đề thi và đáp án hsg môn vật lý

[r]

so crAo

ngc

vA

uAo

rAo

DoNc

rsAp

rY

rnr

cHeN

Der

ruynN

ngc

srNH Gror

n{rnr

qc

NAvr

Hec

zoLo -

2ort

Hrlol{c

nAN

cnAu

or rru cnixn

rHUc

vrON

vAr

r,{'

(Hudng ddn chrim vd bi€u aiAm ghm cd 06 trang)

I

Humrg

d6n chung

t;

N6u hgc sinh lim

bii

kh6ng theo c6ch n6u ddp ilnnhung dring thi cho du sO diem trmg phAn

nhu hudng d6n quy <lin!

2) Vi6c chi ti6t h6a (n6u c6) thang di6m hu6ng ddn chAm ph6i b6o r16m kh6ng ldm sai lQch

hu6ng d6n ch6m vd phAi dugc th6ng nhAt thgc hiQn t6 ch6m

II

a

D6p

6n

nv

vi

thans

II

di6m

CAu D6u 6n Di0m

Ciu

1 MQt qufl c6u nh6 treo O tl6u mQt d0y nhg

dii

/,tlf,u cria d6y cO

ilinh

tqi

t-A.T4i tli6m

O

dufi A

rnQt do4n

i

,2 ttreo

phuong

thnng

dfng

c6

mQt

tlinh.K6o

qui ciu

tl6n vi

tri

d6y AB

n[m

ngang vh

thi

nhg

a

Tinh

ti

sii tqc

cing

dAy trurfc

vi

sau

khi

d6y ch4m

tlinh

khi

quf,

^,,

c6u qua vi

tri

c6n

blng.

b X6c rlinh vi

tri

tr6n

qui

il4o cria qufl c6u t4i

tI6lgc cing

d6y treo bnng O,vfn t6c cria

qui

cflu tric tI6 bnng bao nhi6u? Sau tI6

qui

cAu chuy6n tlQng

nhu th6

nio

vi

IGn tl6n dd cao kim nh6t c6ch di6m treo bao nhi6u?

3d

a.Ti s6 srfrc

cing

d6y

T

//

-Q,

.{

r

.:

-o4 I

-'

\y,

C vu6ng g6c ddy treo

li

m{t ph[ng th6 ndng g6c

U

Chgn mat phing ngang qua

Wc =Ws

=

v2, =2g1

0,25 Phucrng trinh chuy6n dQng cta qui cAu F

+i

=

*i

TaiC:T=m(g+ant)

0,25

Tru6c ch4m tlinh : Tt I = m(g \o

*91=3mg

I '

0,25

Sau cham dinh

2

.v^

'l'z=m(8

+-i)-

)mg

-t

,

0,25

Ti s6 sric clng d6y T'-

=2

Tz5

0,25

b.Vi

tri

D t4i d6 T =0

Tpi D lgc cing ddy T = 0 nOn

-

mg cosa, =

'

*

ll2

))

Suy cos ar =

-"

? .Chring to ditim D o tr6n v! tri O gt

0,25

Cffu D6p 5n Di3:tt

Wc = Wn <+

l*rz

=

i.*r',

+ mg !-

e-

cos a, )

Suy cos

al

=

-? /

(fr,'

,pfd

o/ 2

{

0,25

D c6ch C theo phucrng thing dring

n=

f,O-cosa,) = D c6ch A theo phucrng thing dring U

-{-n

-

lt

6

L

z,

1

i.? a\

CLtl Letrtt

I

fru3

0,25

@

'r.=

!T

,4 \ d'a1 ,,.e

94

g0u-4ugq-n-6ex1crr-talD- v6i v4n t6c dAu

hcr-p v6i m4t phing ngang mQt g6c

f

= n

-

a,

tl,

0,25

f*=ercosB)t

I

Tac6

l

,

\

(u.Lruxii

l,

=

-rgr2

+ (v rsin

P)r )

Phucrng trinh

qu! tlao:y

=-,ip1x'+1tan

0)r=-#r=

++-0,25

Qui cdu 16n d6n vi tri cao

nhdt:h, _vlsinz

0

_

st

2g

54

0,25

M c6ch A theo phucrng thing dring lh H' = H -hr'a

=?-,

27

0.25

Ciu2

Hai hinh

trg

tl6ng ch6t

Or,

Oz

c6

khiii \

lugng

lrr

=

10kg, Ir2 = 30kg

tl4t

ti6p

xric

'p't

\ ,- ,/-\

tr6n hai m4t

phEng nghiGng

nhin

\t2' Y

9z

\

(Pr), (Pz), vudng g6c, nghiGng g6c a =

600

Y\

)-/

fr,l

nhu hinh v6

Tim:

a

G6c

t4o b&i OrOz

vi

mar

pnangr3 A (PJ

b Ap lqc cfia c6c

khiii trg

l6n c6c

m{t

phing

vh 6p'lgc tuong tdc

g;ira2

khiii tru

(b6 qua moi ma s6t.l6v e = 10r/s2)

