Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2010 2011 sở GDĐT lâm đồng hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT LÂM ĐỒNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-2011 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 04 trang) Câu (3,0 điểm): Từ cao h so với mặt đất ta cần phải ném đá trúng đích M với vận tốc ban đầu v0 Cho biết M độ cao H ( H > h) cách nơi ném theo phương nằm ngang khoảng L Chọn hệ trục tọa độ Oxy gốc O gắn mặt đất, Oy thẳng đứng lên qua điểm ném, Ox nằm ngang ( Hình 1) Hỏi ném đá trúng đích M với vận tốc ban đầu có giá trị nhỏ bao nhiêu? Bỏ qua sức cản khơng khí Hình Câu (2,5 điểm): Một xi lanh kín, đặt thẳng đứng, bên có hai pittơng khối lượng m1 m2 trượt khơng ma sát ( Hình 2) Các khoang A, B, C có chứa khối lượng khí chất khí lí tưởng Khi nhiệt độ chung hệ 24C pittơng đứng n khoang A, B, C tích tương ứng lít, lít lít Sau tăng nhiệt độ hệ với giá trị T pittơng có vị trí cân Lúc VB'  2VC' Hãy xác định nhiệt độ T thể tích VA' ứngnhiệt độ T http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hình Câu ( 3,0 điểm): Cho mạch điện hình Hình Trong suất điện động điện trở nguồn E1  E2  6V , r1  1 , r2  2 ; Mạch ngồi có R1  5 , R2  4 điện trở R; vơn kế V 7,5V Giả sử dòng điện qua mạch có chiều hình vẽ; vơn kế có điện trở lớn Tính: Hiệu điện U AB giá trị điện trở R Công suất hiệu suất nguồn Câu (2,5 điểm): Hai thấu kính mỏng O1 , O2 đặt khơng khí, có độ tụ D1 , D2 đặt cách khoảng l trục Một vật phẳng nhỏ AB đặt trước thấu kính O1 ( Hình 4), ta số phóng đại ảnh cuối qua hệ k1 Giữ vật cố định, đổi chỗ hai thấu kính số phóng đại ảnh qua hệ k2 Tìm hệ thức lien hệ D1 , D2 , k1 , k2 l http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Biết k1  1, k2  4, l  25cm hai thấu kính làm chất có chiết suất n; giới hạn mặt phẳng – mặt cầu lồi với bán kính mặt cầu O2 lần bán kính mặt cầu O1 Tính độ tụ D1 D2 Hình Câu ( 3,5 điểm): Hình Cho mạch điện hình : u AB  U 2cost (V ),  thay đổi được, R  L C Chứng minh điện áp hai đầu vôn kế vuông Với hệ số cơng suất mạch, tần số  có hai giá trị 1 2 : a) Tìm hệ thức lien hệ 1 2 b) Tìm hệ số công suất mạch biết số hai vôn kế V1 , V2 U U Áp dụng: L  1,6  H;C  103 F ;U1  150V ;U  200V 9 Bỏ qua điện trở dây nối, điện trở vôn kế lớn Câu ( 3,5 điểm): Cho lò xo L có chiều dài tự nhiên l0  45cm vật nhỏ có khối lượng m  100 g , kích thước vật không đáng kể http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Treo lò xo theo phương thẳng đứng, đầu cố định, đầu treo vật m, cân bằng,lò xo có chiều dài l = 50cm Tìm độ cứng lò xo Cắt lò xo thành hai phần L1 , L2 có chiều dài l1  15cm, l2  30cm mắc chúng theo phương thẳng đứng treo vào vật m (như hình 6) A B hai điểm cố định Tại thời điểm ban đầu, giữ vật m cho hai lò xo khơng biến dạng, sau thả nhẹ cho vật dao động Hình a) Chứng minh vật dao động điều hòa