Đề thi môn Vật lý - Kỳ thi tuyển sinh Lớp 10 THPT chuyên - Năm học 2017-2018 - Sở GD & ĐT Vĩnh Phúc (Đề dự bị - Có đáp án)

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ DỰ BỊ
(Đề thi có 02 trang)
KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2017-2018
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ
Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí
Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề.
Câu 1 (2,0 điểm)
Một bình hình trụ có bán kính đáy R= 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t= 20c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R= 10cm ở 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= 1000kg/m và của nhôm D= 2700kg/m, nhiệt dung riêng của nước C= 4200J/kg.K và của nhôm C= 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.
	a. Tìm nhiệt độ của nước khi 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 D= 800kg/m và C= 2800J/kg.K.
Câu 2 (2,5 điểm)
Có ba ống giống nhau và thông đáy chứa nước chưa đầy (hình vẽ). Đổ vào ống bên trái một cột dầu cao H1 = 10cm và đổ vào ống bên phải một cột dầu cao H2 = 14cm. Hỏi mực nước ở ống giữa sẽ dâng lên cao bao nhiêu? Cho biết trọng lượng riêng của nước d1 = 10000N/m3, của dầu d2 = 8000N/m3.
Câu 3 (1,5 điểm)
Một con thỏ chạy ra xa một con chó săn theo đường thẳng với vận tốc không đổi. Tại thời điểm ban đầu, khoảng cách giữa con thỏ và con chó săn là s = 100m, còn con chó săn chạy đuổi theo con thỏ với vận tốc v0 = 15m/s. Do đã mệt nên vận tốc của con chó săn cứ sau mỗi khoảng thời gian Dt = 20s thì giảm đi một lượng Dv = 1m/s. Hỏi thỏ phải chạy với vận tốc không đổi thỏa mãn điều kiện gì để không bị chó săn bắt được? Biết rằng trong khoảng thời gian Dt vận tốc của con chó săn là không đổi.
Câu 4 (2 điểm) 
	Một hộp kín H có ba đầu ra. Biết rằng trong hộp kín là sơ đồ mạch điện được tạo bởi các điện trở. Nếu mắc hai chốt 1 và 3 vào hiệu điện thế nguồn không đổi U = 15 V thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 1-2 và 2-3 lần lượt là U12 = 6 V và U23 = 9 V. Nếu mắc hai chốt 2 và 3 cũng vào hiệu điện thế U trên thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 2-1 và 1-3 lần lượt là U21 = 10 V và U13 = 5 V. 
 a, Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện trong hộp kín H với số điện trở ít nhất. Cho rằng điện trở nhỏ nhất trong mạch điện này là R, hãy tính các điện trở còn lại trong mạch đó. 
 b, Với sơ đồ mạch điện trên, nếu mắc hai chốt 1 và 2 vào hiệu điện thế U trên thì các hiệu điện thế U13 và U32 là bao nhiêu ?
Câu 5 (1,5 điểm)
O
A
B
v1
v2
Từ điểm O trên bờ một con sông rộng OA=0,5km một người muốn đi tới điểm A đối diện bên kia sông bằng cách đi thuyền từ O đến B rồi đi bộ từ B về A. Vận tốc của thuyền đối với nước là v1=3km/h, vận tốc của nước đối với bờ sông là v2=2km/h, vận tốc đi bộ trên bờ là v3=5km/h. Tìm độ dài BA để thời gian chuyển động là ít nhất và tính thời gian đó. 
Câu 6 (1 điểm)
Đặt một vật sáng AB vuông góc với một trục chính của thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2. Trên màn E đặt cách vật AB một đoạn a = 7,2 f 2 , ta thu được ảnh của vật .
a) Giữ vật AB và màn E cố định. Tịnh tiến thấu kính L2 dọc theo trục chính đến vị trí cách màn E 20 cm . Đặt thêm một thấu kinh L1 (tiêu cự f1) đồng trục với L2 vào trong khoảng giữa AB và L2 , cách AB một khoảng 16 cm thì thu được một ảnh cùng chiều và cao bằng AB hiện lên trên màn E . Tìm các tiêu cự f1 và f2 .
b) Bây giờ giữ vật AB cố định , còn màn E thì tịnh tiến ra xa AB đến vị trí mới cách vị trí cũ 23 cm. Tìm khoảng cách giữa hai thấu kính và vị trí mới của chúng để qua hệ thấu kính vật cho một ảnh hiện trên màn E có cùng chiều và cao gấp 8 lần vật AB.
———— HẾT————
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm!
Họ và tên thí sinh Số báo danh ...
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
—————
KỲ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN NĂM HỌC 2017-2018
ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÍ
Dành cho thí sinh thi vào lớp chuyên Vật lí
—————————
Câu
Ý
Lời giải vắn tắt
Điểm
1
a)
Nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt
- Khối lượng của nước trong bình là:
m= V.D= (R.R- .R).D 10,467 (kg).
- Khối lượng của quả cầu là: m= V.D= R.D= 11,304 (kg).
- Phương trình cân bằng nhiệt: cm( t - t ) = cm( t- t )
Suy ra: t = = 23,7c.
0,5
0,25
0,25
b)
 - Thể tích của dầu và nước bằng nhau nên khối lượng của dầu là: m= = 8,37 (kg).
