Đề thi tuyển sinh lớp 10 THPT chuyên Quốc Học môn Vật lí 9 (chuyên) - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi tuyển sinh lớp 10 THPT chuyên Quốc Học môn Vật lí 9 (chuyên) - Năm học 2021-2022 (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI TUYỂN SINH LỚP 10 THPT CHUYÊN QUỐC HỌC THỪA THIÊN HUẾ NĂM HỌC 2021 – 2022 Khóa thi ngày 05 tháng 6 năm 2021 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÍ (CHUYÊN) (Đề thi có 02 trang) Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2,25 điểm) Vào lúc 6 giờ sáng có hai xe khởi hành cùng lúc. Xe 1 xuất phát từ A với tốc độ không đổi v1 7 m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên các cạnh của hình chữ nhật ABCD. Xe 2 xuất phát từ D với tốc độ không đổi v2 8 m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên các cạnh của hình tam giác DAB như hình vẽ bên. Biết AB=600m, AD=800m và khi gặp nhau các xe có thể vượt qua nhau. a) Ở thời điểm nào thì xe 2 chạy được số vòng nhiều hơn xe 1 là một vòng. b) Tính thời gian từ lúc khởi hành đến khi khoảng cách giữa hai xe ngắn nhất trong phút đầu tiên. Tính khoảng cách ngắn nhất đó. c) Xác định thời điểm xe 1 đến C và xe 2 đến D cùng một lúc lần thứ ba. Câu 2: (2,0 điểm) Một bình hình trụ có tiết diện ngang mặt trong là S=80 cm 2, chiều cao hình trụ L=100 cm chứa một lượng chất lỏng có độ cao h=50 cm ở nhiệt độ 600C. a) Nếu thả vào bình một quả cầu kim loại có khối lượng M ở nhiệt độ 1000C thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 800C. Nếu thả quả cầu cùng chất như trên nhưng có khối lượng 2M ở nhiệt độ t0C thì nhiệt độ cân bằng của hệ là 500C. Coi như quá trình trao đổi nhiệt chỉ xảy ra giữa chất lỏng và quả cầu; quả cầu ngập hoàn toàn trong chất lỏng. Hãy tính giá trị t. b) Biết quả cầu có khối lượng M trên (ở câu a) có phần rỗng nằm ở bên trong. Khi thả quả cầu đó vào bình thì quả cầu nằm lơ lửng trong chất lỏng, mực chất lỏng trong bình lúc này ở độ cao h’=52 cm. Biết rằng tỉ lệ khối lượng riêng của chất làm quả cầu so với khối lượng riêng của chất lỏng là 8,5; bỏ qua sự nở vì nhiệt của chất lỏng và kim loại. Tính thể tích phần rỗng của quả cầu. Câu 3: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ bên. Trong đó: UAB=6V, R1 1,25 , R2 0,75 ; Đ là bóng đèn loại 1V – 1W; MN là biến trở có điện trở toàn phần RMN 20 , biết điện trở tỉ lệ với độ dài. Điện trở của vôn kế vô cùng lớn, điện trở của ampe kế rất nhỏ, điện trở của bóng đèn Đ xem như không thay đổi, bỏ qua điện trở của dây nối. a) Điều chỉnh con chạy C của biến trở ở đúng vị trí chính giữa của đoạn MN. Xác định số chỉ của ampe kế và vôn kế lúc đó. Nhận xét độ sáng của đèn lúc này. b) Phải điều chỉnh con chạy C của biến trở đến vị trí nào trên biến trở để công suất tiêu thụ trên toàn bộ biến trở đạt giá trị cực đại? Tính giá trị cực đại đó. SO sánh độ sáng của đèn lúc này so với trường hợp ở câu a. c) Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của điện áp hai đầu vôn kế (UV) theo cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ (Iđ) khi con chạy C dịch chuyển xuống phía N từ vị trí ở câu a.
2. Câu 4: (2,25 điểm) Đặt một đoạn thẳng AB dài 3cm vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, A’ nằm trên trục chính thì cho ảnh thật A’B’; F và F’ là hai tiêu điểm chính của thấu kính, F nằm về phía A. Đặt p=AF, q=A’F’, f=OF. a) Vẽ hình và chứng minh công thức: pq=f2 b) Khi đặt đoạn AB nằm trên trục chính của thấu kính sao cho vị trí A không thay đổi thì A’B’ vẫn không đổi tính chất. Nếu điểm B nằm gần thấu kính hơn so với điểm A thì ảnh A’B’=4,5cm, nếu điểm B nằm xa thấu kính hơn so với điểm A thì A’B’=2,25cm. Tính tiêu cự của thấu kính. c) Khi đặt đoạn AB song song với trục chính của thấu kính và cách trục chính một đoạn 2cm, điểm A cách thấu kính 5cm và điểm B ở gần thấu kính hơn điểm A. Tính độ lớn ảnh của vật AB qua thấu kính. Câu 5: (1,00 điểm) Cho các dụng cụ sau: - Một thước đo độ dài. - Một cuộn dây buộc nhẹ. - Một giá đỡ (có điểm tựa cố định). - Một thanh thẳng dài cứng, tiết diện đều và không đồng chất. - Một bình chứa nước không có vạch chia (Biết nước có khối lượng riêng D). Bằng các dụng cụ trên, hãy lập phương án xác định khối lượng riêng của một vật nhỏ đặc bằng kim loại có hình dạng bất kì (Biết vật thả được vào bình chứa nước). File word: CĐ ôn luyện HSG & chuyên lí 9 + Bộ đề, đa thi HSG & chuyên lí 9 cấp tỉnh 2021: ibox hoặc zalo 0984024664 Hoặc HẾT
3. ĐÁP ÁN THAM KHẢO Câu 1: (2,25 điểm) Chu vi hình chữ nhật ABCD là: P1 2(AB AD) 2(600 800) 2800 (m) Chu vi tam giác DAB là: 2 2 2 2 P2 AB AD BD AB AD AB AD 600 800 600 800 1. Gọi t là thời gian 2 xe chạy. v1t 7t t Số vòng xe 1 chạy là: n1 P1 2800 400 v2t 8t t Số vòng xe 2 chạy là: n2 P2 2400 300 t t Xe 2 chạy hơn xe 1 là 1 vòng nên: n n 1 1 t 1200(s) 20 ph 2 1 300 400 Thời điểm cần tìm là: 6h20ph 2. Trong phút đầu tiên, xe 1 đi được quãng đường là: 7.60 420(m) AB nên xe 1 chỉ di chuyển trên AB. Trong phút đầu tiên, xe 2 đi được quãng đường là: 8.60 480(m) DA nên xe 2 chỉ di chuyển trên DA. Khoảng cách giữa 2 xe theo thời gian là: 2 2 2 2 2 l v1t AD v2t 49t 800 8t 113t 12800t 640000 (m) 12800 Áp dụng tính chất tam thức bậc 2, l 2 khi t 56,64 (s) nên sau 56,64 (s) khoảng cách min 2.113 giữa 2 xe là ngắn nhất. 2 Khoảng cách ngắn nhất đó là: lmin 113.56,64 12800.56,64 640000 526,8 (m) P1 2800 3. Thời gian xe 1 chạy 1 vòng là: t1 400 (s) v1 7 P2 2400 Thời gian xe 2 chạy 1 vòng là: t2 300 (s) v2 8 Gọi N1, N2 lần lượt là số vòng xe 1, xe 2 đã chạy. AB AC Thời gian để xe 1 chạy qua C là: t1 N1 t1 200 400N1 (s) v1 Thời gian để xe 2 chạy qua D là: t2 N2 t2 300N2 (s) Xe 1 đến C cùng lúc xe 2 đến D nên: t1 t2 200 400N1 300N2 2 4N1 3N2 Ta lập bảng: N1 1 2 3 4 5 6 7 8 N2 2 3,33 4,66 6 7,33 8,66 10 11,33
4. Do N1 , N2 là các số nguyên dương, kết hợp với bảng trên ta thấy khi xe 2 đi được 10 vòng thì xe 1 đến C và xe 2 đến D cùng lúc, t1 t2 3000(s) 50( ph) Thời điểm cần tìm là: 6h50ph. Câu 2: (2,0 điểm) 1. Gọi m0 là khối lượng chất lỏng trong bình. c0 ,c lần lượt là nhiệt dung riêng của chất lỏng, chất làm quả cầu. Khi thả quả cầu khối lượng M, ta có phương trình cân bằng nhiệt: m0c0 (80 60) Mc(100 80) m0c0 Mc Khi thả quả cầu khối lượng 2M, ta có phương trình cân bằng nhiệt: 0 m0c0 (60 50) 2Mc(50 t) 60 50 2(50 t) t 45 C 2. Gọi D0 là khối lượng riêng của chất lỏng. Suy ra khối lượng riêng của chất làm quả cầu là: 8,5D0 Gọi V’ là thể tích phần rỗng của quả cầu. Thể tích quả cầu bằng thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ, ta có: V S. h 200(52 50) 400cm3 Thể tích phần kim loại làm quả cầu là: V-V’ Do quả cầu nằm lơ lửng trong nước, do cân bằng lực ta có: V 400 8,5D g V V ' D gV V ' V 400 352,94cm3 0 0 8,5 8,5 Vậy thể tích phần rỗng của quả cầu là: 352,94cm3 Câu 3: (2,5 điểm) 1. Sơ đồ mạch điện: R2ntĐnt(RCM / /RCN )ntR1 2 Udm Điện trở của đèn: Rd 1 Pdm Khi RCM RCN 10 thì điện trở tương đương của mạch là: RCM .RCN Rtd R2 Rd R1 8 RCM RCN U 6 Cường độ dòng điện mạch chính trong mạch là: I AB 0,75A Rtd 8 2 Công suất đèn là: Pd I Rd 0,56 Pdm nên đèn sáng yếu. I Ampe kế chỉ cường độ dòng điện qua R , do R R nên I 0,375 (A) CN CN CM A 2 I Số chỉ vôn kế là: U U U IR .R 4,5 (V) DF d CM d 2 CM RCM .RCN 2. Đặt R , điện trở tương đương của cả mạch là: Rtd R2 Rd R R1 R 3 RCM RCN 62.R 36 Cường độ dòng điện mạch chính là: P I 2 R R 2 9 R 3 R 6 R 36 R Suy ra P 3 (W) khi R R 3 Rmax 6 6 9
5. R 16.32 RCM .RCN RCM .(20 RCM ) CM  Khi đó: 3 3 RCM RCN 20 RCM 3,68 2 2 6 .1 Công suất đèn: Pd I Rd 1(W) Pdm nên đèn sáng bình thường. 3 3 2 3. Gọi Rb là điện trở biến trở, ta có: UV Id Rd Id Rb U AB Id (R1 R2 ) nên đồ thị UV theo Id là đường thẳng. Câu 4: (2,25 điểm) Ta có hình vẽ: a) Xét tam giác đồng dạng: OF ' OI AB f OF' I : A' F ' B ' A' F ' A' B ' A' B ' q AB p Tương tự, ta chứng minh được: A' B ' f Do đó: pq f 2 b) Khi B nằm gần thấu kính hơn A một khoảng 3cm, A’B’=4,5cm, ta có: f 2 f 2 4,5 (1) p 3 p Khi B nằm xa thấu kính hơn A một khoảng 3cm, A’B’=2,25cm, ta có: f 2 f 2 2,25 (2) p p 3 Từ (1) và (2) suy ra: p=9cm; f=9cm.
6. c) Vật AB nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính nên A’B’ là ảnh ảo. A cách thấu kính 5cm, B cách thấu kính 2cm. Sử dụng công thức thấu kính: ' d f h d ' d ' A 11,25cm (Ảnh ảo), k A' A h 4,5cm A' A A' d A f hA d A ' dB f hB' dB' dB' 2,57cm (Ảnh ảo), kB hB' 2,57cm dB f hB dB ' ' Độ lớn của ảnh A’B’ là: A' B ' d A' dB' hA' hB' 8,89cm Câu 5: (1,00 điểm) - Xác định khối tâm O của thanh thẳng, dài, cứng: Đặt thanh lên giá treo sao cho thanh cân bằng, đánh dấu điểm tựa O , đó chính là khối tâm của thanh. - Treo vật như hình bên, sao cho thanh cân bằng. Đo các giá trị l1 MN,l2 OM Cân bằng momen lực: PV l1 Ptl2 (1) - Treo vật nhúng chìm trong nước, dịch chuyển điểm treo sao cho thanh cân bằng. Đo các giá trị l3 PQ,l4 OP Cân bằng momen lực: (PV FA )l3 Ptl4 (2) - Tính toán: Chia vế của (2) cho (1) ta được:
7. (P F )l l D V DV l l D V A 3 4 V 1 4 D P l l D V l l V l l V 1 2 V 2 3 1 1 4 l2l3