b) Viết phương trình dao động ( chọn gốc thời gian lúc lò xo khơng bị biến dạng, gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống) c) Tính lực lớn nhỏ tác dụng lên điểm B Lấy g  10m / s bỏ qua ma sát Câu (2 điểm): Giả sử em nhà du hành vũ trụ đáp tàu xuống hành tinh lạ nhóm tiến hành việc xác định mật độ vật chất trung bình hành tinh Hỏi em phải tiến hành nào, tay có sợi dây có chiều dài biết, dọi đồng hồ bấm giây?Các em biết trước chiều dài đường xích đạo hành tinh trước hạ cánh xuống http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT LÂM ĐỒNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-1011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu Chọn hệ trục tọa độ Oxy gốc O gắn mặt đất, Oy thẳng đứng lên qua điểm ném, Ox nằm ngang hình vẽ Gọi  góc hợp v0 phương ngang Phương trình chuyển động đá:  x  v0 cos t (1)     y  h  (v sin  )t  gt  (2) Phương trình quỹ đạo đá: y  h  xtg  g x (3) 2v0 cos  xL Khi trúng đích  thay vào (3) ta được: gL2tg 2  2v02 Ltg  gL2  2v02 ( H  h)  (4) y  H Để phương trình (4) ln có nghiệm   '  Hay v04  g ( H  h)v02  g L2   Suy v02  g ( H  h)  ( H  h)  L2  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  Vậy v0min  gg ( H  h)  ( H  h)  L2  Câu Ở nhiệt độ ban đầu T0 ta có: m1 g  ( pB  pA )S (a) m2 g  ( pc  pB )S (b) pAVA  pBVB  pCVC  nRT0 (c) Lấy (a) chia (b) kết hợp (c) ta được: m1  m2 (1) Ở nhiệt độ lúc sau T ta có: m1 g   pB'  p A'  S (d) m2 g   pC'  pB'  S (e) pA' VA'  pB' VB'  pC' VC'  nRT (f) Lấy (d) chia (e) kết hợp với (f) ta được: Từ (1) (2) cho ta: m1 V'   B' m2 VA (2) VB'  VA' Biết VA'  VB'  VC'  lít Tính được: VA'  45 11 VB'  36 11 Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng cho khoang A trạng thái đầu sau: p AVA p A' VA' p' với ( pB  p A ) S  ( pB'  p A' ) S  A   PA T0 T Kết quả: T = 648K Câu 3: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Ta có: I  I1  I (1) Áp dụng định luật Ohm cho mạch chưa nguồn U AB  E1  I1 (r1  R1 ) (2) U AB  E2  I (r2  R2 ) (3) U AB  IR (4) Suy ra: I1  I  I Theo đề số vơn kế 7,5 (V) Ta có: U MN  U MB  U BN I I Trong đó: U MB  E2  I r2  E2  r2 U BN  I1R1  R1 2 I I Suy U MN  E2  r2  R1   1,5.I  7,5 2 Vậy I = 1A; I1  I  0,5 A Kết U AB  E1  I1 (r1  R1 )  3(V ) Theo (4) ta tính được: R  3 Cơng suất nguồn điện: P1  E1I1  3W ; P2  E2 I  3W Hiệu suất nguồn điện: H1  U1 E1  r1I1 U E r I   91, 7%; H   2  83,3% E1 E1 E2 E2 Câu Trường hợp O1 trước O2 với d1  x ta có: d1'  xf1 xf1 lx  lf1  xf1  d  l  d1'  l  x  f1 x  f1 x  f1  f  f2  f1 f Số phóng đại hệ: k1         x  f1   d  f  x(l  f1  f )  lf1  f1 f Suy ra: k1 x(l  f1  f )  k1lf1  k1 f1 f  f1 f (1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Tương tự trường hợp O2 trước O1 ta có: k2 x(l  f1  f )  k2lf  k2 f1 f  f1 f (3) Chia (1) (2) cho để khử x biến đổi ta được: k1k2l ( f  f1 )  f1 f (k2  k1 ) k k  l Kết quả: D1  D2     k1k2  