S 1
Môn: Vật lí
Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm 04 câu trong 01 trang)
Câu 1 (5,0 điểm):
Một ấm bằng nhôm có khối lợng 400g chứa 0,5 lít nớc ở 30
0
C. Để đun sôi nớc ngời
ta dùng bếp điện loại 220V-1100W, hiệu suất 88%. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C
1
= 880J/kg.K, của nớc là C
2
= 4200J/kg.K.
a) Tính thời gian cần để đun sôi nớc. Biết rằng, bếp dùng ở hiệu điện thế 220V và bỏ
qua sự toả nhiệt của ấm và nớc ra môi trờng xung quanh.
b) Bếp dùng ở hiệu điện thế 180V và thời gian kể từ lúc bắt đầu đun đến khi nớc sôi
là t = 293 giây (lợng nớc trong ấm nh ban đầu). Tính nhiệt lợng trung bình do ấm và nớc
toả ra môi trờng xung quanh trong một giây.
Câu 2 (4,0 điểm):
Một mặt bàn hình tròn, đồng chất, bề dầy không đáng kể, có khối lợng m
0
= 3kg,
nằm ngang, đặt trên ba chân thẳng đứng giống hệt nhau lắp ở mép bàn tại các điểm A, B,
C sao cho ABC là tam giác đều có cạnh l = 0,6m. Trọng tâm của mặt bàn tại tâm O của
nó.
a) Tính áp lực của mặt bàn lên chân bàn tại các điểm A, B, C.
b) Đặt một vật nhỏ m
1
lên điểm M trên mặt bàn, áp lực đè lên các chân bàn tại các
điểm A, B, C lần lợt là 10N, 20N, 30N. Tìm khối lợng m
1
3
đều sáng bình th-
ờng. Xác định hiệu điện thế và công suất định mức của mỗi đèn. Bỏ qua điện trở dây nối.
------------------Hết------------------
Đáp án đề 1
U
r
Đ
1
Đ
3
Đ
2
U
r
Đ
3
Đ
2
Đ
Thời gian đun sôi nớc là: t =
0
171640
177,3( )
.0,88 1100.0,88
Q
s
P
=
b) Khi sử dụng bếp ở hiệu điện thế
U
= 180V thì công suất của bếp là:
2
2
2 2
,
0
2
0
0
0
180
. .1100 736,36( ).
220
U U U
P P W
U
R U
P
88,36
293
Q
q
t
= = =
(J/s)
Câu 2 4,0
a) áp lực đè lên các chân bàn tại các điểm A, B, C đợc chia đều cho ba chân:
10
10
3
O
OA OB OC
m
N N N= = = =
(N)
b) Khi đặt vật
1
m
:
1 1
10
A A A OA
N N N N N O= = =
1 1
20 10( )
B B B OB
c) Khi đặt vật
2
m
tại điểm N năm trên trung tuyến thuộc cạnh BC của tam giác
đều, bàn sẽ bị nghiêng khi:
2 0
10 . 10 .m x m OH
Với
x
là khoảng cách từ N đến BC, OH là khoảng cách từ trọng tâm O của đ-
ờng tròn (cũng là của tam giác đều ABC), mà OH = R/2 (R là bán kính mặt bàn).
0,25
A
H
O
B
C
M
N
0
N
2
N
0,75
0,25
0,75
1,0
0,5
0,5
lớn nhất =
2
R
.
Vậy N nằm ở mép bàn chính giữa chính giữa cung BC và
2
m
nhỏ nhất là bằng
0
3m kg=
.
Câu 3 5,0
a) Do mạch có tính đối xứng nên không có dòng điện chạy qua dây CD, lúc
này mạch gồm 3 nhánh song song.
Tính điện trở của mạch AB:
1 1 1 1
2 2 2
AB
AB
R
R
R R R R
= + + =
Cờng độ dòng điện qua mạch:
2
AB
U U
I
R R
= =
+
'
8 1,6
5
U U
I
R R
= =
'
I
<
I
Cờng độ dòng điện giảm.
c) Để cờng độ dòng điện qua mạch AB là nhỏ nhất thì điện trở của mạch AB
phải lớn nhất. Do mạch AB là mạch phân nhánh, nên điện trở của mạch lớn nhất là
bằng điện trở một nhánh R
AB
= R.