3d

VC hinh phAn tich lyc dAy dri

a Di6u kiQn cOn bdng cua hai qu6 c6u:

4*fr+fr'=o

(1) Fr*N

'+fr,

=0

(2)

(Pr)

Chi6u (1) vd (2) lOn hQ to4 dQ oxy ta duoc:

(chri

f:

a = 600 nOn g6c giua F,

vi

OrH le 300 )

(1) lOn oy: P1cos30^0 = Ncosd

(3)

0,

Zt -/

Q) bnox: Pgsin300 = N'.sin

d

'(4)' C ,

Ll

* '-

Lay @) chia cho (3) (v6i luu

f:

N = N'):

0,5 0,25 0,25

Llt (;;

wl,'

rt

(u e.r,l

CAu

, ) < Dip 6n Di6m

P, sin30oY mrgsin3Oo

.tan3Oo

=#

#

-+ d =6oo

O,z{

Prcos3\o/

mrggilt3\o

Vi

d = 600 nOn

O]6-,

na* ngang: c'

,

2i

b

Tt

(3) suy ra: N = 1,,1' = -&

tollgo

=

ffir1tr#

= 100\6

=

l73N Chitiu (1) 16n tryc ox ta c6

N, =

Qt-

P, cos600 + Ncos300 = ffitgcos600 +Ncos300

3

N, = 200N Chi6u (2) lOn oy:

N, = Q,

-

P, cos 300 + N 'cos 600 = 200"6N = 346,4N

=*'

ml

0,25 0,25

0,25

0,25

COu MQt nhiing tlQng co al6t lhm viQc O hai

k)

tlf,u ti6n nhu sau:

+

Khdng

khi

vi

nhi6n liQu cho

vio

xylanh, & cu5i pha n4p khdng

khi

O

tr4ng th6i A (pr,Vr,TJ

+ Nhi6n IiQu b!

aiit

ctr6y (pha n6) lhm 5p su6t

tlng

tIQt ngQt ttr6 tictr khdng Aai vh t4o

ra

sg truydn nhiQt Qr,

cuiii

pha

niy

khi

cdn

lai

0 tr4ng th6i B

(pz,YrTz)

+ Ti6p theo

khi

tlugc d6n tlo4n nhiQt d6n

tr4ng th6i C (pr,Yz, T3) C6c th6ng sti Ih 6n

tlinh,

bi6t

trufc.

+ Cuiii

cing

khf xylanh tlugc thodt

ra

6p su6t kh6ng

a6i

pr

vi

chu

trinh

moi

nit

oAu

86 qua lugng nhi6n liOu l6ng, xem kh6ng

khi

vir

khi

ch6y

nhu

li

khi ly

tu0ng HQ

sii Podtx6n1T = 1,4

a) Tinh c6ng

A trao

.I6i bdd mQt mol

khi

sau mQt chu

trinh

theo

yvh

c6c nhiQt d0 Tr,

TzrTy

b)Tinh hiQu su6t dQng co Cho u

=

Y

= 4 Y

3d

/h/,11 n^

/

lrAU ,L (l1t/c

A

fr/a

t-a) T(nh c6ng A sau m6t chu trinh X6t c6ng A c6c qu6 trinh

- Qu6 trinh ddng tfch

tt

A

-

B : Aap

-

0

- Qu6 trinh dopn nhiQt B

-

C :

Asc

=

LU =Cv(

T:

-Tz)

-

R .17, -Tr1

y-l

- Qu6 trinh tling 6p C

-

A

:

Acr = - Pr ( Vr

-Vz

) = - R ( Tr

-T:

)

- C6ng t6ng cQng ld

A=Aec*Aca

o

=

*(r,

-r,)*

0

-rxr,

-4 )l

(cong ndy ld dm)

b) Hi6u su6t d6ng co :

_A

H

=

-'

(QAB nhiQt ch6t kh( nhfln dugc d6t cfray nhiQn liQu)

Qan

Ap dung nguyOn ly I nhiet dQng lgc hgc cho qu6 trinh ding tfch A-B :

eo,=

A,(J

=Cv(Tz-Tr)