l Gọi R bán kính mặt cầu O1 Với bán kính mặt cầu O2 lớn gấp 1,25 lần bán kính mặt cầu O1 ta có: D1  (n  1) Tỉ số: D1  1, 25 D2 1 D2  (n  1) R 1, 25.R (3) Từ số liệu đề cho, ta có: D1  D2  (4) Giải hệ (3) (4) ta được: D1  15dp D2 =12dp Câu Gọi góc lệch pha điện áp mạch AC , CB với dòng điện 1 ,  L   ZC  ZC Z L ZL tan 1  , tan 2   tan 1 tan 2   C2  1 R R R R  điện áp hai đầu vôn kế vng pha với a) Ta có: cos  2R   (2 R)   1 L   1C   2  2R   (2 R)   2 L   2 C   2  1 1   (1  2 ) L      C  1 2        1 L     2 L    1C   2 C     (1  2 ) L      C  1 2   2 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  L 0  C12  1   LC     12  LC  b) Ta có: U R2  U C2  U12 ,U R2  U L2  U 22 , R   U LU C  U R2  U R2  L C U R4  U12 2 U2 UR  U R2 U 22  (U1U )  U R2U12  U R  Mặt khác: U AB  U12  U 22  cos  U1U U12  U 22 2U R 2U U  2  0,96 AB U1  U Câu Tại VTCB: P  Fdh   mg  k l  k  20 N / m a) Gọi k1 , k2 độ cứng lò xo L1 , L2 Tại VTCB O: P  Fdh  mg  (k1  k2 )l l  CO( AC  l1 ) độ nén ( giãn) L2 ( L1 ) Vật vị trí M có li độ x ( x = OM): P  Fd  ma hay P  F1  F2  ma http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 10 Chứng tỏ vật dao động điều hòa với tần số góc   k1  k2 m b) Phương trình dao động có dạng: x  A cos t    Nếu tác dụng vào lò xo L1 , L2 lực F thì: F  k l  k1l1  k2 l2 , l  l x  l1x  l2 x ( x độ biến dạng ứng với đơn vị chiều dài lò xo)  kl  k1l1  k2l2  k1  60 N / m, k2  30 N / m Do   k1  k2  30rad / s m Tìm A  : mg   k1  k2  l Từ (1): l  mg  0, 0111m k1  k2 Tại t = 0: Lò xo khơng biến dạng, tức m C có tọa độ x0 : x0  OC  l  1,11cm v =0 Suy ra: A =1,11cm    Vậy: x  1,11cos 30 t    cm c) Lực nhỏ tác dụng lên B vật C: Fmin  Lực lớn tác dụng vào B L2 bị nén mạnh nhất: Fmax  k2 A  0, 667 N Câu Làm lắc toán học sợi dây rọi Dùng đồng hồ bấm giây xác định chu kỳ T lắc) Sau đó, dùng cơng thức lắc, xác định g  - gia tốc 4 2l chiều dài l lắc cho trước Theo T2 P M  định luật hấp dẫn vũ trụ: g   G với M khối lượng hành tinh, R bán kính m R G số hấp dẫn vũ trụ trọng trường hành tinh lạ: g   Cho vế phải hai phương trình được: M  4 R 2l GT Bán kính hành tinh biểu diễn qua chiều dài xích đạo C hành tinh: R  C 2 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 11 Rút khối lượng riêng trung bình D hành tinh: D  M 6 2l  V GT 2C Từ tính D http://dethithpt.com – Website chun đề thi – tài liệu file word ... chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT LÂM ĐỒNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 0-1 011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN:... Cho lò xo L có chi u dài tự nhiên l0  45cm vật nhỏ có khối lượng m  100 g , kích thước vật khơng đáng kể http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website... hai thấu kính số phóng đại ảnh qua hệ k2 Tìm hệ thức lien hệ D1 , D2 , k1 , k2 l http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com –