Đề chọn đội tuyển quốc gia môn vật lý lớp 12 năm học 2014 2015 sở GDĐT bình thuận hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI THÀNH LẬP ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 12 THPT BÌNH THUẬN DỰ THI QUỐC GIA Năm học: 2014 – 2015 Ngày thi: 18/10/2014 ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề có 01 trang) Mơn: Vật Lý Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1.(4 điểm) Trong mặt phẳng nghiêng góc  so với mặt phẳng nằm ngang, có kim loại cố định song song cách khoảng , nối với điện trở R; tất đặt từ trường khơng đổi B vng góc với mặt phẳng chứa hai hướng lên phía (như hình vẽ) Một kim loại MN, có khối lượng m, trượt không ma sát hai ln vng góc với chúng Điện trở không đáng kể Người ta thả cho MN trượt khơng có vận tốc ban đầu a Mơ tả tượng giải thích vận tốc v MN tăng tới giá trị cực đại vmax Tính vmax (giả thiết hai song song có chiều dài đủ lớn) b Thay điện trở tụ điện có điện dung C Chứng minh lực cản chuyển động tỉ lệ với gia tốc a Tính gia tốc Cho gia tốc trọng trường g Bài 2.(3 điểm) Có cầu đặc, đồng chất, bán kính R, khối lượng m Hãy tính: a Momen quán tính cầu tâm b Momen quán tính cầu trục qua tâm Bài 3.(3 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Trình bày phương án thực nghiệm xác định giá trị hai điện trở R1 R2 với dụng cụ sau đây: - nguồn điện có hiệu điện chưa biết; - điện trở có giá trị R0 biết; - ampe kế có điện trở chưa biết; - điện trở cần đo: R1 R2 ; - Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể Bài 4.(4 điểm) Một khối cầu suốt bán kính R, chiết suất n, đặt khơng khí Bên khối cầu có lỗ rỗng hình cầu chứa đầy khơng khí, bán kính lỗ rỗng R r  O1O2  Điểm sáng S nằm cầu đường thẳng qua O1O 2 SO1  R, SO1  SO2 Định vị trí ảnh S / S qua cầu O1 Bài 5.(3 điểm) Một mol khí lưỡng ngun tử hoạt động theo chu trình kín mơ tả đồ thị T  V hình vẽ Hãy biến đổi chu trình thành đồ thị p-V Bài 6.(3 điểm) Tính cơng cực đại mà động nhiệt sinh dùng nguồn nóng thỏi sắt có khối lượng m = 1kg nhiệt độ ban đầu T1 = 1500K, nguồn lạnh nước biển nhiệt độ T  285K Nhiệt dung sắt c = 0,46J/g.K Hết -(Giám thị coi thi khơng giải thích thêm.) Họ tên thí sinh: Số báo danh: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI THÀNH LẬP ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 12 THPT BÌNH THUẬN DỰ THI QUỐC GIA Năm học : 2014 – 2015 Ngày thi: 18/10/2014 Môn : Vật Lý Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian phát đề ) ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Nội dung Điểm Bài (4 điểm) a Mô tả tượng giải thích vận tốc v MN tăng tới giá trị cực đại vmax Tính: vmax - Khi MN trượt xuống tác dụng trọng lực, từ thơng qua diện tích MRN có suất điện động cảm ứng e = B v; với v vận tốc trượt thanh; dòng cảm ứng sinh có chiều từ N đến M 0,5 đ - Trong mặt phẳng nghiêng góc  lực tác dụng lên MN là: Thành phần Q trọng lực, Q = mgsin  ; lực điện từ F = iB sinh đoạn dây MN có dòng điện i chuyển động từ trường B Hai lực Q F ngược chiều - Mới đầu vận tốc trượt nhỏ, nên: 0,5 đ 2 B v e B v = F = iB = nhỏ, F < Q, hợp lực F Q làm có gia R R R tốc, vận tốc v tăng Khi v đạt vmax F = Q, chuyển động i= Ta có: B 2 vmax Rmg sin  = mgsin   vmax = R B2 0,5 đ b Thay điện trở tụ điện có điện dung C Chứng minh lực cản chuyển động tỉ lệ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 với gia tốc a Tính gia tốc - Thay R tụ C dòng cảm ứng nạp điện vào tụ 0,5 đ Gọi q điện tích tức thời tụ, q = Ce - Lực cản F = iB dq B dt = = C B B dv = C.B dt a Vậy F  C.B a tỉ lệ với a Để tính a ta viết phương trình chuyển động thanh: mg sin   C.B a  ma g sin  mg sin  = < g sin  Gia tốc a nhỏ gia tốc trượt không 2 CB 2 CB  m 1 m có từ trường B, phụ thuộc vào khối lượng m 1,0 đ  a= Bài 2.