=lt,-r,)

r-I

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

CAu D6n 6n DiC.4

T^J

_l

=t

-

-,

T'

(l\

'TrT, '

'

T, T,

-(T-\J

Suyra : H = -Tr)

-

(y -t)(7,

-7,)

T, -T',

=1-rT'-T'

'Tr-7,

-

X6rqu6

trinh

dhrg

eTtvl

6p,ta c6 :

*

=3

=

o

Q)

- X6t qu6 trinh do?n nhiQt

'7273

,

+

=

+

vd

P2V1Y = PrVzT DEn

t6i,

?=

(Y)''

= 4Y' (3)

T1

Vl

Thay (2) vd (3) vdo (1) ttuh dusc hiQu su6t : H

-

30 7o

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

CAU

E,t

MQt khung dAy hinh vudng ABCD, c4nh a = 20 cm, tliQn tr& t6ng cQng R = 0,8C), tr6n tI6 c6 cdcngu6n

Er

!2Y

rr

= 0,1C); Ez = 8V; rz = 0,1O

mic

nhu

hinh v6 M4ch dugc

{I{t

trong tir trudng tl6u E

vudng g6c v6i m3t phnng cria khung

a

Cho

E

ting

theo thcri gian

bing

quy Iu$t B

-

kt

( k = 40Tls) Xdc tlinh dbng tliQn

I

qua khung dAy

O6 abng tliQn qua khung d6y

blng

0,

tir

trulng

phf,i thay tl6i th5 nio?

GE'

r2

Ez

3d

nOn

trong

mach

xudt

cim fng E

=5,6A

a Do B

t6ng

suAt

diQn

itQng

hi0n cho

=1,6V

l2

-

Ddng diQn qua khung

Ddng tliQn I c6 chi€u

ABCD

C , Z

i-b

il

Er>Ez

non dti

I

= thi E pnai ctng chi6u E2

Vfly E

phii

<l6i csc, nghia ld

E

gi6m

u}}lqndn

di€u kiQn:

E.=Er-Ez=4Y

"/<

'

Tri d6:

k=E,laz

= 100 T/s

Do d6 B thay dOi Ureo quy luflt: B =

kt

( v6i k = -100T/s) Ez

Er+E,

0,25 0,5 0,25

0,5

0,25 (

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

Cffu Ba

qui

cAu c6 th6

trugt

khpng ma s6t

tr6n

3 ;

2

mQt

thanh

crfrng, mf,nh

nim

ngang

Bi6t

-O

3

brirrefrfoo

kh6i

luqng

hai

que

cAu

I vi

lA

n\=ffi2=-*;lit

ro

"6

iIQ

cfng K

vi

c6

khiii

lugng kh6ng il6ng t<6

qua

cAu c6

khiii lugng

^=!

,2

Lfic

tIAu hai

qui

cial,2

tlfng

yGn, lb xo c6 d0 dni

tg nhi6n l6.Truydn cho m,

vfn

t6c io tl6n va ch4m tlhn

hiii

vho

qui

cAu

a Sau va ch4m, Xtriii tAm G

cui

hQ chuy6n tlQng

nhu

th5

nio?

Tim

vin

tiic

cui

kh6i tem G

b Chrri'ng minh

ring

hai

qui

cffu

vi

2 dao tl0ng tlidu

hoi

quanh

vi

tri

cti dinh aiii vei G Tim chu

ki

vh bi6n d0 dao tl0ne

cui

c6c

vit.

q-CAU D6n 6n Di6m

a) Chuy6n d6ng cu6 kh6i t6m G:

Vi

qu6 cdu va chpm ddn hOi

v6i

qud c6u vh hQ

kin

nOn ilQng lucmg(theo phucrng ngang) v.a dQng ndng dugc b6o todn

Ggi u,,vrld

vin

tOc quA cdu

vi

3 sau va ch4m,ta c6:

m

-^m

-Vo

2"

=

mvrff-v,

2

r

222

mvo _mvL , ffivt

22

22

-;2 a

=

)v3

-

zvov3

-

vo

= c)

(3) c6 nghiQm v: = vo (loai

' Phucrng trinh chuy6n dQng cuh m., =

m

ld:

,l

lu6n

c6

xt=x2

=-

n@n ta coi G

li

noi bu6c ch6t z

cui hai l6c c6 kh6i luqng

\,ffi2

vd chiOu dai ld xo

li I

2

- DQ cring

cui

ld xo ti lQ nghich v6i chi6u dhi nOn

K'

