UBND tỉnh thái nguyên cộng hoà xã hội chủ nghiã việt nam Sở giáo dục và đào tạo Độc lập – Tự do – Hạnh phúc kỳ thi chọn đội tuyển quốc gia lớp 12 Đề thi Môn: Vật lý - (gồm 2 trang) Thời gian: 180 phút - (Không kể thời gian giao đề) Bài 1: (Cơ học) Cho cơ hệ như hình 1. Ban đầu m 2 đứng yên trên mặt sàn nằm ngang phẳng và nhẵn cách bờ tường thẳng đứng một đoạn d. Vật m 1 chuyển động tới va chạm hoàn toàn đàn hồi với m 2 (m 1 > m 2 ). Vật m 2 lại va chạm đàn hồi với bờ tường và gặp m 1 lần 2. a/ Va chạm lần 2 xảy ra cách bờ tường bao nhiêu? Coi m 1 , m 2 là chất điểm. b/ Tìm điều kiện để điểm va chạm lần 2 cách điểm va chạm lần 1 là d/2. Bài 2: (Cơ vật rắn) Cho cơ cấu như hình 2. A là một khối trụ rỗng cố định bán kính R đặt thẳng đứng. O là trục quay trùng với trục khối trụ. Gắn vào O một thanh ngang (khối lượng không đáng kể) trên đó có các má hãm H có thể trượt tự do. Khi trục O quay các má H sẽ nén vào mặt trong khối trụ. Cho hệ số ma sát giữa H và khối trụ là k, khối lượng mỗi má là m, bề dày của các má không đáng kể so với R. a/Tính công suất cần thiết để quay trục O với vận tốc góc * không đổi. b/Hãy nêu một ứng dụng của cơ cấu trên trong kỹ thuật ? Bài 3: (Nhiệt học) Một sợi dây chì chiều dài l = 20cm. ở hai đầu sợi dây đặt một hiệu điện thế không đổi U = 10V. Tính thời gian dòng điện chạy qua sợi dây chì đó từ lúc ban đầu đến khi nó bắt đầu nóng chảy. Biết nhiệt độ ban đầu của dây chì là t 0 = 0 0 C; nhiệt độ nóng chảy là t = 327 0 C; khối lượng riêng D = 11300 kg/m 3 ; nhiệt dung riêng c = 130 J/kg.K; Điện trở suất ở 0 0 C là *= 22.10 -8 ôm.met; hệ số nhiệt điện trở * = 4,2.10 -3 K -1 . Bỏ qua sự toả nhiệt ra môi trường, sự thay đổi của nhiệt dung riêng và sự dãn nở của dây chì theo nhiệt độ. Bài 4: (Điện xoay chiều) Cho mạch điện như hình 3. Biết R 1 = 4 kôm; R 2 = 200ôm; L = 0,02H; C = 50nF; u AB = 2.cos*t (V). a/Tính U 0C theo *.(cuộn dây thuần cảm) b/Tính * để U 0C đạt giá trị cực đại. Bài 5: (Điện từ) Thanh kim loại AC nằm ngang có trục quay O thẳng đứng như hình 4. Chiều dài thanh AC = a + b (a = 0,5m; b = 1m) Từ trường đều có B = 10 -2 T có các đường sứcsong song với trục quay. Cho AC dao động xung quanh O theo phương trình * = * 0 cos*t. Xác định hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu AC. Cho * 0 = 0,6 rad; * = 0,2 rad/s. d m 2 m 1 m H O A A O B C a b L C R 2 R 1 A B M Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 R Bài 6: (Quang hình) Trong hình 5, xy là trục chính của một thấu kính. Vật sáng có dạng là một hình thang ABCD phẳng nằm trong cùng mặt phẳng với xy. Qua thấu kính cho ảnh thật có dạng hình chữ nhật. Cố định thấu kính, quay vật quanh AB một góc 180 0 thì thu được ảnh là một hình thang đồng dạng với vật. Tìm độ phóng đại của cạnh AB qua thấu kính. ==== Hết ==== Chú ý: Giám thị không giải thích gì thêm. Thí sinh không được sử dụng bất cứ tài liệu nào! kỳ thi chọn đội tuyển quốc gia lớp 12 Môn: Vật lí đáp án và biểu điểm (2 trang) Bài 1: (2đ) tr.18-02 Điểm a/ Xét theo phương ngang: Va chạm hoàn toàn đàn hồi- Bảo toàn động lượng: m 1 v 1 = m 1 v' 1 + m 2 v' 2 0,50 x y A B C D Hình 5 - Bảo toàn năng lượng: m 1 v 1 2 = m 1 v' 1 2 + m 2 v' 2 2 biến đổi ta được: v 1 + v' 1 = v' 2 v' 1 = v 1 (m 1 - m 2 )/(m 1 + m 2 ); v' 2 = 2m 1 v 1 /(m 1 + m 2 ) => v' 1 .v' 2 > 0 => m 1 ,m 2 cđ cùng chiều 0,50 gọi x là khoảng cách từ tường đến điểm va chạm lần 2, m 2 sau va chạm có v" 2 = -v' 2 gọi t là khoảng thời gian giữa 2 lần va chạm: t = (d + x)/v' 2 = (d - x)/v' 1 0,25 thay v' 1 và v' 2 vào ta được: x = d(m 1 + m 2 )/(3m 1 - m 2 ) (1) 0,25 b/Để điểm va chạm lần 2 cách điểm va chạm lần 1 là d/2 tức là x = d/2. 0,25 thay x vào (1) ta được m 1 = 3m 2 . 0,25 Bài 2: (2đ) tr.28-02 a/Xét một má H có hai lực tác dụng là N và F ms 0,25 N đóng vai trò lực hướng tâm: N = m.a ht = m.* 2 R 0,25 F ms = k.N = k* 2 R 0,25 công của lực ma sát của một má hãm: A = - F ms .s = - k.m.* 3 R 2 .t 0,25 để O quay đều thì công cần cung cấp bằng công 2 lực ma sát ở 2 má: A' = - 2A = 2km* 3 R 2 t 0,25 công suất cần tìm: P = A'/t = 2km* 3 R 2 0,25 b/Trong kỹ thuật có thể ứng dụng cơ cấu trên để chế tạo bộ điều tốc, có tác dụng ổn định tốc độ quay của máy phát điện xoay chiều tức là ổn định tần số của dđ xoay chiều 0,50 Bài 3: tr.211-02 Khi có dòng điện chạy qua, dây chì nóng lên, điện trở dây tăng dần => cường độ dòng điện qua dây giảm dần. Xét trong khoảng thời gian nhỏ dt, coi điện trở của dây là R không đổi: R = * 0 .(1 + *t 0 ).l/S Nhiệt lượng toả ra trong khoảng dt: dQ = U 2 dt/R = U 2 .S.dt/*(1 + *t 0 ).l (1) Nhiệt lượng dQ làm dây tăng nhiệt độ thêm một lượng là dt 0 : dQ = c.m.dt 0 ; với m = D.S.l => dQ = c.D.S.l.dt 0 (2) Từ (1) và (2) ta có dt = D.l 2 .c.* 0 .(1 + *t 0 ).dt 0 /U 2 Thời gian cần tìm: t = *dt = Thay số ta được t = s Bài 4: tr.281-03 a/Có giản đồ véc tơ U MB = I C (Z L - Z C ) = R 2 I 2 => I 2 = U C .(Z L - Z C )/Z C .R 2 (1) U AB = U AM + U MB (*) Chiếu (*) lên 2 trục x, y: U ABx = R 1 I C U ABy = (R 1 + R 2 ).I 2 U 2 AB = (R 1 I C ) 2 + (R 1 + R 2 ) 2 I 2 2 (2) Thay I 2 và I C vào (2) ta được: U 0C = U 0 Z C R 2 /*[R 1 2 .R 2 2 + (R 1 + R 2 ) 2 (Z L - Z C ) 2 ] b/Khảo sát U 0C theo biến số * ta được U 0C max khi * = 3.10 4 Hz Bài 5: tr.152-03 Suất điện động cảm ứng: e = | d0/dt | = B | dS/dt | Khi AC dao động đoạn OA và OA' quét ngược nhau nên đoạn AA' không gây ra sđđ cảm ứng, sđđ cảm ứng chỉ xuất hiện trên đoạn A'C. N F ms U C y U MB U L I 2 I C x U AB U AM I C ad0 bd0 Khi thanh quay góc nhỏ d0, nó quét được diện tích dS (coi là hình thang) => dS = a.(a + b).d0/2 => | dS/dt | = a.(a + b).d0/2.dt = a.(a + b).* 0 .*.sin*t/2 => e = B.a.(a + b).* 0 .*.sin*t/2 => Khi (sin*t) max = 1 => e max = U max Thay số ta có: U max = 0,45.10 -3 V. Bài 6: tr. 67-03 O A' d0 A . tạo Độc lập – Tự do – Hạnh phúc kỳ thi chọn đội tuyển quốc gia lớp 12 Đề thi Môn: Vật lý - (gồm 2 trang) Thời gian: 180 phút - (Không kể thời gian giao đề) Bài 1: (Cơ học) Cho cơ hệ như. tài liệu nào! kỳ thi chọn đội tuyển quốc gia lớp 12 Môn: Vật lí đáp án và biểu điểm (2 trang) Bài 1: (2đ) tr.18-02 Điểm a/ Xét theo. của một thấu kính. Vật sáng có dạng là một hình thang ABCD phẳng nằm trong cùng mặt phẳng với xy. Qua thấu kính cho ảnh thật có dạng hình chữ nhật. Cố định thấu kính, quay vật quanh AB một góc