(3 điểm) a Momen quán tính cầu tâm - Xét lớp cầu mỏng có bán kính r (0 < r  R) bề dày dr Momen quán tính lớp cầu tâm là: d I0 = m V m 4 R 3  (dV )r = R  (4 r dr )r 2 1,0 đ R I0 = 3m 4  r dr = mR 4 R b Momen quán tính cầu trục qua tâm I0 = m r i i =  m (x i i  yi2  zi2 ) Vì ba trục x, y, z tương đương, nên ta viết: I =  mi xi2 Iz = Ix + I y = Iz =  m (x i i  yi2 ) =  mi xi2 0,5 đ 2 I = mR Bài 3.(3 điểm) * Làm thí nghiệm: 1,0 đ - Mắc nối tiếp R0 với ampe kế có điện trở RA nối với cực http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 nguồn có hiệu điện U ampe kế có giá trị I Ta có: R0  RA  U I0 0,5 đ (1) - Thay R0 R1 : Ta có: R1  RA  U I1 (2) - Thay R1 R2 : U Ta có: R2  RA  I2 1,0 đ (3) - Thay R2 R1  R2 : Ta có: R1  R2  RA  U I (4) Lấy (4) trừ (3): 1  R1  U     I I2  (5) 0,5 đ Lấy (4) trừ (2): 1  R2  U     I I1  (6) Lấy (1) trừ (2): 0,5 đ 1 1 R0  R1  U     I I1  1 1 1 1 1 1  R0 = U    + U    = U       I I2   I I1   I I I1 I  (7) 0,5 đ Chia (5) cho (7) ta được: 1  I I2 R1  R0 1 1    I I I1 I 0,5 đ Chia (6) cho (7) ta được: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 R2  R0 1  I I1 1 1    I I I1 I Bài 4.(4 điểm) Coi khối cầu quang hệ gồm thấu kính mỏng L1 , L2 , L3 mặt song song B hình vẽ Tiêu cự thấu kính: L1 : L2 : 1 = (n – 1) f1 R = (n – 1) = - (n – 1) R f2 R     1 1 2   = (n – 1)    = (n – 1)  L3 : R R f3 R R     Sơ đồ tạo ảnh: 0,5 đ Với: d1  SO1  R  3R d1/ = d1 f1 3R = d1  f1 3n  0,5 đ Độ dời ảnh S qua mặt song song: d  R Ta có: d = R – ( d1/ + d ) = R – d 2/ = n 1 n 4R 3R n 1 -R = 3n  n (3n  4)n d2 f2 4R = d2  f2 3n  12n  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 d = R - d 2/ = R - d3/ = (3n2  12n  4) R 4R = 3n  12n  3n2  12n  (3n  12n  4) R d3 f3 =  d3  f3 n(3n  12n  4)  Vậy S ' nằm cách O1 đoạn: S ' O1 = R  d3/ = R  = (3n  12n  4) R n(3n  12n  4)  3n3  15n  16n R 3n3  12n  4n  Bài 5.(3 điểm) 0,5 đ Biến đổi thành đồ thị p-V: Trên đoạn  2, V2 = const, từ V2  2V1 p2  p T 0,5 đ 1 Trên đoạn  3, T3  T2  T1 nên p3  p2  p1 2 Ta lập bảng có thông số trạng thái sau: Trạng thái Áp suất Thể tích Nhiệt độ p1 V1 T1 2 p1 V1 T1 p1 2 V1 T1 p1 V1 0,5 đ T1 Ta vẽ lại chu trình theo sơ đồ p-V hình vẽ 0,25 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 đ Bài 6.(3 điểm) Với nguồn nóng nguồn lạnh cho hiệu suất cực đại, cơng sinh cực đại, ứng với chu trình Các-nơ thuận nghịch 0,25 Khi miếng sắt có nhiệt độ T dùng làm nguồn nóng cho chu trình Các-nơ, nhiệt lượng đ dQ1 mà tác nhân nhận miếng sắt giảm nhiệt độ dT dQ1 = - mc dT Hiệu suất chu trình Các-nơ: H = T  T0 T Công dA sinh ra: dA/  HdQ1  T  T0 dT (mcdT )  mcdT  T0 mc T T 0,5 đ 0,25 đ Công cực đại sinh ứng với giảm nhiệt độ nguồn nóng từ T đến T / max A T0 T0 T1 T1   dA   mcdT   T0 mc / dT T 0,25 đ = mc(T0  T1 )  mcT0 (ln T0  ln T1 ) = mc(T1 T0 ) – mcT0 (lnT1  lnT0 ) = mc(T1 T0 T0ln 0,25 đ T1 ) T0 = 0,46(1500 – 285 – 285ln 1500 ).1000 285 1500 = 460(1215 – 285ln )  341178,14 J 285 0,5 đ 0,25 đ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 0,5 đ 0,5 đ Lập bảng 1,0 đ Vẽ đồ thị 1,0 đ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1,0 đ 0,5 đ Hết http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 10 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 (Học sinh giải theo cách khác) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 ... 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI THÀNH LẬP ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 12 THPT BÌNH THUẬN DỰ THI QUỐC GIA Năm học : 2014 – 2015 Ngày thi: 18/10/2014 Môn : Vật Lý Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian... tài liệu file word 10 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 (Học sinh giải theo cách khác) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 ... nguồn có hiệu điện U ampe kế có giá trị I Ta có: R0  RA  U I0 0,5 đ (1) - Thay R0 R1 : Ta có: R1  RA  U I1 (2) - Thay R1 R2 : U Ta có: R2  RA  I2 1,0 đ (3) - Thay R2 R1  R2 : Ta có: R1