= 2K, nOn (8) vi6t ld:

,,

2K x

*-x=0

m

TAn s6 g6c cu6 dao dQng lir :

q

=

ff

0,

+f

vi vO

lf)

vd

)

v^

^

,^#

Dua (4) vdo ( 1) ta c6: ,,

=+

HQ hai qua cAu

t

vd}ld

hC cO l4p n6n

ttr5i

tam G chuy6n ttQng thing d€u.Tri

toa d0 kh6i t6m,ta c6 :

ro-\xrlffizxz

-+-lb

= tr\vt+m2v2

(6) (,

?

f

n\* mz

dt

ft\+ nt2

Sau va cham:

,r=*

vi

v,

=0

nOn (6) cho ta:

J

2vn

1" *o,o

vc=-?=

"

nh*m,

m+m

:3

=4

'3

O

C,

/ -

?-

/

f

b) Dao d6ng cud qu6 cdu vd

+ Chgn tryc to4 dQ Ox nAm ngang,gdc O tn)ng vdi kh6i tdm G cu6 hai qu6 cAu + Khi ld xo chua bi6n dpng,ggi 01,02 la

vi tri

c6n

bing

cud hai qu6 cAu.Lric d6

4,x,ld"toa dQ cui hai qui cAu.Toa d0 cud kh6i tem le :

fo\*ritltzxz

_,

-J

(/ ^

"

,ry*mz

_

"S

z-5:

yoi

m tz\"2-/=m-

tni{-='\,

m

-

Do kh6i tdm dting yOn

vi

Chu kj,dao dQng : Tr=

T='"8*

x Tucrng l.rp, m2c6 chu kj, dao dQng

:

fr=ZonE

,

\2K

Hai dao tlQng ndy nguoc pha

4#

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

!,25

CAU D6n 6n DiiEr

- Vfln t6c cud qu6 cAu

I

vdZ ddi v6i kh6i tdm:

_

_2uo

vo _ vo

'|u'|u333

vtc=v:-\'G=0-+

=-+

JJ

Co ndng b6o tohn n6n biOn d0 dao ilQng rlugc tinh:

n\v;G=zKq

:y'_ro

ll"

2

2

-2\-1\2K

2

mrlro

-2K4

-s

A

='o

@

z -

-r12-a\zK

0,25

0,25

0,25

0,25

C6u MQt eli6m s6ng S

il4t

trGn

trgc

chinh cria mQt thAu

kinh

hQi tU c6 tIQ kim

ti6u cq 12 cm, cho frnh that Si

Khi

dli

S

l4i

gdn th6u

kinh

6 cm

thi inh

S'

dli

di 2cm

vi

kh6ng thay tl6i

tinh

ch6t X6c

tlinh vi

tri

cria

vft,

inh

trufc

vh sau

khi

dich chuv6n v6t

3d

Vi

trf v4t ban dAu cho anh: d',

=

!'f

,

O

#

Ci

\-' d,-.f

.'

vi

trf vqt ttic sau

cho

itnh: d', =

-!-J:'{

,0,

n?;'='t!'

-

^t

" dr f

dt-a-f

Thay (1)

vio

(2) vd thay sd a = 6cm, b = 2cm

Tadugcphucrngtrinh: dr2-30dr

-216=0

- c,(

Gi6i dugc: d1 = 36 cm

=

dr/ = 18

cm

(c,{)

dr=-6cm(loai)

er+1 (/,,

Vad2

=36-6=30cm;

dzl= 18

+2=20cm

,,{

(2)

0,25

0,5

0,5 0,5 0,5 0,25 0,5

C0iruT

Vrfi

dgn-g cg

lh

mQt b6ng tlbn lo4i (220Y

-

60W) H6y n6u phu:crng 6n c6ng su6t ti6u thg cria mQt m6y ili.6n

ding

trong gia tlinh

khi

de mAt th6ng tin vd c6ne su6t ti6u thu cfra ttri6t bi nhv

2d

-fitnetmqi

thi6t bi dtng diOn nhd, tru b6ng ddn 60W 0,5

-Theo d6i dIa cria c6ng to diQn, thdi gian dia quay 25 vdng ld tr 0,5 TAr dC",

*"

AO UAt thi6t bi cAn ,x6c dinh thoi gian dia quay 25 vdng

ld tr

0,5

W

ti

sO tt Oi gian, bitft c6ng suAt P1 ta suy c6ng su6t P2 Theo ly thuy6t ,

diOn nang ti6u thU W = Pr.tr -Pz.tz