SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012 2013 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ 12 THPT Vòng 1 Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu 1 (2,0 đi[.]
SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT-Vòng Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu (2,0 điểm) Trên mặt bàn nằm ngang có khối bán trụ cố định có bán kính R Trong mặt phẳng thẳng đứng vng góc với trục O bán trụ (mặt phẳng hình vẽ) có đồng chất AB chiều dài R tựa đầu A lên bán trụ, đầu B mặt bàn Trọng lượng P Bỏ qua ma sát bán trụ Hệ số ma sát mặt bàn k Góc (góc hợp AB mặt bàn) phải thõa mãn điều kiện để trạng thái cân bằng? Câu (2,0 điểm) Một mol khí lí tưởng thực chu trình 1-2-3-1 hình vẽ Biết T = 300K; T3 = 675K; V3 = lít; R = 8,31J/mol.K; điểm nằm Parabol có đỉnh tọa độ Tính cơng sinh chu trình Câu (2,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: E = 6V, r = R3 = 0,5 , R1 = , R2 = , C1 = C2 = 0, 2 F , độ lớn điện tích electron e 1, 6.10 19 C Bỏ qua điện trở dây nối a) Tìm số electron dịch chuyển qua khóa K chiều dịch chuyển chúng khóa K từ mở chuyển sang đóng? b) Thay khóa K tụ C3 = 0, F Tìm điện tích tụ C3 trường hợp sau: - Thay tụ C3 K mở - Thay tụ C3 K đóng Câu (2,0 điểm) Một điểm sáng S chuyển động theo còng tròn với vận tốc có độ lớn khơng đổi v xung quanh trục thấu kính hội tụ mặt phẳng vng góc với trục cách thấu kính khoảng d = 1,5f (f tiêu cự thấu kính) Hãy xác định: a) Vị trí đặt để quan sát ảnh S http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word b) Độ lớn hướng vận tốc ảnh điểm sáng S Câu (2,0 điểm) Một pittông khối lượng m trượt khơng ma sát xilanh đặt nằm ngang Ban đầu pittong ngăn xilanh thành hai phần chứa lượng khí lý tưởng áp suất P, chiều dài ngăn d, tiết diện pittơng S Pittong hồn tồn kín để khíở hai ngăn khơng trộn lẫn vào Dời pittong đoạn nhỏ thả không vận tốc đầu Coi q trình biến đổi khí xilanh đẳng nhiệt Chứng minh pittong dao động điều hịa Tìm chu kì dao động http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu Thanh chịu trọng lượng P, phản lực N bán trục A vng góc với mặt trụ (đi qua 0) Phản lực toàn phần Q mặt bàn xiên góc với phương ngang có ma sát, đó: Q F QN ; F lực ma sát Ba lực Q, N , P cân bằng, giao điểm Q, N phải giá P Ta có: P Q N 0 (1) Chiếu (1) xuống ox ta có: N cos F (2) Chiếu (1) xuống oy: N sin QN P (3) Tam giác OAB cân nên BAN 2 Lấy momen B: P R cos NR sin 2 (4) Mặt khác: F QN (5) Ta có phương trình cho ẩn N; QN ; F Từ (4) có: N P cos P 2sin 2 4sin Thay vào (2) nhận được: F P cot g Thay vào (3) thu được: QN P N sin Thay (6) (7) vào (5) có: (6) 3P (7) P P tg hay 30 4tg Mặt khác, dễ thấy vị trí đầu A tiếp điểm với bán trụ thỡ tạo với mặt ngang với góc giới hạn 45 Vậy trạng thái cân ứng với góc thỏa mãn điều kiện: 30 45 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu Ở trạng thái 3: P3 RT3 11, 22.105 N / m V3 2 Vì T1 V1 T3 V3 nên: V1 T 300 V3 T3 675 RT1 10 7, 48.105 N / m Suy V1 l ; P1 V1 Phương trình đoạn 1-3 hệ tọa độ (P,V) sau: Từ P.V = RT = R V2 Suy P = R V nên đoạn 1-3 hệ (P,V) đoạn thẩng qua góc tọa độ Cơng sinh ra: A ( P3 P1 )(V3 V1 ) 312( J ) Câu a) Cường độ dịng điện mạch K đóng hay K mở là: I E 1( A) R1 R2 R3 r 0,5 0,5 Khi K mở: C1 nối tiếp với C2 nên điện tích hệ tụ nối với M: qM 0 Dấu điện tích tụ hình vẽ Khi K đóng: dấu điện tích tụ hình q1 C1U AM C1U AB C1 I ( R1 R2 ) 1( C ) q2 C2U NM C2U NB C2 I R2 0, 4( C ) qM q1 q2 1, 4( C ) Các electron di chuyển từ B K M ; 1, 4.10 8, 75.1012 (hạt) Số hạt ne 19 1, 6.10 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word b) Thay tụ C3 K mở, K đóng: Gọi điện tích tụ lúc là: q1M , q2 M , q3 M Ta có: U MN q2 M q M C2 0, U MN U MA U AN U MN U MB U BN q1M q I R1 1M C1 0, q3M q I R2 3M C3 0, (1) (2) (3) Từ (1), (2), (3) ta được: q1M q2 M q3 M 0,8U MN 0, (4) Khi K mở, thay tụ C3 thì: q1M q2 M q3 M 0 U MN 0, 25(V ) Do q3M 0, C Khi K đóng, thay tụ C3 thì: q1M q2 M q3 M 1, U MN 2(V ) Do U MB 0(V ), q3M 0 Câu Vị trí đặt d df d 3 f ; k d f d Vịng trịn quỹ đạo ảnh có bán kính lớn gấp đơi quỹ đạo vật Vận tốc góc vật ảnh nhau, nên vận tốc dài ảnh có độ lớn v’= 2v0 Chọn tia sáng qua quang tâm để khảo sát, ta nhận thấy chiều vận tốc ảnh ngược với chiều vận tốc vật Vậy vận tốc ảnh ln có phương tiếp tuyến với quỹ đạo có chiều ngược chiều chuyển động S Câu Các lực tác dụng lên pittong gồm có: mg , N , F1 , F2 ( F1 P1.S , F2 P2 S ) Ta ln có: mg N 0 Ở vị trí cân bằng: P1 P2 F01 F02 P1 = P2 Ở trục ox hình vẽ, gốc O VTCB Xét pittong vị trí có tọa độ x bé V1 (d x).S ;V2 (d x).S Áp dụng định luật Bôilơ – Mariốt: P1.S (d x) P2 S (d x) P.S d Áp dụng định luật II Newton: F1 F2 ma ( P1 P2 ).S ma Vì x d nên d x d , thay a x ta có P.S d x ma d x2 P.S x mx d http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Hay x P.S x 0 md Điều chứng tỏ pittong dao động điều hịa với tần số góc PS md chu kì T 2 md PS http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word