Do vậy ta bỏ dây dẫn AB.
Câu 4 6,0
Do các đèn đều sáng bình thờng nên ta chỉ xét các giá trị định mức.
* Sơ đồ 1: U
1
= U
2
và I
3
= I
1
2
2 ; 2 ;
2
U
U
I I U U R R
I I
= = = =
Vậy
1 2 3 0
R R R R= = =
* Từ sơ đồ 1:
0
3 0
3
6
2 2
m
R
R r R R= + + = +
1,0
3 3 0
0 0
0
'
1 3
0
1 3
'
'
45 270
. .6
9 9
30
270
30 (**)
9 9
20 30
6
4 9
20
12( )
4
2
m m
m
m
m
m
r m
r
U
I U I R R
R R R
R
R R
R r R
R R
U
I
+
= =
3 3
3 1 2
3
6( )
12
2( ) 1( )
6 2
V
U I
I A I I A
R
=
= = = = = =
Công suất định mức của các đèn: P
1
= P
2
= U
1
.I
1
= 6(W)
P
3
= U
3
.I
3
2
= 4200 J/kg.K. Bỏ qua mọi
mất mát nhiệt khác.
Bài 2 : 3,00 điểm
Cho mạch điện như hình vẽ 1, trong đó hiệu điện thế U = 10,8V
luôn không đổi, R
1
= 12
Ω
, đèn Đ có ghi 6V- 6W, điện trở toàn
phần của biến trở R
b
= 36
Ω
. Coi điện trở của đèn không
đổi và không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Điều chỉnh con chạy C sao cho phần biến trở R
AC
= 24
Ω
.
Hãy tìm :
Điện trở tương đương của đoạn mạch AB.
Cường độ dòng điện qua đèn và nhiệt lượng tỏa ra trên R
1
trong thời gian 10 phút.
Điều chỉnh con chạy C để đèn sáng bình thường, hỏi con
chạy C đã chia biến trở thành hai phần có tỉ lệ như thế nào ?
Bài 3 : 3,00 điểm
để số chỉ vôn kế là 16V.
Nếu di chuyển con chạy để R
3
tăng lên thì số chỉ
của vôn kế thay đổi như thế nào ?
Bài 4 : 2,50 điểm
Một vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ L
1
, thấu kính có tiêu cự f
1
= f . Vật AB
cách thấu kính một khoảng 2f .
a) Vẽ ảnh của vật AB qua thấu kính L
1
.
R
2
R
4
R
1
R
3
U
A
-+
X
+
C
BA
, trục chính của hai thấu kính trùng nhau
(Hình vẽ 3).
Vẽ ảnh của vật AB qua hai thấu kính trên và dùng hình học (không dùng công thức thấu
kính) tìm khoảng cách từ ảnh cuối cùng A
2
B
2
đến thấu kính phân kỳ.
c) Vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính thì tia ló có phương đi qua
B (trong các câu a, b, c chỉ yêu cầu vẽ đúng, không yêu cầu giải thích cách vẽ).
-------Hết -------
HƯỚNG DẪN CHẤM
Bài 1 : 1,50 điểm
Khi có sự cân bằng nhiệt lần thứ nhất, nhiệt độ cân bằng của hệ là t, ta có
m.c
1
.(t - t
1
) = m.c
2
.(t
2
- t) (1) (0,25đ)
mà t = t
2
- 9 , t
1
= 23
o
C , c
).(t - t') (3) (0,25đ)
mà t' = t - 10 = 65 - 10 = 55, t
3
= 45
o
C , (4)
từ (3) và (4) ta có 2c.(55 - 45) = (900 + 4200).(65 - 55)
2c(10) = 5100.10
suy ra c =
2
5100
= 2550 J/kg.K
Vậy nhiệt dung riêng của chất lỏng đổ thêm vào là 2550J/kg.K
(0,50đ)
Bài 2 : 3,00 điểm
a) 1,50 điểm.
