Đề thi học sinh giỏi lớp 12 môn Lý 2010 - 2011 - Kèm đáp án

Dưới đây là đề thi học sinh giỏi môn Lý lớp 12 năm 2010 - 2011 kèm đáp án này giúp các em học sinh ôn tập kiến thức, ôn tập kiểm tra, thi cuối kỳ, rèn luyện kỹ năng để các em nắm được toàn bộ kiến thức chương trình ….

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TUYÊN QUANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đa thi 2010) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN VẬT LÝ Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề có 04 câu 01 trang) Câu 1.(5 điểm): Một người ngồi bê tông nằm ngang cần cẩu nhấc thẳng đứng lên cao với gia tốc a = 0,5 m/s2 Bốn giây sau rời mặt đất người ném hịn đá với vận tốc v0 = 5,4 m/s theo phương làm với bê tơng góc 300 Bỏ qua sức cản khơng khí phần chiều cao người 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 bê tông (coi chất điểm) Lấy g = 10 m/s2 Câu 2.(4 điểm): Trong ống hình trụ thẳng đứng với hai tiết diện khác có hai pít tông nối với sợi dây nhẹ không dãn Giữa hai pít tơng có mol khí lí tưởng Pít tơng có diện tích tiết diện lớn pít tơng S  10cm Áp suất khí bên ngồi p0  1atm Biết khối lượng tổng cộng hai pít tơng kg, khí khơng bị lọt ngồi (Bỏ qua ma sát pít tơng thành ống) S1 a) Tính áp suất p khí hai pít tơng b) Phải làm nóng khí lên độ để pít tơng dịch chuyển lên đoạn l = 5cm? S2 Câu 3.(6 điểm): Mạch điện mắc hình vẽ Bộ nguồn gồm hai nguồn giống nhau, pin có suất điện động E  1,5V ; r  0,5 R1  6; R2  2 ; RMN  6 điện trở Ampekế dây nối khơng đáng kể a) Tìm số Ampekế chạy C M N b) Con chạy C vị trí A2 0,3A? A2 B A R1 A1 R2 C M N RMN Câu 4.(5 điểm): Cho quang hệ hình vẽ, với (L) thấu kính hội tụ, tiêu cự f  20cm G gương phẳng (G) a) Cho x  70cm l  50cm (L) Hãy xác định ảnh A3B3 AB qua B quang hệ Vẽ hình b) l A3B3 có A O1 O2 độ lớn không đổi không phụ thuộc vào x? l x - HẾT - D 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 hỏi Đáp án Câu a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất (5điểm) Lúc t = s, bê tông độ cao y0 vận tốc v1 Điểm a.t  0,5.4  4m 2 v1  at  0,5.4  2m / s y0  - Nếu gọi v vận tốc đá mặt đất    v  v0  v1 - Chọn hệ trục tọa độ Oxy Ta có: vx  v0 cos   5,4 cos 300  4,7m / s v y  v0 sin   v1  5,4.sin 300   4,7 m / s tg  vx     450 vy Vậy ta được: v  vx2  v y2  4,7 2m / s y 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 nắm - Ta có phương trình chuyển động vật x  v cos  t (1) gt (2) - Thời gian đá lên: Ta biết v y  v sin   g t y  v sin t  v y   t1  v sin  4,7 2   0,47 s (3) g 10 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ - Độ cao đá đạt tới: y1  v sin  (4,7 ) 2   1,10m (4) 2g 2.10 - Thời gian rơi xuống đất: t2  yMax  1,01s (5), (ymax = y0 + y1) g Vậy thời gian từ lúc nắm đến chạm đất là: t = t1 + t2 = 1,48 s (6) b) Tính