Đề thi tuyển sinh vào lớp 10 Vật lí THPT chuyên (Có đáp án) - Năm học 2011-2012 - Sở GD & ĐT Bắc Ninh

 UBND TỈNH BẮC NINH 	 ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN 
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 	 	 NĂM HỌC 2011- 2012
ĐỀ CHÍNH THỨC
 Môn thi: Vật lý ( Dành cho thí sinh thi vào chuyên Lý)
 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
 	 Ngày thi: 09 tháng 7 năm 2011
Câu 1 (2,0 điểm): Một bình nhiệt lượng kế bằng nhôm khối lượng m1 = 210g chứa nước có khối lượng m2 = 600g ở nhiệt độ t1 = 250C
 1. Đổ thêm vào bình một khối lượng nước m ở nhiệt độ t2 = 500C thì khi cân bằng nhiệt, nhiệt độ của nước trong bình là t = 400C. Tìm m.
 2. Sau đó thả vào bình một khối nước đá có khối lượng m3 ở nhiệt độ t3 = – 80C. Khi cân bằng nhiệt thì thấy còn 25% khối lượng nước đá chưa bị tan. Tìm m3.
A
M
D
C
B
R
2R
N
3R
Hình 1
Cho biết nhiệt dung riêng của nhôm là C1 = 880 J/kg.K, của nước là C2 = 4200 J/kg.K, của nước đá là C3 = 1800 J/kg.K; nhiệt nóng chảy của nước đá là λ = 340000 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.
Câu 2 (1,5 điểm): Cho mạch điện như hình 1. Nếu mắc AB với nguồn U1 không đổi thì công suất toàn mạch là P1 = 55W. Nếu mắc CD với nguồn U2 không đổi thì công suất toàn mạch là P2 = 176W. Nếu mắc đồng thời cả A, B với U1 (cực dương ở A) và C, D với U2 (cực dương ở C) thì công suất toàn mạch là bao nhiêu?
Câu 3 (1,0 điểm): Một quả cầu nhỏ, đặc, đồng chất được treo trong bình trên 
hai sợi dây mảnh, nhẹ, không giãn như hình 2, hai đầu tự do của dây được gắn vào thành bình tại hai điểm cùng độ cao. Đổ nước vào bình sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước thì thấy sức căng của dây không thay đổi. Lấy khối lượng riêng của nước là Dn = 1000 kg/m3. Hãy xác định khối lượng riêng Dc của chất làm quả cầu.
Câu 4 (2,5 điểm): Một điểm sáng S nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự 20 cm và ban đầu cách thấu kính một đoạn 30 cm. 
(Thí sinh không dùng công thức thấu kính để giải bài toán này).
 1. Vẽ ảnh, nêu cách vẽ và xác định khoảng cách từ ảnh S’ của S đến thấu kính.
Hình 2
 2. Từ vị trí ban đầu, phải dịch chuyển S trên trục chính về phía nào và bao nhiêu để ảnh S’ của S đối xứng với S qua quang tâm O của thấu kính. 
 3. Từ vị trí ban đầu, cho S chuyển động đều theo phương vuông góc với trục chính và hướng ra xa trục chính với tốc độ 1,5 cm/s. 
 a. Hãy xác định khoảng cách giữa ảnh S’ và vật S tại thời điểm t = 2s.
 b. Đặt thấu kính hội tụ L2 đồng trục với thấu kính L1 sao cho điểm sáng S ở trong khoảng giữa hai thấu kính. Ta thu được ảnh ảo S’2 của S qua L2 luôn đối xứng với ảnh S’ qua trục chính. Tính tiêu cự của thấu kính L2. 
B
M
N
V
O
A
R1
R2
+
_
Hình 3
I
Câu 5 (2,0 điểm): Một dây dẫn đồng chất tiết diện đều AB có điện trở R = 24Ω được uốn thành một nửa vòng tròn và mắc vào mạch điện như hình 3, I là trung điểm của AB. Các điện trở có giá trị R1 = 10Ω,R2 = 20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 30V. Bỏ qua điện trở của các dây nối, vôn kế có điện trở rất lớn.
