), ta có: 
Tương tự, ta có: ; ; ; ..
Tổng quát, ta có: 
- Để nhiệt độ của nước trong bình tăng không quá 50C thì:
Vậy kể từ lần đổ thứ 8 thì nhiệt độ của nước trong bình tăng không quá 50C
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
3
(2,5 điểm)
1. 1,75 điểm
Điện trở của ampe kế bằng 0 nên khi công tắc đóng mạch điện có thể vẽ lại như sau: 
a. 1,0 điểm
Tính được R124 = 6Ω, từ đó tính được điện trở tương đương của đoạn mạch AM là RAM = 3 ΩÞ RAMx = Rx+ 3
Khi đó : + 
 + 
- Khi Rx = 0 Þ PABMax = 364,5 W
- Khi Rx = 40 WÞ PABmin » 138,5 W
b.0,75 điểm
Công suất của biến trở là Px = 
Áp dụng (a+b)2 4ab, ta có 
Dấu “=” khi 
Công suất lớn nhất của biến trở là Px(max)= khi Rx=3Ω
2. 0,75 điểm
Khi khóa K mở ta có mạch điện như sau:
Gọi Ix là cường độ dòng điện qua Rx. 
Ta có:
+ I4 = I5 + Ix = Ix + 0,5 (A) U4 = 3Ix + 1,5 (V)
+ U2 = U4 + U5 = (3Ix +1,5) + 0,5.6 = 3Ix + 4,5 (V)
 I2 = 0,5Ix + 0,75 (A)
+ I3 = I2 + I5 = 0,5Ix + 1,25 (A) U3 = 3Ix + 7,5 (V)
+ U = (I2 + I4).R1 + U2 + U3
 27 = (1,5Ix + 1,25).6 + (3Ix + 4,5) + (3Ix + 7,5) 
 Ix= 0,5 A
Từ dó dễ dàng tính được
+ Ux = U5 + U3 = 0,5.6 + (3.0,5 + 7,5) = 12 (V)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
4
(1,5 điểm)
A
+
-
U
k1
k2
R0
Rb
Bước 1: Đóng khóa k1, mở khóa k2. 
Mạch điện có dạng RA nt R0
- Số chỉ của ampe kế lúc này là I1
- Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là : U = I1 (RA + R0) (1)
Bước 2: Đóng khóa k2, mở khóa k1. 
- Di chuyển vị trí con chạy để ampe kế vẫn chỉ giá trị I1. Vậy phần điện trở của biến trở tham gia vào mạch lúc này bằng R0
Bước 3: Giữ nguyên vị trí con chạy ở bước 2 rồi đóng cả hai khóa k1 và k2.
- Mạch điện có dạng RA nt (R0 // R0)
- Số chỉ của ampe kế lúc này là I2
- Hiệu điện thế ở hai đầu mạch là : (1)
Vì hiệu điện thế trong các lần làm thí nghiệm không đổi nên từ pt (1) và (2), ta có:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
5
(2,0 điểm)
B/
F
N
A/
B
A
O
F/
1. 1,5 điểm
a.1,0 điểm
Từ hình vẽ ta có: ~
∆ONF/ ~ ∆ A/B/F/ (1) 
Do cùng một vật đặt trước 1 TKHT không thể có 2 ảnh thật bằng nhau nên:
- Khi OA1= OA – 4, thấu kính cho ảnh thật
- Khi OA2 = OA – 6, thấu kính cho ảnh ảo
F
I
B1/
A1/
B1
A1
O
F/
F/
K
B2
A2
B/2
A/2
O
F/
Trường hợp ảnh thật:
Do ∆ FA1B1 ~ ∆FOI (2) 
Trường hợp ảnh ảo: 
Do ∆ FA2B2 ~ ∆FOK(3) 
Mặt khác: A/1B/1 = A/2B/2 ; A1B1 = A2B2 = AB (4)
Từ (2), (3), (4) OA1 – f = f – OA2 (5)
Mà OA1 = OA – 4; OA2 = OA – 6 OA – f = 5 (6)
Từ (1) và (6) OA = 25cm, f = 20cm
b. 0,5 điểm
Theo kết quả câu a:
- Điểm A cho ảnh A’ là ảnh thật, nằm trên trục chính của thấu kính, cách thấu kính một khoảng OA’ = 4.OA = 100 cm.
 - Điểm B nằm trên đường vuông góc với trục chính tại tiêu điểm (tiêu diện) nên cho ảnh B’ ở vô cực
Þ Ảnh A’B’ có dạng như hình vẽ.
I
F
A/
B
A
O
F/
N
2. 0,5 điểm
Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm truc phụ song song với tia tới SK.Vị trí ban đầu của thấu kính là O.
Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển một quãng đường , nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường 
K
S
O
O1
I
S2
S1
F’
H
Vì	(1)
Vì(2)
Xét tứ giác có và nên là hình bình hành, suy ra (3)
Từ (1), (2), (3) (4)
Mặt khác: (*)
 (**)
 Từ (*) và (**) (5)
Từ (4) và (5) 
Ký hiệu vận tốc của thấu kính là , vận tốc của ảnh là thì 
Vậy vận tốc ảnh của nguồn sáng là 3 m/s
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Chú ý : Nếu TS làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa