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 TUYÊN QUANG ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN VẬT LÝ Thời gian 180 phút (khơng kể thời gian giao đề) (Đề có 04 câu 01 trang) Câu 1.(5 điểm): Một bê tông nằm ngang cần cẩu nhấc thẳng đứng lên cao với gia tốc a = 0,5 m/s Bốn giây sau rời mặt đất người ngồi bê tơng ném hịn đá với vận tốc v0 = 5,4 m/s theo phương làm với bê tơng 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 bê tơng (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 tơng nối với sợi dây nhẹ khơng 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 p0 = 1atm Biết khối lượng tổng cộng hai pít tơng kg, khí khơng bị lọt (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 = 0,5Ω R1 = 6Ω; R2 = 2Ω ; RMN = 6Ω điện trở Ampekế dây nối không đáng kể a) Tìm số Ampekế chay C M N b) Con chạy C vị trí A2 0,3A A2 B A R1 A1 R2 C M RMN N 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 khơng 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 α = 5,4 cos 300 ≈ 4,7 m / s v y = v0 sin α + v1 = 5,4 sin 300 + = 4,7 m / s tgβ = vx = ⇒ β = 450 vy Vậy ta được: v = vx2 + v 2y ≈ 4,7 2m / s y 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ y v v1 v0 O x O x */ Kể từ nắm - Ta có phương trình chuyển động vật x = v cos β t (1) y = v sin βt − gt (2) - Thời gian đá lên: Ta biết v y = v sin β − g.t v y = ⇒ t1 = - Độ cao đá đạt tới: y1 = v sin β 4,7 2 = = 0,47 s (3) g 10 v sin β (4,7 ) = = 1,10m (4) 2g 2.10 2 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ - 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 tông (coi chất điểm) L = x = v cos β t = 4,7.1,48 ≈ m (7) 0,5đ 0,5đ 0,5đ 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: (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 (2) (3) (4) Từ (1) (2) ⇒ - 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 ⇒ ∆T = p ≈ 0,9 K R ⇒ ∆T = T  F    F0 T P1  TF  0 S2 P2 F 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 R N = RMN , dịng điện khơng qua A1 nên (IA1 = 0) E 0,25đ Từ giả thiết: I = R + r = + ≈ 0,43 A N b Dịng điện mạch qua A2 nên IA2 = I = 0,43A - Khi chạy C vị trí N, mạch ngồi mắc sau ( RMN // R1 // R2 ) 0,25đ E 0,25đ R N = 1,2Ω I = R + r = 1,2 + ≈ 1,36 A N b U = U = U Hiệu điện mạch ngoài: N NM BA = U BD = IR N = 1,36.1,2 ≈ 1,63V U NM 1,63 = = 0,27 A RMN 1,2 U 1,63 I BA = BA = = 0,27 A R1 U BD 1,63 I BD = R = = 0,81A 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 ⇒ I NM = 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 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: R N = RCN + R1 R2 RMC 12 x − x + 18 = R1 R2 + R1 RMC + R2 RMC 2x + (1) 0,25đ 0,25đ E b Ta lại có: I = R + r ⇔ Eb = I ( R N + rb ) (2) 0,25đ N b Hiệu điện 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 0,25đ Từ giả thiết: I A2 = 0,3 A ; nút D I A2 = I − I BD ⇔ 0,3 = I − − I + xI 0,25đ ⇒I= Thay (4) vào (2) ta được: = 18 5(9 − x) (4) 18  12 x − x + 18   + 1 5(9 − x)  2x +  ⇔ x − x + = giải pt ta được: x = 3Ω x = 1,5Ω Vậy hai giá trị x Câu a) Xác định ảnh tạo quang hệ (5điểm) L G L AB A1B1 A2B2 A3B3 d1 , d1′ d , d 2′ d f 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ d , d 3′ 70.20 - Với A1B1: d1 = 70cm ; d1′ = d − f = 70 − 20 = 28cm (ảnh thật) d1′ 28 =− = − d1 70 - Với A2B2: d = l − d1′ = 50 − 28 = 22cm ; d 2′ = d = −22cm (ảnh ảo) d′ k = − = d2 d3 f 72.20 - Với A3B3: d = l − d 2′ = 50 + 22 = 72cm ; d 3′ = d − f = 72 − 20 = 27,7cm k1 = − 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ (ảnh thật) d′ 27,7 k1 = − = − = − d3 72 13 - Độ phóng đại hệ: k =    2 = k k k1 =  − (1) −  = AB  13    13 A3 B3 Vậy ảnh A3B3 AB tạo quang hệ ảnh thật, chiều vật 13 0,25đ 0,25đ 0,25đ (G) (L) B A B3 A3 O1 A1 A2 B1 B2 O2 0,5đ b) l A3B3 có độ lớn khơng đổi khơng phụ thuộc vào x - Khi l có giá trị thay đổi, ta có: 20 x x − 20 d = l − d1′ ; d 2′ = −d = d1′ − l d1 = x ; d1′ = 0,25đ d = l − d 2′ = l + d = 2l − d1′ = 2l − Ta lại có: k= A3 B3 AB = k k k1 = = f f = f − d3 f − d1 20 x 2(lx − 10 x − 20l ) = x − 20 x − 20 Vậy k = h/s k không phụ thuộc vào x l = 20cm 0,5đ 20 20 = 2(lx − 10 x − 20l ) 20 − x 20 − x − 20 200 (l − 20) x − 20l + 200 Khi k = − 0,25đ 0,5đ 0,5đ ...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... 13 A3 B3 Vậy ảnh A3B3 AB tạo quang hệ ảnh thật, chiều vật 13 0,25đ 0,25đ 0,25đ (G) (L) B A B3 A3 O1 A1 A2 B1 B2 O2 0,5đ b) l A3B3 có độ lớn không đổi không phụ thuộc vào x - Khi l có giá trị... = = (3) R2 0,25đ Từ giả thi? ??t: I A2 = 0,3 A ; nút D I A2 = I − I BD ⇔ 0,3 = I − − I + xI 0,25đ ⇒I= Thay (4) vào (2) ta được: = 18 5(9 − x) (4) 18  12 x − x + 18   + 1 5(9