 1. Tính điện trở tương đương của mạch AB và số chỉ của vôn kế.
 2. Nhúng phần MIN của vòng dây vào trong một bình chứa 200g nước nguyên chất, sao cho cung MIN có số đo là 600. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là C = 4200 J/kg.K, chỉ xét sự trao đổi nhiệt giữa phần dây MIN với nước, bỏ qua nhiệt dung riêng của bình chứa. 
Tính thời gian cần thiết để nhiệt độ của nước tăng thêm 150C trong các trường hợp sau: 
 a. Bỏ qua sự mất mát nhiệt lượng của nước ra môi trường xung quanh.
 b. Nhiệt lượng từ nước truyền ra môi trường tỉ lệ thuận với thời gian đun (hệ số tỉ lệ k = 2 J/s).
Câu 6 (1,0 điểm): Nêu phương án thực nghiệm để xác định khối lượng riêng của chất lỏng. Dụng cụ gồm: một cốc đựng chất lỏng cần xác định khối lượng riêng, một bình đựng nước nguyên chất, một ống nghiệm thành mỏng có vách chia đến mm, một ít hạt chì đủ dùng.
... Hết 
( Đề thi gồm 01 trang)
Họ và tên thí sinh:...Số báo danh:..
Họ tên, chữ kí giám thị 1:  Họ tên, chữ kí giám thị 2: ......
 UBND TỈNH BẮC NINH 	 HƯỚNG DẪN CHẤM THI
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 	 	 TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN 
ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC
 	NĂM HỌC 2011- 2012
 	 Môn thi: VẬT LÝ 	 
Câu
Phần
Nội dung hướng dẫn chấm
Điểm
1(2đ)
1
Tìm khối lượng m.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt:
C1m1(t – t1) + C2m2(t – t1) = C2m(t2 – t)
 Suy ra m = 
Thay số ta được m = 0,966( kg )
0,5đ
0,25đ
0,25đ
2
Tìm khối lượng m3.
Vì cân bằng nhiệt vẫn còn 25% m3 nước đá chưa tan nên nhiệt cân bằng của hỗn hợp là 00C.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt :
C3m3(0 – t3) + λ.0,75m3 = C1m1(t – 0) + C2(m + m2)( t – 0)
Suy ra m3 = 
Thay số ta được m3 1,004 (kg)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
2
(1,5đ)
Khi chỉ mắc với U1: 
Khi chỉ mắc với U2: 
Chia vế với vế của (2) và (1): 
Khi mắc đồng thời cả U1 và U2 , gọi I là cường độ dòng điện qua MN, I1, I2 là cường độ dòng qua R và 2R, các dòng điện có chiều như hình vẽ. Ta có:
I
I1
I2
A
M
D
C
B
R
2R
N
3R
Trừ vế với vế của (4) và (3):
Thay U2 = 2U1 vào trên 
Lại có:
 (6)
Mặt khác: (7)
Từ (6), (7) suy ra , , ta thấy I1 âm nên dòng I1 có chiều ngược với quy ước.
Công suất tiêu thụ trên từng đoạn mạch là: ; ,
Ta có: 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
3
(1,0đ)
+ Khi chưa đổ nước và ở trạng thái cân bằng thì : Hợp lực của hai lực căng của dây là F1 hướng lên, cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều với trọng lực P.
(F1 = P)
+ Khi đổ nước và cũng ở trạng thái cân bằng thì : Quả cầu nổi lên nhưng vẫn chìm hoàn toàn trong chất lỏng, vì vậy hợp lực của hai lực căng của dây lúc này hướng xuống, cùng phương, cùng độ lớn, cùng chiều với trọng lực, do các lực căng không đổi về độ lớn nên hợp lực đó là : F2 = P .
FA
T
P
T
2P
+ Điều kiện cân bằng lực FA = P + F2 = 2P
F
T
P
T
hay là 2dc.V.10 = dn.V.10 do vậy mà : 
0,25đ
0,25đ
0,5đ
4
(2,5đ)
1
* Vẽ hình 
* Cách vẽ: 
+ Từ S vẽ tia sáng truyền thằng đi qua quang tâm O của thấu kính.
+ Từ S vẽ tia tới bất kỳ SI tới thấu kính, dựng trục phụ song song với tia tới SI, dựng tiêu diện đi qua F’ cắt trục phụ tại tiêu điểm phụ P.
O
S
F
I
F’
P
+ Vẽ tia ló IP đi qua tiêu điểm phụ P cắt trục chính tại S’, S’ là ảnh của S qua thấu kính.
* Xác định OS’:
+ ~ 
Có: 
 + ~ 
Có: 
Từ (1) và (2) suy ra: 
0,5đ
0,25đ
0,25đ
2
+ Để S’ đối xứng với S qua trục quang tâm O ta có SO = S’O
Từ (1) và (2) suy ra: 
Suy ra SO = S’O = 40cm 
Nên phải dịch chuyển S ra xa thấu kính một đoạn 40 – 30 = 10 cm.
0,25đ
0,25đ
3
S
F
F’
S’
I
O
A
A’
Gọi tốc độ của vật là v, tốc độ của ảnh là u
a. Ta có AS = vt = 1,5.2 = 3cm; A’S’ = ut
+ ~ 
Có 
Vậy tại thời điểm t = 2s thì ảnh dịch chuyển được là 
Khoảng cách giữa ảnh S’ và vật S là : 
b.
+ Ảnh của S qua thấu kính L2 đối xứng với S’ qua trục chính nên 
+ ~ 
Nên 
+ ~ 
Nên 
Kết hợp (3), (4) ta có: 
S
F
F’
S’
I
O
A
A’
J
L1
L2
O’
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
5
(2đ)
1
I
B
M
N
V
O
A
R1
R2
+
_
I2
I1
Mạch điện gồm (R1 nt R2)//R
+ 
+ 
+ 
+ 
Ta thấy UAI > UAO nên cực dương của 
vôn kế mắc vào I. 
Vậy vôn kế chỉ 5V.
0,25đ
0,25đ
0,25đ
2
+ Điện trở của phần dây MN là RMN = 8Ω.
+ Nhiệt lượng nước hấp thụ : 
+ Nhiệt lượng do phần dây MN tỏa ra: 
Bỏ qua hao phí nhiệt 
Nhiệt hao phí: (với k = 2J/s)
Suy ra 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
6
(1đ)
Nêu một trong các phương án sau:
Phương án 1: Thả một số hạt chì vào ống nghiệm. Khi thả ống nghiệm vào bình nước sao cho không chạm đáy bình, mực nước ngập ống là h1. Sau đó thả ống nghiệm vào cốc chất lỏng, mực chất lỏng ngập ống là h2. Ký hiệu: trọng lượng ống nghiệm (cả chì) là P, tiết diện ống là S, khối lượng riêng của nước là D1 và của chất lỏng là D2. Sau khi thả, ống nghiệm ở trạng thái cân bằng thì lực đẩy Acsimet FA bằng trọng lượng P. Ta có:
P = 10D1Sh1 (1);
P = 10D2Sh2 (1);
Từ (1) và (2) ta có D2 = D1h1 / h2
Phương án 2: Thả một ít hạt chì vào ống nghiệm rồi rót chất lỏng vào ống cho ngập các hạt chì, mực chất lỏng trong ống là h1. Sau đó thả ống nghiệm này vào bình nước, mực nước ngập ống là H1. Lấy ống nghiệm ra, rót chất lỏng vào ống tới mực h2. Thả ống nghiệm vào bình nước, mực nước ngập ống là H2. Khi cân bằng, trọng lượng ống nghiệm (cả chì và chất lỏng) bằng lực đẩy Acsimet. Với kí hiệu như trên và m là chất lỏng trong ống thì:
P + 10m1 = 10D1SH1 (1);
P + 10m2 = 10D1SH2 (2);
Trừ vế với vế của (2) và (1) ta được:
 m2 – m1 = D1S(H2 – H1)
D2S(h2 – h1) = D1S(H2 – H1)
Suy ra: D2 = D1
0,5đ
0,5đ
Chú ý :
+ Thí sinh giải bằng cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa của ý đó.
+ Việc chi tiết hóa điểm từng phần do hội đồng chấm thi thống nhất tự quyết định.
+ Bài làm đúng đến đâu cho điểm đến đó.
+ Nếu sai hoặc không viết đơn vị trừ 0,25 điểm, mỗi bài trừ tối đa 0,5 điểm.