Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 – Sở Giáo dục và Đào tạo Tuyên Quang (Đề chính thức)

Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 – Sở Giáo dục và Đào tạo Tuyên Quang (Đề chính thức) đây sẽ là tài liệu ôn tập hữu ích, giúp các bạn hệ thống lại kiến thức đã học đồng thời rèn luyện kỹ năng giải đề. Mời các bạn cùng tham khảo.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TUN QUANG ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2010 ­ 2011 MƠN VẬT LÝ Thời gian 180 phút (khơng kể thời gian giao  đ ề) (Đề này có 04 câu trong 01 trang) Câu 1.(5 điểm): Một tấm bê tơng nằm ngang được cần cẩu nhấc thẳng đứng lên cao  với gia tốc a = 0,5 m/s2. Bốn giây sau khi rời mặt đất người ngồi trên tấm bê tơng  ném một hịn đá với vận tốc v0 = 5,4 m/s theo phương làm với tấm bê tơng một góc  300 a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất b) Tính khoảng cách từ  nơi đá chạm đất đến vị  trí ban đầu của tấm bê tơng   (coi như chất điểm). Lấy g = 10 m/s2 Câu 2.(4 điểm): Trong một  ống hình trụ  thẳng đứng với hai tiết diện khác nhau có  hai pít tơng nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ khơng dãn. Giữa hai pít tơng có 1 mol   khí lí tưởng. Pít tơng trên có diện tích tiết diện lớn hơn pít tơng dưới là  S 10cm   Áp suất khí quyển bên ngồi là  p0 1atm  Biết khối lượng tổng cộng của hai pít tơng  là 5 kg, khí khơng bị lọt ra ngồi. (Bỏ qua ma sát giữa các pít tơng và thành ống) S1 a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tơng b) Phải làm nóng khí đó lên bao nhiêu độ để pít tơng dịch chuyển lên trên một đoạn l = 5cm S2 Câu 3.(6 điểm): Mạch điện mắc như hình vẽ. Bộ nguồn gồm hai nguồn giống nhau, mỗi pin có suất điện động E 1,5V ; r 0,5   R1 ; R2 ;  RMN A điện trở các Ampekế và dây nối khơng đáng kể a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A A2 B R1 A1 C M RMN N Câu 4.(5 điểm): Cho quang hệ như hình vẽ, với L là thấu kính hội tụ, tiêu cự  f 20cm  G là gương phẳng (G) a) Cho  x 70cm  và  l 50cm (L) Hãy xác định ảnh A3B3 của AB qua B quang hệ. Vẽ hình b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có A O1 O2 độ lớn khơng đổi và khơng phụ thuộc vào x  l x R2 D ­­­­­­­­­­­­­­­ HẾT­­­­­­­­­­­­­­­­­ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TUYÊN QUANG ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP  12 NĂM HỌC 2010 ­ 2011 MƠN VẬT LÝ Câu  Đáp án hỏi Câu 1 a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất (5điểm Lúc t = 4 s, tấm bê tơng ở độ cao y0 và vận tốc v1 ) y0 a.t 0,5.4 4m v1 at 0,5.4 2m / s ­ Nếu gọi v là vận tốc của đá đối với mặt đất    v v0 v1 ­ Chọn hệ trục tọa độ Oxy Ta có:  vx v0 cos 5,4 cos 300 4,7 m / s v y v0 sin v1 5,4 sin 300 4,7 m / s tg vx vy 450 Vậy   ta      y được:  v vx2 v 2y 4,7 2m / s Điểm 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ y v v v1 v0 O x O x  */ Kể từ khi nắm.  ­ Ta có các phương trình chuyển động của vật x v cos t (1) 0,25đ gt   (2) g t ­ Thời gian hòn đá đi lên: Ta biết   v y v sin y v sin t                               v y t1 ­ Độ cao hòn đá đạt tới:  y1 v sin g v sin 2g ­   Thời   gian   rơi   xuống   đất:   t2 4,7 2 10 (4,7 ) 2 2.10 yMax g 0,47 s   (3) 1,10m  (4) 0,25đ 0,5đ 0,5đ 1,01s   (5),       (ymax  =   y0  +  0,5đ y1) Vậy thời gian từ lúc nắm đến khi chạm đất là:                            t = t1 + t2 = 1,48 s  (6) b) Tính khoảng cách từ  nơi đá chạm đất đến vị  trí ban đầu của   0,5đ tấm bê tông (coi như chất điểm) L x v cos t 4,7.1,48 m   (7) 0,5đ Câu 2 a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tơng (4điểm Ta có:  S1 S S  và  m m1 m2 ) Điều kiện cân bằng của hai pít tơng là:                          (1)                                                                                                       (2) 0,5đ (3)      Từ (1) và (2)                                               .      .                                           (4) 0,5đ S )( p p0 ) (m1 m2 ) g mg mg p p0 1,5.105 Pa S b) Nhiệt độ cần làm nóng  T ( S1 ­ Khi làm nóng khí thì pít tơng dịch chuyển lên trên một đoạn l. Muốn  pít tơng cân bằng ở vị trí này thì p' = p (p': áp suất chất khí sau khi dịch  chuyển pít tơng) Theo phương trình Menđêleep ­ Clapayron      pV nRT  (n = 1) p ' (V V ) R (T T ) T                             T T V V p V  mà  V l S R Sl p 0,9 K R 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ  F    F0 T P1  T F0  S P2 F S1 Câu 3 a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N (6điểm ­ Khi con chạy C ở M, điện trở mạch ngồi là  R N RMN , dịng điện  ) không đi qua A1 nên (IA1 =  0) E Từ giả thiết:  I RN rb 0,43 A Dịng điện mạch chính đi qua A2 nên IA2 = I =  0,43A ­ Khi con chạy C ở vị trí N, mạch ngồi được mắc như sau ( RMN // R1 // R2 )                 do đó  R N 1,2  và  I Hiệu điện thế mạch ngoài:  U N E 1,36 A R N rb 1,2 U NM U BA U BD IR N 1,36.1,2 1,63V U NM RMN 1,63 0,27 A   1,2 U BA 1,63 0,27 A                                I BA R1 U BD 1,63 0,81A                         và  I BD R2 Do đó tại nút N:  I A1 I I NM 1,36 0,27 1,09 A                           I A2 I I BD 1,36 0,81 0,55 A                            I NM 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ A2 B A R1 A1 R2 D C M RMN N b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A 0,25đ Gọi điện trở phần MC là x, phần CN = 6 ­ x ­ Điện trở mạch ngồi:  RCN nt ( RMC // R1 // R2 ) Ta có:  R N RCN R1 R2 Eb Ta lại có:  I R1 R2 RMC R1 RMC R2 RMC RN Eb rb I ( RN 0,25đ 12 x x 18    (1) 2x rb )    0,25đ 0,25đ 0,25đ (2) Hiệu điện thế mạch ngoài:  U N Eb Irb I 0,25đ U NC I (6 x) 0,25đ Ta có:  U BD U N U NC (3 I ) I (6 x) I xI 0,25đ U BD I xI I BD   (3) R2 Từ giả thiết:  I A2 0,3 A ; tại nút D  I A2 I BD   I 0,3 I I 7I xI 18    (4) 5(9 x) 18 12 x x 18 5(9 x) 2x Thay (4) vào (2) ta được:  9x d2 , d2 ­ Với A1B1:  d1 70cm ;  d1 d1 f d1 f 70.20 70 20 ­ Với A2B2:  d k2 ­ Với A3B3:  d 0,5đ d3 , d3 28cm   (ảnh  0,25đ thật) k1 0,25đ    giải pt ta được:  x  hoặc  x 1,5  Vậy cả hai giá trị của x đều  Câu 4 a) Xác định ảnh tạo bởi quang hệ (5điểm L G L AB A1B1 A2B2 A3B3 ) d1 , d1 0,25đ 0,25đ 2x 0,25đ d1 28 d1 70 l d1 50 28 22cm ; d d 22cm   (ảnh ảo) d2 d2 d3 f 72.20 27,7cm   l d 50 22 72cm ; d d f 72 20 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ  (ảnh thật) k1 d3 d3 27,7 72 13 0,25đ A3 B3 ­ Độ phóng đại của hệ:  k k k k1 AB (1) 13 13 Vậy ảnh A3B3 của AB tạo bởi quang hệ là ảnh thật, cùng chiều và  bằng  (G) 0,5đ B B3 A O1 A3 A1 A2 B1 B2 O2 b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có độ lớn khơng đổi và khơng phụ thuộc vào x ­ Khi l có giá trị thay đổi, ta có:                    d1                  d Ta lại có:          k A3 B3 AB 0,25đ  vật 13 (L)                  d 0,25đ 20 x x 20 l d1 ;  d d d1 l 20 x 2(lx 10 x 20l ) l d l d 2l d1 2l x 20 x 20 x ;  d1 k k k1 (l f f d3 200 20) x 20l f f 200 d1 20 20 20 2(lx 10 x 20l ) 20 x x 20 Vậy k = h/s và k không phụ thuộc vào x khi l = 20cm                                      Khi đó  k 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ ...­­­­­­­­­­­­­­­ HẾT­­­­­­­­­­­­­­­­­ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TUYÊN? ?QUANG ĐÁP ÁN ĐỀ? ?THI? ?CHỌN HỌC? ?SINH? ?GIỎI LỚP  12 NĂM HỌC 2010 ­ 2011 MÔN VẬT LÝ Câu  Đáp án hỏi Câu 1 a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất... Vậy ảnh A3B3 của AB? ?tạo? ?bởi? ?quang? ?hệ là ảnh thật, cùng chiều? ?và? ? bằng  (G) 0,5đ B B3 A O1 A3 A1 A2 B1 B2 O2 b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có độ lớn khơng đổi? ?và? ?khơng phụ thuộc vào x ­ Khi l có giá trị thay đổi, ta có:... U BD I xI I BD   (3) R2 Từ giả? ?thi? ??t:  I A2 0,3 A ; tại nút D  I A2 I BD   I 0,3 I I 7I xI 18    (4) 5(9 x) 18 12 x x 18 5(9 x) 2x Thay (4) vào (2) ta được:  9x d2 , d2 ­ Với A1B1: