sở Giáo dục và Đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 thpt, 12 btth Thanh Hoá Năm học 2005- 2006 Đề chính thức Đề thi môn: Vật lí lớp12 THPT - Bảng B Thời gian làm bài: 180 phút. Bài 1 (3,0 điểm): Hình 1 là đồ thị biểu diễn sự biến đổi trạng thái của một lợng khí lí tởng trong hệ toạ độ P V . Hãy: 1/ Mô tả các quá trình biến đổi trạng thái của lợng khí đó? 2/ Tính nhiệt độ cuối T 3 của lợng khí đó. Cho biết ở trạng thái 1 có t 1 = 27 0 C. 3/ Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình trên trong các hệ toạ độ V T và P T. Bài 2 (3,0 điểm): Có hai tụ điện: Tụ điện thứ nhất có điện dung C 1 = 33 à F và đợc tích điện đến hiệu điện thế U 1 = 4V, tụ điện thứ hai đợc tích điện đến hiệu điện thế U 2 = 20V. Khi đem mắc chúng song song với nhau thì hiệu điện thế chung của hai tụ điện là U = 2V. Hãy xác định điện dung của tụ điện thứ hai. Bài 3 (4,0 điểm): Cho mạch điện có sơ đồ nh hình 2. Trong đó X và Y là hai hộp linh kiện, mỗi hộp chỉ chứa hai trong ba loại linh kiện mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm, tụ điện. Ampe kế nhiệt có điện trở không đáng kể, vôn kế nhiệt có điện trở rất lớn. Nếu mắc hai điểm A và M của mạch vào hai cực của một nguồn điện không đổi, thì vôn kế V 1 chỉ 45V, ampe kế chỉ 1,5A. Nếu mắc hai điểm A và B vào hai cực nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế u = 120sin100 t(V) thì thấy ampe kế chỉ 1A, hai vôn kế có cùng số chỉ nh nhau và u AM lệch pha góc /2 so với u MB. . Hỏi hộp X và Y có chứa các linh kiện nào? Tính trị số của chúng. Viết biểu thức của cờng độ dòng điện trong mạch. Bài 4 (4,0 điểm): 1/ Cho ba điểm A, B, C nằm trên trục chính của một thấu kính nh hình 3. Nếu đặt điểm sáng ở A thì thấu kính cho ảnh ở B, nếu đặt điểm sáng ở B thì thấu kính cho ảnh ở C. Biết AB = 8cm, BC= 24cm. Hãy xác định loại thấu kính, vị trí đặt thấu kính và tiêu cự của nó. 2/ Hình 4 : xy là trục chính, F là tiêu điểm chính của một gơng cầu lõm, AB là vật sáng có dạng đoạn thẳng cắt trục chính tại F. Hãy dựng ảnh của AB . Bài 5 (4,0 điểm): Vật nặng khối lợng m = 100g gắn vào một đầu của lò xo nhẹ có độ cứng k = 40 N/m, đầu kia của lò xo nối với sợi dây không dãn BC , đầu dây còn lại buộc chặt vào giá treo nh hình 5. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10m/s 2 . Bỏ qua mọi ma sát. 1/ Nâng vật nặng lên theo phơng thẳng đứng một đoạn 2cm so với vị trí cân bằng của nó rồi thả nhẹ. Chứng minh rằng vật dao động điều hoà. Viết phơng trình dao động của vật, chọn trục toạ độ là Ox thẳng đứng chiều dơng hớng xuống, gốc toạ độ O ở vị trí cân bằng của vật. 2/ Tìm điều kiện về biên độ dao động của vật m để khi nó dao động dây BC không bị chùng. Bài 6 (2,0 điểm): Khi cần quay một cảnh phim có 5 tôn ngộ không đứng trên một đờng thẳng, ngời ta thực hiện bằng cách cho một diễn viên biểu diễn trớc một hệ gơng phẳng. Hãy xây dựng một phơng án dùng gơng phẳng để quay đợc cảnh trên. Họ và tên thí sinh: Số báo danh: (Đề thi này gồm có hai trang). Trang 1. 0 1 2 5 10 15 1 2 3 P(at) V(dm 3 ) Hình 1 (Đề thi này gồm có hai trang). Trang 2. Hết. sở Giáo dục và Đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 thpt, 12 btth Thanh Hoá Năm học 2005- 2006 hớng dẫn chấm môn vật lí lớp 12 thpt - bảng b Bài 1 (3,0 điểm): 1/ +Quá trình 1 đến 2 là qt đẳng tích ( V 1 = V 2 = 10dm 3 ), áp suất tăng từ P 1 = 1at đến P 2 = 2at 0,5đ +Quá trình 2 đến 3 là qt đẳng áp ( P 1 = P 2 = 2at ), thể tích tăng từ V 2 = 10dm 3 đến V 3 = 15dm 3 0,5đ 2/ + Ta có KT VP VP T 900 1 11 33 3 == 0,5đ 3/ + Quá trình đẳng tích (1-2) ta có: KT P P T 600 1 1 2 2 == 0,5đ + Đồ thị: ( mỗi đồ thị cho 0,5 điểm) 1,0đ A B C Hình 3 x y A B F Hình 4 Hình 5 m B C k V 1 V 2 A X Y B A M Hình 2 0 1 2 300 600 900 2 3 P(at) 1 0 5 15 300 600 900 2 3 V(dm 3 ) 1 10 Bài 2 (3,0 điểm): +Điện tích mỗi tụ ban đầu là: Q 1 = C 1 U 1 và Q 2 = C 2 U 2 . 0,5đ Khi nối song song với nhau C = C 1 + C 2 và điện tích của bộ là Q = U(C 1 + C 2 ) 0,5đ +Nếu Q 1 > Q 2 thì Q = Q 1 Q 2 U(C 1 + C 2 ) = C 1 U 1 - C 2 U 2 (1) 0,5đ Nếu Q 1 < Q 2 thì Q = Q 2 - Q 1 U(C 1 + C 2 ) = C 2 U 2 - C 1 U 1 (2) 0,5đ +Giải phơng trình (1) ta có nghiệm : C 2 = 3àF 0,5đ +Giải phơng trình (2) ta có nghiệm : C 2 = 11àF 0,5đ Bài 3 (4,0 điểm): 1)- Hộp X không chứa tụ điện vì nó cho dòng điện không đổi chạy qua. Vậy hộp X chứa cuộn cảm L và điện trở thuần R 1 có độ lớn: R 1 = 45/1,5 = 30 (0,5đ) - Hộp Y chứa tụ điện và điện trở thuần R 2 vì u AM lệch pha với u MB góc /2.(0,5đ) - Vẽ đợc giản đồ véctơ : 0,5đ) )(60 2 2/120 2 V U UU AB MBAM ==== và )(30 1 1 VIRU R == (0,5đ) 3 ; 62 1 2 sinsin 1212 1 ==== = AM R U U (0,5đ) - Từ đó: )(165,0)(330)(330sin 1 HLZVUU LAML ==== (0,25đ) )(330/)(330cos 22 22 ==== IURVUU RMBR (0,25đ) FCZVUU CMBC à 106)(30)(30sin 2 ==== (0,25đ) - Ta có: 12/4/ 1 == (0,25đ) - Biểu thức cờng độ dòng điện: ( ) )(12/100sin2 Ati = (0,5đ) Bài 4 (4,0 điểm): 1/ * Giả sử thấu kính ở bên trái điểm A: - ở vị trí A cho ảnh ảo tại B: 8 111 + = ddf (1) (0,25đ) - ở vị trí B cho ảnh ảo tại C: 32 1 8 11 + + = ddf (2) - Giải hệ (1), (2) ta đợc : d = 16cm và f = 48cm. Thấu kính hội tụ. (0,25đ) *Nếu thấu kính nằm trong đoạn AB thì ảnh ở B là ảnh thật của vật thật đặt tại A, theo nguyên lí về tính thuận nghịch của chiều truyền ánh sáng thì vật thật đặt tại B phải cho ảnh thật tại A trái với đề bài.