Tổng hợp Đề thi vào 10 chuyên Vật Lí có đáp án (Đề 10)

5 câu · Đề thi Khoa học tự nhiên vào lớp 10

Đề tự luận: mỗi câu có đáp án tham khảo của đề gốc để bạn tự đối chiếu bài làm (không tính điểm).

Câu 1

Câu tự luận

Cho cơ hệ như hình 1. Vật 1 là một khối lập phương (đặc và không thấm nước) có cạnh a = 10cm được làm bằng vật liệu đồng chất có trọng lượng riêng d = 1,25.10⁴ N/m³. Vật 2 được nối với một sợi dây vắt qua ròng rọc cố định. Thanh cứng AC, đồng chất, mảnh, tiết diện đều, có chiều dài AC = 20cm; B là điểm treo của vật 1 trên thanh AC; vật 1 chìm hoàn toàn trong bình đựng nước. Biết trọng lượng riêng của nước là d_n = 10⁴N/m³. Coi các sợi dây nhẹ, không giãn; bỏ qua mọi ma sát và khối lượng của ròng rọc

1. Nếu bỏ qua khối lượng của thanh AC, để hệ ở trạng thái cân bằng và thanh AC nằm ngang thì AB = 15cm. Tìm khối lượng m² của vật 2

2. Nếu thanh AC có khối lượng m = 75g, để hệ ở trạng thái cân bằng và thanh AC nằm ngang thì AB phải có giá trị bằng bao nhiêu (với m₂ tìm được ở phần trên)?

Đáp án tham khảo

Lời giải của đề gốc để bạn tự đối chiếu; câu tự luận không tính điểm.

- Vẽ hình, biểu diễn lực.

- Điều kiện cân bằng cho vật m₁

P₁ = F_A + T => T = P₁ - F_A

- Điều kiện cân bằng cho vật m₂

T₂ = P₂

- Điều kiện cân bằng của thanh AC (đối với điểm C) là :

CB.T = CA.T₂

<=> (P₁ - FA)CB = P₂.CA

<=> (d.a³ - d_n.a³)CB = 10m₂.CA

2. - Vẽ hình, biểu diễn lực.

- Điều kiện cân bằng cho vật m₁

P₁ = F_A + T => T = P₁ - F_A

- Điều kiện cân bằng cho vật m₂

T₂ = P₂

- Gọi P là trọng lượng của thanh AC, điểm đặt của P tại điểm O (trung điểm của AC).

- Điều kiện cân bằng của thanh AC (đối với điểm C) là:

P.CO + T.CB = T₂.CA

<=> P.CO + (P₁ - F_A).CB = P₂.CA

- Vậy độ dài của đoạn AB là :

AB = 20 – 2 = 18 cm

Câu 2

Câu tự luận

Có hai bình đựng cùng một loại chất lỏng. Một học sinh lần lượt múc từng ca chất lỏng từ bình 2 đổ vào bình 1 và đo nhiệt độ cân bằng của chất lỏng trong bình 1 sau mỗi lần đổ rồi ghi vào bảng số liệu như dưới đây:

Tính nhiệt độ t (⁰C) và nhiệt độ của chất lỏng trong mỗi ca lấy từ bình 2 đổ vào bình 1. Coi nhiệt độ và khối lượng của chất lỏng ở mỗi ca lấy từ bình 2 đều như nhau. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường và bình chứa

Đáp án tham khảo

Lời giải của đề gốc để bạn tự đối chiếu; câu tự luận không tính điểm.

- Gọi nhiệt dung của chất lỏng chứa trong bình 1 (ngay trước lần đổ thứ n = 1) là q₁ (J/Kg.K); nhiệt dung của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 là q₂ (J/Kg.K).

- Gọi nhiệt độ của mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 là t2 (t₂ > 50⁰C); nhiệt độ của chất lỏng chứa trong bình 1 (ngay trước nhiệt độ 20⁰C) là t₁.

- Xét phương trình cân bằng nhiệt ở các lần đổ :

+ Lần đổ 1: q₂(t₂ - 20) = q₁(20 - t₁) (1).

+ Lần đổ 2: q₂(t₂ - 35) = (q₁ + q₂)(35 - 20) <=> q₂(t₂ - 50) = 15q₁ (2).

+ Lần đổ 3: q₂(t₂ - t) = (q₁ + 2q₂)(t - 35) <=> q₂(t₂ - 3t + 70) = q₁(t - 35) (3).