A
B
L
1
O
1
F
1
L
2
O
2
Điện trở tương đương của mạch AB và cường độ dòng điện qua R
1
RR
.
.
1
1
=
2412
24.12
+
= 8
Ω
R
dy
=
CBd
CBd
RR
RR
.
.
=
126
12.6
+
= 4
Ω
Điện trở tương đương của đoạn mạch AB
R
tđ
= R
I
1
=
9,0
1224
24
1
⋅
+
=⋅
+
I
Rx
x
= 0,6A
Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R
1
:
Q
1
= I
1
2
.R
1
.t = 0,6
2
.12.600 = 2592 (J) (0,50 đ)
b) 1,50 điểm
Tìm vò trí của con chạy C để đèn sáng bình thường :
8,4
1
−
=
−
=
III
U
I
U
AC
X
AC
(1)
Điện trở của phần biến trở CB là R
y
=
1
6
−
=
−
=
III
U
I
U
d
CB
y
−
60
2151
0,5A
Vì I = 0,5A < I
đ
= 1A ( loại ) (0,25 đ)
chọn I = 1,2A thì R
x
=
4,02,1
8,4
4,0
8,4
−
=
−
I
= 6
Ω
và R
y
= 30
Ω
Vậy con chạy C đã chia biến trở với tỉ lệ
5
1
30
6
==
Ω
(0,25 đ)
I
2
=
A
R
U
2
12
24
234
==
(0,25 đ)
U
34
= I
2
.R
34
= 2.3 = 6V
I
3
=
A
R
U
1
6
U
1
= U - U
V
= 24 - 16 = 8V
I
1
=
3
2
12
8
1
1
==
R
U
A (0,25 đ)
Top of Form
xxI
I
RRR
R
II
I
R
R
I
I
+
=⋅
+
x
I
x
= I
4
(0,50 đ)
Ta có U
V
= U
3
+ U
4
= I
3
.R
3
+ I
4
.R
4
= I
1
.R
3
+ I
4
.R
4
3
= 6
Ω
(0,25 đ)
* * Khi R
3
tăng thì điện trở của mạch tăng
⇒
I = I
4
=
td
R
U
: giảm
⇒
U
4
= I.R
4
:giảm (0,25 đ)
⇒
U
2
= U – U
4
: tăng
⇒
I
2
a) 0,50 điểm
R
2
R
4
R
1
R
3
U
I
3
I
4
I
2
I
1
I
R
2
R
4
R
1
R
3
U
V
- Vẽ hình đúng : (0,25 đ)
§Ị sè 3
Bài 1 : (3,0 điểm)
Một người đến bến xe bt chậm 20 phút sau khi xe bt đã rời bến A, người
đó bèn đi taxi đuổi theo để kịp lên xe bt ở bến B kế tiếp. Taxi đuổi kịp xe bt khi
B
A
O
1
B
1
A
1
L
1
F
1
B
A
O
1
B
1
A
1
L
1
A
2
B
2
= 400 J/(kg.K), D
1
= 8900 kg/m
3
, c
2
= 4200 J/(kg.K), D
2
= 1000 kg/m
3
; nhiệt hoá
hơi của nước (nhiệt lượng cần cung cho một kg nước hoá hơi hoàn toàn ở nhiệt độ sôi)
là L = 2,3.10
6
J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường.
a, Xác định nhiệt độ ban đầu t
1
của đồng.
b, Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m
3
cũng ở nhiệt độ t
1
vào
nhiệt lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn
bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m
3
. Xác định khối lượng đồng m
3
.
Bài 3 : (2,0 điểm)
4
tham gia vào mạch điện lúc đó.
Bài 4 : (1,5 điểm)
Hai điểm sáng S
1
và S
2
cùng nằm trên trục chính, ở về hai bên của một thấu kính
hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6 cm và 12 cm. Khi đó ảnh của S
1
và ảnh của S
2
tạo
bởi thấu kính là trùng nhau.
a, Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên.
b, Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính.
Bài 5 : (1,0 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 U
12
= 6 V và U
23
= 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 U
21
= 10 V và U
13
H