(0,5đ) *Nếu TK nằm trong đoạn BC thì ảnh ở B là ảnh ảo gần TK hơn vật thật đặt tại A nên TK là TKPK, nhng ảnh tại C là ảnh thật do đó không xảy ra trờng hợp này. (0,5đ) *Nếu TK nằm bên phải điểm C thì đây là TKPK. AB là khoảng di chuyển của vật, BC là khoảng di chuyển của ảnh, ta phải có AB>BC điều này trái với đề cho. (0,5đ) 2/ * Dựng đợc ảnh: (1,5đ) * Mô tả đợc ảnh của AB gồm 2 phần: - ảnh thật A (0,25đ) - ảnh ảo B (0,25đ) Bài 5 (4,0 điểm): a/+ Độ dãn của lò xo khi treo vật là: kmgl /= = 2,5cm (0,5đ) T(K) T(K) AB U 1 2 O AM U MB U C U L U 1 R U 2 R U I y x A B F A B + Xét vật ở li độ x phơng trình Newton có dạng ma = mg - k(x + l) (0,5đ) + Thay mg = k l và a = x ta có : x+ m k x = 0 => x + 2 x = 0 với = m k =20 rad/s (0,5đ) + Nghiệm có dạng: x = Asin( t+ ). Điều kiện ban đầu t 0 = 0, x 0 = -2 cm và v 0 = 0 ta có hệ pt: = = 0cos 2sin A A (0,5đ) + Giải hệ pt ta đợc: A = 2 cm và 2 = Vậy ) 2 20sin(2 = tx (cm) (0,5đ) b/ + Muốn cho dây không chùng thì lực mà lò xo tác dụng lên dây 0F (0,5đ) + Mặt khác ta thấy rằng lực F nhỏ nhất khi vật ở vị trí biên độ trên. (0,5đ) + Khi đó F = mg kA A mg / k = 2,5 cm (0,5đ) Bài 5 (2,0 điểm): + Để có ảnh và vật nằm trên một đờng thẳng thì cần có hai gơng phẳng đặt song song với nhau nh hình vẽ (0,5đ) + Do tính chất đối xứng của ảnh và vật qua gơng phẳng mà các ảnh, vật cách đều nhau những khoảng bằng khoảng cách hai gơng. (0,5đ) + Giả sử S là vị trí diễn viên, M là vị trí đặt máy quay. Theo hình vẽ ta có: AB MS = 212 212 BS SS x = 3 4 AB (0,5đ) + Tức là khoảng cách quay phim chỉ phụ thuộc vào kích thớc giữa các gơng (0,5đ) B S DS 212 A M C S 12 S 121 S 21 . 12 thpt, 12 btth Thanh Hoá Năm học 2005- 2006 Đề chính thức Đề thi môn: Vật lí lớp12 THPT - B ng B Thời gian làm b i: 180 phút. B i 1 (3,0 điểm): Hình 1 là đồ thị biểu diễn sự biến đổi trạng. Đào tạo Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 thpt, 12 btth Thanh Hoá Năm học 2005- 2006 hớng dẫn chấm môn vật lí lớp 12 thpt - b ng b Bài 1 (3,0 điểm): 1/ +Quá trình 1 đến 2 là qt đẳng tích. 1,0đ A B C Hình 3 x y A B F Hình 4 Hình 5 m B C k V 1 V 2 A X Y B A M Hình 2 0 1 2 300 600 900 2 3 P(at) 1 0 5 15 300 600 900 2 3 V(dm 3 ) 1 10 B i 2 (3,0 điểm): +Điện tích mỗi tụ ban đầu