+ Lần đổ 4: q₂(t₂ - 50) = (q₁ + 3q₂)(50 - t) <=> q₂(t₂ + 3t - 200) = q₁(50 - t) (4).

- Lấy (2) chia (3) ta được :

(5)

- Lấy (2) chia (4) ta được :

(6)

- Thay (5) vào (6) ta được: t₂² - 85t₂ + 400 = 0 => t₂ = 80⁰C (Thỏa mãn) hoặc t₂ = 5⁰C (Loại).

- Thay t₂ = 80⁰C vào (5) ta được t = 44⁰C.

- Vậy nhiệt độ t = 44⁰C và nhiệt độ mỗi ca chất lỏng lấy từ bình 2 đổ vào bình 1 là t₂ = 80⁰C

Câu 3

Câu tự luận

Cho mạch điện AB như hình 2. Biết R₁ = 1Ω, R₂ = 2Ω các biến trở R₃ và R₄. Bỏ qua điện trở các dây nối. Đặt vào hai đầu mạch AB hiệu điện thế không đổi U = 6V

1. Với trường hợp R₃ = 2,5Ω, R₄ = 3,5Ω. Mắc vào hai điểm C và D một vôn kế lí tưởng. Xác định số chỉ của vôn kế

2. Với trường hợp R₃ = 2,5Ω. Mắc vào hai điểm C và D một ampe kế lí tưởng. Xác định giá trị của R4 để số chỉ của ampe kế là 0,75A và chiều dòng điện qua ampe kế từ C đến D

3. Với trường hợp R₃ = R₀ (không đổi). Thay đổi giá trị của biến trở R₄, khi R₄ = R₅ hoặc R₄ = R₆ thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở R₄ có giá trị như nhau và bằng P, khi R₄ = R₇ thì công suất toả nhiệt trên biến trở R₄ đạt giá trị lớn nhất là P_max . Cho biết ; R₅ + R₆ = 6,5Ω và R₅ > R₆ . Tìm R₀, R₅, R₆, R₇

Đáp án tham khảo

Lời giải của đề gốc để bạn tự đối chiếu; câu tự luận không tính điểm.

1. - Sơ đồ mạch: (R₁ntR₂)//(R₃ntR₄).

- Ta có : R₁₂ = 3 ; R₃₄ = 6 .

- Vì R₁₂//R₃₄ nên : U₁₂ = U₃₄ = 6V.

- Lúc đó: I₁ = I₁₂ = = 2A;

I₃ = I₃₄ = = 1A

- Suy ra: U₁ = I₁.R₁ = 2V; U₃ = I₃.R₃ = 2,5V.

- Do U₃ > U₁ nên số chỉ của vôn kế là:

U_V = U₃ – U₁ = 0,5 V

2. - Sơ đồ mạch: (R₁//R₃)nt(R₂//R₄).

- Ta có:

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là :

R_tđ = R₁₃ + R₂₄

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:

- Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁ và R₂ lần lượt là:

- Xét tại nút C, ta có: I_A = I₁ – I₂

3. - Đoạn mạch được mắc: (R₁ntR₂)//(R₀ntR₄).

- Ta có: U₀₄ = U.

- Công suất tiêu thụ trên điện trở R₄ được tính:

- Đặt x = R₄(Ω); x₁ = R₅(Ω); x₂ = R₆(Ω)

Có :

- Theo bài ra :

- Lại có:

(Với x₁ + x₂ = 6,5Ω)

Lại có:

Thay vào (1), ta được:

- Vậy R₅ = 4,5Ω; R₆ = 2Ω; R₇ = R0 = 3Ω

Câu 4

Câu tự luận

Cho mạch điện như hình 3. Biết R là một biến trở tiết diện đều với con chạy C di chuyển được từ M đến N và ngược lại. Điện trở r = 1Ω, đèn Đ₁ ghi 6V-6W. Bỏ qua điện trở các dây nối, ampe kế lí tưởng. Đặt vào hai đầu mạch điện AB một hiệu điện thế không đổi U = 36V

1. Cho R = 35Ω

a, Xác định phần điện trở MC của biến trở để đèn Đ₁ sáng bình thường

b, Xác định vị trí con chạy C trên biến trở (so với vị trí M) để số chỉ ampe kế đạt giá trị nhỏ nhất

2. Thay ampe kế bằng đèn Đ₂ ghi 6V-12W, thay đèn Đ₁ bằng một điện trở R1 = 6Ω như hình 4. Tìm giá trị nhỏ nhất của R để đèn Đ₂ sáng bình thường

Đáp án tham khảo

Lời giải của đề gốc để bạn tự đối chiếu; câu tự luận không tính điểm.

