Tiêu đề 38_Đề thi vào Chuyên vật lí - Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh - Năm học 2016 - 2017.Image.Marked.pdf ✅

Đề thi vào Chuyên vật lí - Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh - Năm học 2016 - 2017 Câu 1: Cho mạch điện như hình 1. R1 là một biến trở, R2 = 8Ω;R3 = R4 = 12Ω. Đèn Đ(12V – 12W), ampe kế lí tưởng. Cho hiệu điện thế UAB = 24V. a. Tìm giá trị của biến trở để khi K1 ngắt, K2 đóng hoặc khi K1 đóng, K2 ngắt, đèn Đ đều sáng bình thường. Tính các giá trị tương đương của ampe kế. b. Độ sáng của đèn thay đổi thế nào khi cả hai khoá đều đóng và biến trở có giá trị như câu a? Có thể thay đổi giá trị của biến trở như thế nào (R1 có thể thay đổi giá trị từ 0 đến ∞) để độ sáng của đèn gần độ sáng lúc hoạt động bình thường nhất? Câu 2: Một hình trụ, bằng đồng, tiết diện đều S = 100cm2 , có khối lượng m0 = 600g, đang đựng khối nước đá ở nhiệt độ t1 = -100C. Chiều cao cột nước đá trong bình h1 = 10cm. Sau đó người ta đổ thêm một lượng nước ở nhiệt độ t2 = 100C và có thể tích V = 2 lít vào bình. a. Hãy xác định nhiệt độ cân bằng của hệ. Cho biết nước đá chỉ tan từ trên xuống, khi chưa tan hết, phần đá còn lại vẫn dính ở đáy bình. Tính khoảng cách từ mặt thoáng của nước đến đáy bình. b. Sau đó người ta dùng dây điện trở có công suất toả nhiệt P = 800W nhúng vào bình nói trên để đun. Hỏi sau thời gian bao lây nước sôi? Cho biết: + Nhiệt dung riêng của đồng c0 = 400 /kg.K, của nước đá c1 = 2100 J/kg.K, của nước c2 = 4200 J/kg.K. + Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá λ = 3,4.105 J/kg (là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho 1kg nước đá ở 00C nóng chảy hoàn toàn) và khi nước đá nóng chảy nhiệt độ của nước đá không tăng. + Khối lượng riêng của nước đá D1 = 900 kg/m3 và của nước D2 = 1000 kg/m3. + Bỏ qua sự trao đổi nhiệt giữa bình và môi trường ngoài. Câu 3: Cho đoạn mạch điện AB như hình 2. Biến trở r có giá trị thay đổi được từ 0Ω đến 100Ω. X là một đoạn mạch tuân theo định luật Ôm. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AB có
giá trị không đổi. Hiệu điện thế Ur giữa hai đầu biến trở r thay đổi khi ta thay đổi giá trị của r và giá trị lớn nhất của Ur nhận được là 22,5V. Mặt khác, khi thay đổi giá trị biến trở từ r1 đến r2 để hiệu điện thế Ur tăng 10V (Ur2 – Ur1 = 10V) thì dòng điện qua r giảm 1,5A (I1 – I2 = 1,5A). a. Hãy xác định giá trị điện trở tương đương của đoạn mạch X (xem như không đổi). b. Với giá trị nào của biến trở r thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch X là lớn nhất? Tính công suất lớn nhất đó. Câu 4: Người ta có thể dùng 2 thấu kính hội tụ (TKHT) hoặc một thấu kính hội tụ và một thấu kính phân kì (TKPK) để biến một chùm tia song song hình trụ có đường kính D1 thành một chùm tia song song hình trụ có đường kính D2 (D2 ≠ D1) a. Hãy vẽ hình mô tả cách sắp xếp các thấu kính, đường đi của chùm tia sáng qua hệ thấu kính, giải thích và chỉ ra biểu thức liên hệ giữa tiêu cự f1, f2 của các thấu kính với D1, D2. Xét các trường hợp có thể xảy ra? b. Xét trường hợp hai TKHT, người ta đặt hai thấu kính đồng trục, cách nhau 27cm. Tìm f1, f2 để có D2 = 2D1. Câu 5: An và Bình khởi hành cùng lúc trên một đường chạy khép kín L như hình 3. An khởi hành từ A, Bình khởi hành từ B, chạy ngược chiều nhau và gặp nhau lần đầu ở C. Ngay sau khi gặp nhau, Bình quay ngược lại chạy cùng chiều với An. Khi An qua B thì Bình qua A, Bình tiếp tục chạy thêm 120m nữa thì gặp An lần thứ hai tại D. Biết chiều dài quãng đường B1A gấp 6 lần chiều dài A2C (xem hình). Coi vận tốc của mỗi bạn không đổi. Tìm chiều dài đường chạy L.
LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: a. TH1: K1 ngắt, K2 đóng, mạch gồm: R1 nt [R2 // (R3 nt R4)] nt RĐ => Không có dòng điện chạy qua ampe kế => IA = 0 TH2: K1 đóng, K2 ngắt: mạch gồm: R3 nt R2 nt RĐ Ampe kế đo I mạch chính. 2 2 12 12Ω 12 D D D U R P    3 2 RAB  R  R  RD  12  8 12  42Ω 12 0,29 42 AB A AB AB U I I A R     Vì ở TH1 đèn sáng bình thường nên dựa vào trường hợp này ta sẽ tính được R1. R34 = R3 + R4 = 12 + 12 = 24Ω 2 34 234 2 34 8.24 6Ω 8 24 R R R R R      RAB  R1  R23  RD  R1  6 12  R1 18Ω 12 1 12 AB DM P I I A U     1 1 24 24Ω 18 24 6Ω 1 AB AB AB U R R R I         Khi cả K1, K2 đóng: {[(R1 // R3) nt R2] // R4} nt RĐ 1 3 2 1 3 6.12 4 ; 4 8 12 6 12 AC ACD AC R R R R R R R R             4 D 4 12.12 6 ; 6 12 18 12 12 ACD AD AB AD ACD R R R R R R R R            
24 1,33 18 AB AB AB U I A R    => Đèn sáng mạnh hơn bình thường. Để đèn sáng gần bình thường nhất thì cần thay đổi R1 . Đặt: 1 2 12 12 20 96 8 12 12 12 AC ACD AC x x x R x R R R R x x x                  4 4 . 6 5 24 6 5 24 39 252 12 4 30 4 30 2 15 ACD AD AB AD D ACD R R x x x R R R R R R x x x                242 15 39 252 AB AB AB U x I R x      Xét hàm:   242 15 48 360 1 39 252 39 252 x x f x x x        => f(x) càng nhỏ khi x càng lớn => tăng x → ∞ thì đèn càng gần với mức sáng bình thường. Câu 2: Tóm tắt: S = 10-2 (m2 ); m0 = 0,6kg => cCu = c0 = 400 J/kg.K t1 = -100C; c1 = 2100 J/kg.K h1 = 0,1 m; λ = 3,4.105 J/kg; D1 = 900 kg/m3 ; D2 = 1000 kg/m3 . t2 = 100C; c2 = 4200 J/kg.K V2 = 2l => m2 = 2kg a. Ta có :   2 1 2 1 2 1 m D V D S.h 1000.10 .0,1 1 kg      Nhiệt lượng cần để cả bình và nước tăng đến 00C là : Q1  m1c1  m0c0 Δt  1.2100  0,6.400.10  23400 J  Nhiệt lượng cần để nước đá tan hoàn toàn là :   5 2 1 Q  m   3,4.10 J  340000J Nhiệt lượng cần để 2kg nước giảm từ 100C xuống 00C là : Q3  m2c2 t2  0  2.4200.10  84000J Ta có : Q1 < Q3 < Q1 + Q2 => 1 phần nước đá bị tan => tcb = 00C (∆m là phần nước đá bị 3 1 5 64600 Δ Δ . 84000 23400 Δ 0,19( ) 3,4.10 Q  Q  Q  m     m   kg tan)