Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Đồng Tháp năm 2013 - 2014 môn Vật lý

1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT TỈNH ĐỒNG THÁP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2013 – 2014 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ Ngày thi: 29/9/2013 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian phát đề) (Đề thi gồm có: 02 trang) Câu 1: (3,0 điểm) Một thanh kim loại AB đồng chất phân bố đều, chiều dài l = 0,6m, khối lượng M = 1,6kg. Đầu B có mang quả nặng m = 0,7kg coi như chất điểm, AB có thể quay quanh trục nằm ngang đi qua điểm A (Hình 1). 1) Đầu B được nối bằng một sợi dây nhẹ vào điểm O cố định. Điểm O nằm trên đường thẳng đứng đi qua A và cách A đoạn 0,6m. Biết dây OB dài l = 0,6m. Tính lực căng dây OB. 2) Người ta cắt dây, tính động năng của cơ hệ và vận tốc của m khi thanh AB có vị trí thẳng đứng. Bỏ qua ma sát. Cho g = 10m/s 2 . Câu 2: (3,0 điểm) Một cái thang có khối lượng m = 15kg được đặt trên sàn nhám và dựa vào tường nhẵn không ma sát dưới góc nghiêng α (Hình 2). Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0,7. Cho g = 10m/s 2 . 1) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang nếu góc α = 45 o . 2) Tìm các giá trị của góc α để thang đứng yên, không trượt trên sàn. Hình 2. Câu 3: (3,0 điểm) Một bình đựng khí Ôxi nén có dung tích 20 lít. Ôxi trong bình có nhiệt độ 17 o C và áp suất 1,03.10 7 N/m 2 . 1) Tính khối lượng Ôxi có trong bình. 2) Áp suất của Ôxi trong bình sẽ bằng bao nhiêu nếu một nửa lượng khí Ôxi đã được dùng và nhiệt độ lúc đó là 13 o C. Câu 4: (3,0 điểm) Cho mạch điện như hình 3. U AB = 6V, không đổi. Khi K mở, ampe kế A 1 chỉ 1,2A. Khi K đóng ampe kế A 1 và A 2 lần lượt chỉ 1,4A và 0,5A. Điện trở của các ampe kế rất nhỏ. Tụ điện có điện dung C = 3µF. 1) Tính R 1 , R 2 , R 3 . 2) Tính đi ện tích của tụ điện sau khi K đóng. Hình 3. R 1 R 2 R 3 A 1 A 2 K C A B α Hình 1. A B O ĐỀ CHÍNH THỨC 2 Câu 5: (3,0 điểm) Cho cơ hệ như hình 4. Các lò xo nhẹ, có độ cứng lần lượt là k 1 = 120N/m ; k 2 = 80N/m. Thanh ngang khối lượng M = 1,5kg. Vật nhỏ khối lượng m = 0,5kg rơi tự do từ độ cao h = 20cm xuống và gắn chặt vào thanh, hệ bắt đầu dao động. Coi thanh luôn nằm ngang. Bỏ qua lực cản, ma sát. Cho g = 10m/s 2 . 1) Chứng minh hệ dao động điều hòa. Tính chu kỳ dao động. 2) Tìm biên độ dao động của hệ . Hình 4. Câu 6: (3,0 điểm) Một vật sáng AB đặt cố định, song song và cách màn ảnh 1,8m. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f, được đặt trong khoảng giữa vật và màn. Trục chính của thấu kính vuông góc với vật và màn, điểm A nằm trên trục chính. 1) Cho f = 25cm. Xác định vị trí thấu kính để có ảnh rõ nét trên màn. 2) Xác định tiêu cự của thấu kính để chỉ có một vị trí của nó cho ảnh rõ nét trên màn? Câu 7: (2,0 điểm) Cho các dụng cụ gồm: một cân điện tử, một bình thủy tinh có chia độ để xác định thể tích, một khí áp kế đo áp suất khí trong bình, một pít-tông đậy kín bình và một ít gạo ăn. Hãy trình bày một phương án đo khối lượng riêng của gạo. HẾT Họ và tên thí sinh: ______________________ Số báo danh: _______________________ Chữ ký GT1: ___________________________ Chữ ký GT2: _______________________ k 1 k 2 h m M so cr4o oVg vA EA.o rAo TINH DONG THAP rV rur cHgN Hec srNH cr6r Lop t2 THpr cAp riNn NAvr Hec 2ot3 - zotl tttx\i H Ttf,/L nUoNc oAN cuAlr on+++olv: vdr r,.f Ngiy thiz 291912013 1 (Hur6mg Ofin ch6m gdm c6: O/Gang1 I. Hurirng din chung 1) N€u hgc sinh ldm bdi kh6ng theo c6ch n6u trong ddp an nhtmg dring, chinh x6c, chlt ch6 thi cho dri sO ei0m cria cdu d6. 