Trọng lượng của thanh là P.. Tính công sinh ra trong cả chu trình.. Pittong hoàn toàn kín để khí ở hai ngăn không trộn lẫn vào nhau.. Coi quá trình biến đổi khí trong x
Trang 1SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Số báo danh:
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TĨNH LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2012 - 2013 Môn: VẬT LÍ –Vòng 1
Khóa ngày: 11/10/2012
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu 1(2,0 điểm): Trên mặt bàn nằm ngang co một khối
bán trụ cố định co bán kính R Trong mặt phẳng thẳng
đứng vuông goc với trục O của bán trụ (mặt phẳng
hình vẽ) co một thanh đồng chất AB chiều dài bằng R tựa đầu
A lên bán trụ, đầu B ở trên mặt bàn Trọng lượng của thanh là
P Bỏ qua ma sát giữa bán trụ và thanh Hệ số ma sát giữa
thanh và mặt bàn là k=
Góc α (goc hợp bởi thanh AB và mặt bàn) phải thõa mãn
điều kiện gì để thanh ở trạng thái cân bằng?
Câu 2 (2,0 điểm): Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình
1-2-3-1 như hình vẽ Biết T1 = 300K; T3 = 675K; V3 = 5lít; R =
8,31J/mol.K; các điểm 1 và 3 cùng nằm trên một Parabol đi qua
gốc tọa độ
Tính công sinh ra trong cả chu trình.
Câu 3 (2,0 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ: E = 6V,
r = R3 = 0,5, R1= 3, R2 = 2, C1 = C2 = 0,2 F, độ lớn điện tích
electron e = 1,6.10-19C Bỏ qua điện trở các dây nối.
a) Tìm số electron dịch chuyển qua khoa K và chiều dịch
chuyển của chúng khi khoa K từ mở chuyển sang đong?
b) Thay khoa K bằng tụ C3 = 0,4 F Tìm điện tích trên tụ C3
trong các trường hợp sau:
- Thay tụ C3 khi K đang mở.
- Thay tụ C3 khi K đang đong
Câu 4 (2,0 điểm): Một điểm sáng S chuyển động theo vòng tròn với vận tốc co độ lớn không đổi v0 xung quanh trục chính của thấu kính hội tụ ở trong mặt phẳng vuông goc với trục chính và cách thấu kính một khoảng d = 1,5f (f là tiêu cự của thấu kính) Hãy xác định :
a) Vị trí đặt màn để quan sát được ảnh của S
b) Độ lớn và hướng vận tốc ảnh của điểm sáng S.
Câu 5 (2,0 điểm): Một pittong khối lượng m co thể trượt không ma sát
trong một xilanh đặt nằm ngang Ban đầu pittong ngăn xilanh thành hai
phần bằng nhau chứa cùng một lượng khí lý tưởng dưới áp suất P, chiều
dài mỗi ngăn là d, tiết diện của pittong là S Pittong hoàn toàn kín để khí
ở hai ngăn không trộn lẫn vào nhau Dời pittong một đoạn nhỏ rồi thả ra
không vận tốc đầu Coi quá trình biến đổi khí trong xilanh là đẳng nhiệt.
Chứng minh rằng pittong dao động điều hòa Tìm chu kì của dao
động đo.
……… Hết………
3 3
Ω µ µ
O
α
A B R
Hình cho câu 1
B
C1
C2
R3
N
K
E, r
Hình cho câu 3
Hình cho câu 5
V(l)
T(K) O
3
V1
V3
Hình cho câu 2
Trang 2P 3
V
P 2
V
3 1
3 2
P1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
QUẢNG BèNH
Kè THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TĨNH LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2012 – 2013 Mụn: VẬT LÍ – Vòng 1 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
Cõu 1
(2,0 đ)
Thanh chịu trọng lợng P, phản lực N của bán trục ở A vuông góc với mặt trụ (đi qua 0) Phản lực to n ph n à ầ Q của mặt bàn xiên góc với phơng ngang vì có ma sát, trong đó: ; trong đó là lực ma sát Ba lực cân bằng, vậy giao điểm của phải ở trên giá của Ta có:
(1) Chiếu (1) xuống ox ta có: Ncosα = F ; (2)
Chiếu (1) xuống oy : Nsinα + QN = P ; (3)
Tam giác OAB là cân nên góc = 2α Lấy mo men đối với B :
P; (4)
………
Mặt khác : ;
(5) ………
Ta có 4 phơng trình cho 4 ẩn N; QN; F và α Từ (4) có:
Thay vào (2) nhận đợc: ;
(6) Thay vào (3) thu đợc: QN = P - Nsinα = (7)
………
Thay (6) và (7) vào (5) có: Suy ra: tgα ; hay α
Mặt khác, dễ thấy rằng vị trí của thanh khi đầu A của thanh là tiếp điểm với bán trụ thì thanh tạo với mặt ngang với một góc giới hạn α = 450. Vậy trạng thái cân bằng của thanh ứng với góc α thõa mãn điều kiện:
0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 Cõu 2 (2,0 đ) ở trạng thái 3: ………
Vì T1=V1 và T3= V3 nên:
Suy ra ; .105 N/m2 ………
Phơng trình của đoạn 1-3 trong hệ tọa độ (P,V) nh sau: Từ P.V=RT=RV2 Suy ra P=RV nên đoạn 1-3 trong hệ (P,V) là đoạn thẳng i quađ gúc t a ọ độ ………
0,25
0,5
0,25
N
Q F Q r = + F r r r
, ,
Q N P r r r ,
N Q r r
P r 0
P Q N r + + = r r
BAN
α
=
α
2 sin NR 2
cos R
N Q 3
3
F ≤
α
= α
α
=
sin 4
P 2
sin 2
cos P N
4
g cot P
4
P 3
P 4
3 tg
4
α 3
1
≥ 30o
≥
0
30 ≤ α ≤
2 5 3
3
3 11 , 22 10 N / m V
RT
αα
V = V T = l =
3
10
1 = 7 , 48 1
1
1 = =
V
RT P
αα
P
y
α A
B R
F
x O
Trang 3C«ng sinh ra :
………
0,5
0,5
Câu 3
(2,0 đ)
a)
+ Cường độ dòng điện trong mạch chính khi K đong hay K mở là:
………
+ Khi K mở : C1 nối tiếp với C2 nên điện tích của hệ các bản tụ nối với M: qM = 0
Dấu điện tích của các bản tụ như hình vẽ ………
+ Khi K đong: dấu điện tích trên các bản tụ như hình
+ Các electron di chuyển từ ;
+Số hạt (hạt)
b)
Thay tụ C3 khi K mở, K đong:
Gọi điện tích của các tụ lúc này là:
và co dấu như hình vẽ
Ta co: + (1)
+ (2) + (3)
Từ (1), (2), (3) ta
được:
(4)
- Khi K mở, thay
tụ C3 thì :
Do đo
………
- Khi K đong, thay tụ C3 thì:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
) ( 312 ) )(
( 2
1
1 3 1
P
1 2 3
6
1( )
3 2 0,5 0,5
E
1 1 AM 1 AB 1 .( 1 2) 1( )
q = C U = C U = C I R + R = µ C
2 2 NM 2 NB 2 . 2 0, 4( )
q = C U = C U = C I R = µ C
,
M
q = − − = − q q µ C
B→ →K6 M
12 19
1, 4.10
8,75.10 1,6.10
e
n
−
−
1M, 2M, 3M
2 0, 2
MN
U
C
1 1
0, 2
C
2 3
0, 4
C
1M 2M 3M 0,8 MN 0, 2
3M 0,7
1M 2M 3M 1, 4 MN 2( )
C1
C2
R3
N
K
E, r
+
+
-C1
C 2
R 3
N
K
E, r
- +
A
C 1
C 2 R
2
R
3
B M
N
C3
E, r
+
-+
-+
Trang 4Do đo UMB = 0 (V),
………
0,25
0,25
Câu 4
(2,0 đ)
+ Vị trí đặt màn d' = = 3f
………
+ k = = -2 Vòng tròn quỹ đạo ảnh co bán kính lớn gấp đôi quỹ đạo
vật………
+ Vận tốc goc của vật và ảnh như nhau, nên vận tốc dài của ảnh co độ lớn v' = 2v0 ……
+ Chọn tia sáng đi qua quang tâm để khảo sát, ta nhận thấy chiều vận tốc ảnh ngược với
chiều vận tốc của vật.Vậy vận tốc của ảnh luôn co phương tiếp tuyến với quỹ đạo của no
và co chiều ngược chiều chuyển động của S
0,5 0,5 0,5 0,5
Câu 5
(2,0 đ)
- Các lực tác dụng lên pittong gồm co: (F1 = P1.S, F2 =
P2.S)
- Ta luôn co:
- Ở vị trí cân bằng: P1= P2 F01
= F02
- Chọn trục ox như hình vẽ, gốc O ở VTCB.Xét pittong ở vị trí co 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
………
Vì x<<d nên , thay a = x’’ ta co Hay
………
Điều đo chứng tỏ pittong dao động
điều hòa với tần số goc và chu kì
………
0,25
0,5 0,25
0,5
0,5
* Ghi chú:
1 Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó.
2 Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
3 Ghi công thức đúng mà:
3.1 Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của câu.
3.3 Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó.
4 Nếu sai hoặc thiếu đơn vị 3 lần trở lên thì trừ 0,5 điểm.
5 Điểm toàn bài làm tròn đến 0,25 điểm.
3M 0
df
d − f
'
d d
−
1 2 , , ,
mg N F F r r r r
0
2 ( P P S ma ) P S d x ma
−
2 2 2
d 2 P S − x ≈ d ''
x mx d
'' 2
0
PS
md
2PS md
ω = 2
2
md T
PS
π
=