1.a, - Với đèn Đ₁, ta có : R_Đ1 = 6 ; I_đm1 = 1A.

- Đặt R_MC = x(Ω) (0 ≤ x ≤ R)

=> R_CN = 35 – x (Ω).

- Ta có: ; R_BC = 36 – x

- Theo tính chất của đoạn mạch nối tiếp ta có:

b, - Điện trở tương đương của đoạn mạch:

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:

- Số chỉ của ampe kế:

- Do đó: I_Amin khi x = 18Ω.

- Vậy con chạy C ở vị trí sao cho thì số chỉ của ampe kế nhỏ nhất

2. - Với đèn Đ₂, ta có: R_Đ2 = 3Ω; I_đm2 = 2A

- Đặt R_MC = x (Ω) (0 ≤ x ≤ R) R_CN = R – x (Ω).

- Ta có: ; R_BC = R – x +1

- Điện trở tương đương của đoạn mạch:

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là :

- Cường độ dòng điện chạy qua đèn Đ₂ là:

- Để đèn Đ₂ sáng bình thường thì:

(*)

+ Ta có : ∆ = (R - 2)² + 4(9R - 81) = R₂ + 32R - 320

+ Để (*) có nghiệm (có giá trị của x) thì:

Suy ra:

- Do đó giá trị nhỏ nhất của R là : R_min = 8

Câu 5

Câu tự luận

Cho xy là trục chính của một thấu kính, S là nguồn sáng điểm, S’ là ảnh của S qua thấu kính. Các điểm H, K tương ứng là chân đường vuông góc hạ từ S và S’ xuống xy như hình 5. Gọi F và F’ là hai tiêu điểm của thấu kính, với FH < F’H. Tại thời điểm ban đầu, cho biết SH = 5cm, HF = 10cm, KF’ = 40cm

1. Xác định tiêu cự của thấu kính

2. Hệ đang ở vị trí như thời điểm ban đầu. Giữ thấu kính cố định, dịch chuyển nguồn sáng S theo phương song song với xy, chiều ra xa thấu kính với tốc độ bằng 15cm/s thì tốc độ trung bình của ảnh tạo bởi thấu kính trong 1s đầu tiên bằng bao nhiêu?

Đáp án tham khảo

Lời giải của đề gốc để bạn tự đối chiếu; câu tự luận không tính điểm.

1. - Do S và S’ nằm khác phía trục chính xy nên thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ. Ta có hình vẽ:

- Đặt f = OF = OF’

- Theo đề:

OH = HF + OF = 10 + f

OK = OF' + F'K = f + 40

- Do SH // KS'

(1)

- Do OI // KS'

(2)

- Với OI = SH, nên từ (1) và (2) ta được:

- Vậy tiêu cự thấu kính là 20 cm

2. *Trường hợp cố định S, tịnh tiến thấu kính:

- Gọi: O’ là vị trí quang tâm của thấu kính sau khi dịch chuyển 1s.

+ v là tốc độ của thấu kính => v = 5cm/s => OO' = v.t

+ S1 là vị trí ảnh của S khi quang tâm thấu kính ở vị trí O’

- Do OO' // S'S₁.

(3)

Với OO' = v.t; S'S₁ = v₀.t

- Do SH // S'K

- Thay vào (3), ta được:

*Trường hợp thấu kính cố định, dịch chuyển nguồn sáng S:

- Do đường SI không đổi nên IF’ không đổi. Do đó khi dịch chuyển S theo phương song song với trục chính đến vị trí S1 thì ảnh tương ứng dịch chuyển từ vị trí S’ đến vị trí S₁’ theo phương IF’ như hình vẽ trên.

- Gọi:

+ S₁ và S₁’ tương ứng và vị trí nguồn sáng và ảnh của nguồn sáng sau khi dịch chuyển được 1s đầu tiên

+ H’ và K’ tương ứng là chân đường đường vuông góc hạ từ S₁ và S₁’ xuống trục chính thấu kính

=> HH' = SS1 = 15CM; SH = S1H' = 5cm

=> OH' = OH + HH' = 30 + 15 = 45cm

=> F'K = OK' - OF' = OK' - 20

- Do (4)