2) ViQc chi ti6t h6a (ntlu c6) thang ditin, .trong hufng d6n c.h5ry ph6i bAo d6m khdng ldrn s*i lgch huiSr-rg d5n ch6rm vi phai dugc th6ng nhAt thyc hiQn irong tO ch6m. II. D6p 6n vir thang tli6m NOI DUNG l. Phuone trinh cdn momen ddi vdi truc qua I Me: cos30u * me/cos30o "2 a / r:K+) + mle T:15N 2. chgn m6c th6 ndng t4i vi tri t Wr : Msr(l + qlg) + mg/(l + sin 3oo) ftICt n rra' ) + rutrl( r +^() - ru$ + th€ nlng b[ng d0 tdn W',r: 13.5 J wd: Qt2)Ia2 'G: J MP+^fi f W6=tA-* *to/^ v'=fJ*ro'/ ml'*' :) CD :7 ,8 rad/S :) v : O/ : 4,6e8 m/S 'rvr) : Fls. - a2 3.0 iti6m ll2\cosa: N,/sincr :yNz:F*r:*:::75(N) 2. Di0u ki6n F-" ld ma s6t n :, -l-(kNr:kp Llana :) tanq, >-ll2k: lll,4 NOI DUNG 1. Thang chiu t6c dlrng cua 4lr,rc: P, F,,r, phin luc cria sdn Nlvd phin luc cria tucrng Nz Phucrne trinh c6n bf,ne luc: P+Nt+Nz+F.,=6: -;,Nr:p:l :) o, )-35.5o 6,' lem 1(3,0 d NQI DUNG DIEM 1. Ap dUng phucrng trinh M-C: PV: (m/u)RT 0,25 PV,U :) Ir: ! RT 0,25 :) m l,o3.to7 .?0.10-332 8,31.290 0,5 m: 2,7 4kg 0,5 2.i"Y : (m'l;.r)RT' 0,25 :)D': " :R.T' ' 2Vp 0,25 - . 2735,412 8,31.286 _\ ., _ r 32 '2o.lo_, 0,5 :) 0'= 50.87.10'N/m 0,5 emCflu 4: (3.0 di NOI DUNG EIEM i. I( mo: mach Rr nt Rz :) Rt + Rz : U/Ir : 611,2:5 (1) 0,5 K d6ns: Rr nt (Rz //Rr) :> U1 * U3 :6 0.25 => 1,4Rr + 0,5Rr:6 (2) 0.25 Uz : Ur &, Ior: Ir' - Ig : 0,9 0,25 :) 'ff9R : 0.5Rr (3) 0.25 Giai h0 phuong trinh (1), (2), (3) -> R1 : 3C); R2:9(-); R3 = 3,6C); @a,7s 0 I :> DiQn tich cua tu q : C.IJc == 5,4pC i a,25 i CE 0 drOm NOI DUNG DIEM 1. Chqn trqc tga ttQ thing dring, g6c tga ttQ tai vi tri cdn bdng cria hr1(}v[l4q) Tai vtcb: (M + m)g - (kr + k2)A/: 0 0,25 Tai vitri x b6t ky, Fir+ F;^L+F,,@ 0,25 :> -(x + AItk, -(x + ADk2 +"nil* (M + ffix" 0,25 k,+k. :)Xr, +'"1 "'2.X:0 m+M 0,25 Vfly h0 dao rlQng di6u hda vdi chu k!: 1' :2n ^l=!+ \lh,+k, 0,25 T:0.6 S 0.25 '2. Co n5.ng brio todn:) v6n t6c cta r.r ngay tru6t: va chpm vrn:,{igh:2wtls 0,25 Va ch4m mAm :) vdn tdc cira hQ ngay sau va chnm vo = v -!- = 0,5m I s 'm+M 0,25 Ggi x6 ld d0 dan th6m cria hQ ld xo khi m g[n vdn I\4 : x6 : ,*8, :2,5cm h+k2 0,5 BiOn dao cta h0: Az : (YoLko') * xs 0,25 :> A :2,5^6aro:5,6cm 0,25 ' 2./3\ € dio 4L flu 6: m NQI DUNG DIEM 1. d+d':1,8 (m) (1); 0,25 L* ' = I (2\ dd'f 0,25 (l) & (2):> d'" - I,$d' * 1,8f : 0 (3) 0,5 yqr f : 0,25m:> Gi6i (3):> c6 2 nghi0m: d' : l,5m hay d':0,3m 1.0 Thdu kinh d{t ciich mdn 1,5m hay 0,3m d€u cho f,nh 16 n6t tr€n mdn. 2. L' : 1,8' -7,2f i.3) rhat .6 rrghtern k6, l :) f: O 45m 0,?.5 | o2s1 0,5 l 86 gao trons binh, ddy kin bdne pit-t6ne. Goi v"ld th6 tich sao. Ap dpng dinh luflt B-M cho chdt khi: I 4 !_ (u,t !^(v,s-Vr) =') vo: Vr, - V Ldn l, dec 6 Ldn 2, tuon :.> Pt -P, -4-P, V2 4 Vr-4 _yVr: 1v* m -> kh6i I I DUNG binh th6 tich binh V vi tri pit iYz: Vza - v !, Vt - !*vr,r tich khi V 5 5 ) 0 0 -LVn:4r,x-4\b 0,25 0,25 0,?5 0,25 =' vt ;- 0/ ,*) cua HET . KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT TỈNH ĐỒNG THÁP CẤP TỈNH NĂM HỌC 2013 – 2014 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ Ngày thi: 29/9 /2013 Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian phát đề) (Đề thi. khi: I 4 !_ (u,t !^(v,s-Vr) =') vo: Vr, - V Ldn l, dec 6 Ldn 2, tuon :.> Pt -P, -4 -P, V2 4 Vr-4 _yVr: 1v* m -& gt; kh6i I I DUNG binh th6 tich binh V vi tri pit iYz: Vza - v !, Vt -. 4,6e8 m/S 'rvr) : Fls. - a2 3.0 iti6m ll2cosa: N,/sincr :yNz:F*r:*:::75(N) 2. Di0u ki6n F-" ld ma s6t n :, -l-(kNr:kp Llana :) tanq, >-ll2k: lll,4 NOI DUNG 1. Thang