khoảng cách từ nơi đá chạm đất đến vị trí ban đầu bê tơng (coi chất điểm) L  x  v cos  t  4,7.1,48  m (7) Câu a) Tính áp suất p khí hai pít tơng (4điểm) Ta có: S1  S  S m  m1  m2 Điều kiện cân hai pít tơng là:     F  F0  P1  T     F  P2  F0  T m1 g T  S1 S1 mg T p   p0  S2 S2 p  p0  0,5đ 0,5đ 0,5đ (1) 0,5đ 0,5đ  ( S1  S )( p  p0 )  (m1  m2 ) g  mg mg  p  p0  1,5.105 Pa S b) Nhiệt độ cần làm nóng T 0,25đ Từ (1) (2)   T  S1 ( p  p0 )  m1 g T  S ( p  p0 )  m2 g (2) (3) (4) - Khi làm nóng khí pít tơng dịch chuyển lên đoạn l Muốn pít tơng cân vị trí p' = p (p': áp suất chất khí sau dịch chuyển pít tơng) Theo phương trình Menđêleep - Clapayron pV  nRT (n = 1) p ' (V  V )  R(T  T ) V p  V mà V  lS V R Sl  0,9 K  T  p R  T  T  F   F0 T  P1   T F0  S2  F P2 S1 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ Câu a) Tìm số Ampekế chay C M N (6điểm) - Khi chạy C M, điện trở mạch RN  RMN , dịng điện khơng qua A1 nên (IA1 = 0) Từ giả thiết: I  0,25đ E   0,43 A R N  rb  Dòng điện mạch qua A2 nên IA2 = I = 0,43A - Khi chạy C vị trí N, mạch ngồi mắc sau ( RMN // R1 // R2 ) 0,25đ 0,25đ E   1,36 A R N  rb 1,2  0,25đ Hiệu điện mạch ngoài: U N  U NM  U BA  U BD  IR N  1,36.1,2  1,63V 0,25đ U NM 1,63   0,27 A RMN 1,2 0,25đ RN  1,2 I   I NM  U BA 1,63   0,27 A R1 U 1,63  BD   0,81A R2 0,25đ Do 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 0,5đ 0,5đ I BA  I BD 0,25đ A2 B A R1 A1 R2 D C M N RMN b) Con chạy C vị trí A2 0,3A Gọi điện trở phần MC x, phần CN = - x - Điện trở mạch ngoài: RCN nt ( RMC // R1 // R2 )  Ta có: RN  RCN  Ta lại có: I  R1 R2 RMC 12 x  x  18  R1 R2  R1 RMC  R2 RMC 2x  0,25đ (1) 0,25đ Eb  Eb  I ( R N  rb ) (2) R N  rb 0,25đ Hiệu điện mạch ngoài: U N  Eb  Irb   I 0,25đ Ta có: U NC  I (6  x) 0,25đ U BD  U N  U NC  (3  I )  I (6  x)   I  xI 0,25đ U BD  I  xI (3) 0,25đ I BD   R2 Từ giả thiết: I A2  0,3 A ; nút D I A2  I  I BD  0,3  I  I 18 5(9  x)  I  xI (4) 0,25đ 0,25đ Thay (4) vào (2) ta được:  18  12 x  x  18    1 5(9  x)  2x    x  x   giải pt ta được: x  3 x  1,5 Vậy hai giá trị x Câu a) Xác định ảnh tạo quang hệ (5điểm) L G L AB A1B1 A2B2 A3B3 d1 , d1 0,25đ 0,25đ 0,5đ d , d 3 d , d 2 d1 f 70.20   28cm (ảnh thật) d  f 70  20 - Với A1B1: d1  70cm ; d1  0,25đ d1 28    d1 70 - Với A2B2: d  l  d1  50  28  22cm ; d 2  d  22cm (ảnh ảo) d k    d2 d f 72.20 - Với A3B3: d  l  d 2  50  22  72cm ; d 3    27,7cm d  f 72  20 k1   0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ (ảnh thật) k1   d 3 d3  27,7   72 13 - Độ phóng đại hệ: k  A3 B3    2  k k k1    (1)    AB  13    13 Vậy ảnh A3B3 AB tạo quang hệ ảnh thật, chiều vật 13 0,25đ 0,25đ 0,25đ (G) (L) B B3 A A3 A1 O1 A2 0,5đ O2 B1 B2 b) l A3B3 có độ lớn khơng đổi khơng phụ thuộc vào x - Khi l có giá trị thay đổi, ta có: 0,25đ 20 x x  20 d  l  d1 ; d 2   