- Tương tự như trên, nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt là:
t= 21c 
- Áp lực của quả cầu lên đáy bình là: F = P2- FA= 10.m2 - . R( D+ D).10 75,4(N) 
0,25
0,25
2
1)
Ta có hình vẽ:
 	 H1	H2
	 	 h3 
h	 h1	 h2
 A	 C	 B
 a ) 	b ) 
Từ hình 1 ta có áp suất tại các điểm A, B, C ở đáy bình thông nhau do các chất lỏng gây ra: 	pA = d1.h1 +d2 .H1
	pB = d1.h2 +d2 .H2
	pC = d1.h3
Do pA = pC nên d1.h1 + d2 .H1 = d1.h3 => h1 = h3 - H1. 	(1)
Và pB = pC nên d1.h2 +d2 .H2 = d1.h3 => h2 = h3 - H2. 	(2)
Vì Vnước không đổi nên: h1 + h2 + h3 = 3h 	(3)
Thay (1) và (2) vào (3) ta có: h3 - H1. + h3 - H2. + h3 = 3h 
 => 3h3 - 3h = (H1 + H2). 
Nước ở ống giữa sẽ dâng lên một đoạn: h3 - h = (H1 + H2). 
Thay số với H1 = 10cm = 0,1m, H2 = 14cm = 0,14m, d1 = 10000 N/m3 
và d2 = 8000 N/m3 ta có:	
 h3 - h = (0,1+ 0,14).= 0,064(m) = 6,4cm
0,25
0,25
2)a)
0,25
0,25
2)b)
0,5
0,25
0,5
0,25
3
- Ký hiệu vận tốc của thỏ là là vt . Chọn mốc quãng đường là vị trí của chó săn lúc đầu. Gọi khoảng cách từ vị trí của chó săn và thỏ đến mốc là sc và st. Thỏ không bị chó săn bắt khi st > sc.
- Trong 20 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi: 
 100 + 20vt > 20.15 = 300 ® vt > 10 m/s
- Trong 40 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi:
 100 + 40vt > 300 + 20.14 = 580 ® vt > 12 m/s
- Trong 60 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi:
 100 + 60vt > 580 + 20.13 = 840 ® vt > 12,33 m/s
- Trong 80 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi:
 100 + 80vt > 840 + 20.12 = 1080 ® vt > 12,25 m/s
- Trong 100 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi:
 100 + 100vt > 1080 + 20.11 = 1300 ® vt > 12 m/s
- Trong 120 giây đầu, thỏ không bị chó săn bắt khi:
 100 + 120vt > 1300 + 20.10 = 1500 ® vt > 11,67 m/s
Tính toán tương tự như trên ta thấy từ giây 120 trở đi thỏ không bị chó săn bắt khi vận tốc của thỏ nhỏ hơn 11,67m/s. Vậy để không bị chó săn bắt, thỏ phải chạy với vận tốc vt > 12,33 m/s.
0,5
0,5
0,5
4
a)
các cặp đầu ra cũng thay đổi, ta suy ra rằng giữa các cặp chốt phải có điện trở khác nhau và số điện trở ít nhất của mạch trong hộp kín H là 3. 
 (Học sinh có thể trình bày một trong hai sơ đồ cách mắc sau và tính các đại lượng mà bài toán yêu cầu theo sơ đồ đó, mỗi cách trình bày hoàn toàn đúng đều cho điểm tối đa của bài 5) 
Cách 1 :
- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V). 
 Ta có : (1)
- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V). 
 Ta có : (2)
 Từ (1) và (2) suy ra : R1 là điện trở nhỏ nhất 
 R1 = R, R2 = 3R, R3 = 1,5R.
- Khi U12 = 15(V). Ta có : (*) 
 Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (**)
 Từ (*) và (**) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V).
Cách 2 : 
- Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V). 
 Ta có : (3)
- Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V). 
 Ta có : (4)
 Từ (1) và (2) suy ra : R2 là điện trở nhỏ nhất 
 R2 = R, R1 = 3R, R3 = 2R.
- Khi U12 = 15(V). Ta có : (***) 
 Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (****)
 Từ (***) và (****) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V).
0,25
0,25
0,25
0,25
b)
0,25
0,25
0,25
0,25
5
a)
b)
O
a
B
v1
v2
vtb
- Vận tốc của thuyền so với bờ là : . 
- Thời gian thuyền qua sông là: .
- Thời gian đi bộ là: . 
Với .
- Thời gian người chuyển động là: .
- Theo BĐT Bunhiacopski ta có: .
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
6
a)
a) Sơ đồ tạo ảnh :
d2,d’2
d1,d’1
Theo đề bài : d1 = 16 cm , d’2 = 20 cm .
Suy ra : a = 7,2 f2 = 16 + l + 2 ® l = 7,2f2 – 36 
 ® ( 1 )	
Mặt khác, theo đề bài :
 ( 2 )	
Từ ( 1 ) và ( 2 ) , ta suy ra : 
® , giải ra ta được: f2 = 10 cm .
 Thay vào (2) ta tìm được f1 = 8 cm.	
0,25
b)
b) Ta có: 
® ( 3 ) 	
Mặt khác, theo đề bài: 
 ® ( 4 )	
Từ (3) và (4) rút ra: ( 5 ) 
Mặt khác: ( 6 )	
Từ (5) và (6), ta tìm được:
Phương trình mới có hai nghiệm (vị trí mới của L1):
 và 	
Từ đó có hai giá trị của l :
l1 = 165-11 ; d11 = 40 cm và l2 = 165-11 ;d12 = 55 cm.
Cả hai kết quả đều thích hợp vì đều có l < 95 cm.
Tương ứng có hai vị trí mới của L2 cách AB :
 và 
0,25
0,25
0,25
Điểm toàn bài được làm tròn đến 0,25 điểm.
Thí sinh làm theo phương án khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa phần đó.
———— HẾT————