d  d1  l 20 x 2(lx  10 x  20l ) d  l  d 2  l  d  2l  d 1  2l   x  20 x  20 d1  x ; d 1  0,25đ 0,5đ Ta lại có: k A3 B3 AB  k k k1  f f  f  d3 f  d1 20 20  2(lx  10 x  20l ) 20  x 20  x  20 200  (l  20) x  20l  200 Vậy k = h/s k không phụ thuộc vào x l = 20cm Khi k   0,5đ 0,5đ TRƯỜNG THPT TÂY HIẾU ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Năm học : 2010 - 2011 Môn : Vật Lý Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) ĐỀ :149 Bài 1( 3đ) : Con lắc lị xo gồm vật nặng có khối lượng m = 1kg gắn vào lị xo có độ cứng K = 100N/ Lúc đầu vật đặt giá đỡ B cho lị xo trạng thái khơng co dãn Cho giá đỡ chuyển động hướng xuống với gia tốc không đổi a = 2m/s2 không vận tốc đầu a Tính thời gian vật rời giá đỡ kể từ lúc giá đỡ bắt đầu chuyển động b Biết sau rời giá đỡ vật dao động điều hòa Chọn trục tọa độ hướng thẳng đứng từ xuống, gốc O trùng VTCB, mốc thời gian lúc vật rời giá đỡ Viết k m B  a phương trình dao động vật Lấy g = 10m/s2 Bài (2 đ): Một nguồn âm S phát âm có tần số xác định Năng lượng âm truyền phân phối mặt sóng cầu tâm S bán kính R Bỏ qua phản xạ sóng âm mặt đất vật cản Một quan sát viên cách nguồn đoạn d để nghe âm Cho cường độ âm chuẩn I0 = 10-12W/m2 a Biết B cách nguồn âm S 100m có mức cường độ âm 20dB Tính cơng suất nguồn âm b Xác định vị trí điểm C để quan sát viên bắt đầu không nghe âm phát từ S Bài (2 đ): Cho hệ hai thấu kính L1 L2 đặt đồng trục cách l = 30 cm, có tiêu cự f1 = cm f2 = - cm Một vật sáng AB = cm đặt vng góc với trục chính, cách thấu kính L1 khoảng d1, cho ảnh A’B’ tạo hệ a, Cho d1 = 15 cm Xác định vị trí, tính chất, chiều cao ảnh A’B’ b, Xác định d1 để hốn vị hai thấu kính, vị trí ảnh A’B’ khơng đổi Câu (2 đ): Trên mặt thống chất lỏng có hai nguồn kết hợp A B cách 20cm Phương trình dao động A B uA = uB = cos100  t (cm) Vận tốc truyền sóng 4m/s a Tìm biên độ pha ban đầu sóng tạo trung điểm O AB b Gọi M điểm đường trung trực AB, cách O đoạn x Tìm giá trị x bé để M dao động pha với nguồn A, B  O Câu (2 đ) : Một vật nhỏ khối lượng m trượt không ma sát mặt cong M, l Vật va chạm vào đầu đồng chất khối lượng M, dài l dính vào Thanh có trục quay O nên quay góc  trước tạm dừng lại (hình vẽ) Hãy tính  theo tham số hình vẽ HẾT  h ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Đáp án a P - N - F = m.a vật rời giá đỡ N =  F = P - ma = m( g-a ) = K  l = K.s ( lò xo ban đầu trang thái không giản nên s =  l )  s = m( g-a )/K = 0,08m s = v0.t + at2/2 = at2/2 b  t = 0,283s l0 = g/  = 0,1m = 10 cm  l = 8cm  x = -2cm ( gốc VTCB)  A  6cm Đáp án ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Đáp án a, Ta có : d1 = 6d1 24d1 - 180 60 - 8d1 ; d2 = ; d2 = (1) d1 -6 d1 - 3d1 - 22 - Khi d1 = 15 cm  d’2 = - 2,6 cm < : A’B’ ảnh ảo cách L2 khoảng 2,6 cm - Độ phóng đại: k = f1 f - d2 =