đề thi và đáp án chọn học sinh giỏi các tỉnh môn vật lý (7)

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 VÒNG 1
LONG AN MÔN: VẬT LÝ - BẢNG A
ĐỀ CHÍNH THỨC NGÀY THI: 23-10-2012
THỜI GIAN: 180 phút ( không kể phát đề )
Câu 1: (3 điểm)
Trên mặt bàn có một vật B khối lượng m
2
= 1kg được nối với vật A khối lượng m
1
= 500g bằng
một sợi dây không dãn vắt qua một cái ròng rọc có
khối lượng không đáng kể. Hệ số ma sát giữa vật B và
mặt bàn là . Bỏ qua ma sát ở ròng rọc. Lấy g=10m/s
2
.
a. Buông cho hệ chuyển động. Tìm gia tốc của vật
A, B và lực căng dây?
b. Cho bàn chuyển động thẳng đứng hướng xuống với gia tốc a
0
. Xác định a
0
để:
- Vật A chuyển động với gia tốc bằng 1/2 gia tốc lúc bàn đứng yên.
- Để vật B không trượt.
Câu 2: (3 điểm)
Cho ba bình thông nhau có thể tích lần
lượt là V
1
, V
2
= 2V

1
, V
3
= 3V
1
. Ban đầu
chứa một lượng khí ở nhiệt độ T
1
= 100K và
p
0
= 0,5atm. Sau đó giữ nguyên nhiệt độ
bình một, nung bình hai lên đến 400K và
bình ba lên đến 600K (giữa các bình có vách cách nhiệt). Tìm áp suất trong bình
sau khi nung?
Câu 3: (3 điểm)
Cho ba điện tích điểm giống nhau q = 6.10
-8
C đặt trong không khí tại ba đỉnh
của một tam giác đều. Xác định vị trí, dấu và độ lớn của điện tích q
0
để cho toàn bộ
hệ cân bằng?
Câu 4: (3 điểm)
Cho đoạn mạch với R
1
= R
2
= R
3

=
R
4
= R
5
= 3, R
6
là một biến trở, nguồn điện có suất điện động
, tụ có C= 10, vôn kế có điện trở rất lớn.
a. Cho R
6
= 1 thì vôn kế chỉ 3,6V. Tính r và điện
tích
của tụ?
b. Xác định R
6
để công suất trên R
6
cực đại, tính công
suất đó?
Trang
0,2
µ
=
Ω
5,4V
ξ
=
F
µ

Ω
1
V
1

V
2
V
3
A
B
V
R
1
R
3
,r
ξ
C
R
2
R
4
R
5
R
6
Câu 5: (3 điểm)
Dùng ròng rọc có 2 vành bán kính R
2

= 2R
1
để kéo một
vật nặng khối lượng m = 50kg từ mặt đất lên cao 10m
nhanh dần đều trong 2s bỏ qua mọi ma sát. Coi ròng rọc là
một đĩa tròn có khối lượng M = 2kg. Lấy g =10m/s
2
. Hãy
xác định độ lớn lực F?
Câu 6: (3 điểm)
Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh A
1
B
1
cùng chiều nhỏ hơn vật. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính một đoạn 30cm thì ảnh
tịnh tiến 1cm. Biết rằng ảnh trong trường hợp đầu bằng 1,2 lần ảnh sau khi dịch
chuyển.
a. Đây là thấu kính gì? Tính tiêu cự của thấu kính?
b. Nếu đặt thêm một thấu kính thứ hai có f
2
= 60cm sát với thấu kính trên và
đồng trục thì thấy ảnh cách hệ thấu kính 30cm. Xác định vị trí vật?
Câu 7: (2 điểm)
Nêu cách đo hệ số ma sát trượt giữa vật A và mặt
phẳng nghiêng mà chỉ dùng lực kế. Biết rằng mặt
phẳng nghiêng không làm vật tự trượt.
…………. Hết ……………
Họ và tên thí sinh: Số báo danh
Giám thị 1: Giám thị 2
Trang

2
m
F
r
R
1
R
2
A
?
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12VÒNG 1
LONG AN MÔN: VẬT LÝ - BẢNG A
ĐỀ CHÍNH THỨC
HƯỚNG DẪN CHẤM
CÂU NỘI DUNG THANG
ĐIỂM
GHI CHÚ
1
Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Chiếu lên chiều dương ta được:
a) Vật A:
Vật B:

Gia tốc:
b) Vật A:
(1)
Vật B:
(2)
Từ (1)(2) suy ra:
b1)

Mà
b2) Để vật B
không trượt a = 0.
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
- Vẽ hình đúng, đủ
vecto cho điểm, thiếu
một không cho điểm.
Ra đáp số a,T mới cho
điểm.
2 Gọi m và V là khối lượng và thể tích khí trong bình.
Trang
1 1
m g T m a− =
2
T N m a
µ
− =
( )
2
1 2 1 2
2
1 2

1 2
1
2 /
( ) 4
N m g
m g m g m m a
m g m g
a m s
m m
T m g a N
µ
µ
=
⇒ − = +
−
⇒ = =
+
⇒ = − =
2
1 2
2 /a a a m s= = =
1 1 0
( )m g T m a a− = +
2
2 0
2 0 2
( )
( )
ms
T F m a

N m g a
T m g a m a
µ
− =
= −
⇒ − − =
1 2 0 1 0 2
1 2
0
1 2
( ) ( )m g m g a m a a m a
m m
a g a
m m
µ
µ
− − = + +
+
⇒ = −
−
2
1
2
0
1 /
2
5 /
a
a m s
a m s

= =
⇒ =
2
0
10 /a g m s⇒ = =
3
A
B
N
r
T
r
2
P
r
ms
F
r
1
P
r
T
r
Lúc đầu:
Lúc sau:(1)
Với m
1
, m
2
, m

3,
V
1
, V
2
, V
3
là
khối lượng, thể tích khí trong mỗi bình sau khi nung.
Theo (1):
0,25đ
0,75đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Mỗi ý 0,25đ
3
Nhận thấy:
Do ba điện tích
bằng nhau và
khoảng cách giữa
các điện tích là giống nhau nên ta có:
với a là cạnh tam giác.
Suy ra hợp lực F tác dụng lên q
1
nằm trên đường
phân giác.

Để cho q
1
cân bằng
thì lực do
q
0
tác dụng lên q
1
phải cùng phương, cùng độ lớn và
ngược chiều với .
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
Xét lực tác dụng lên
một điện tích bất kì
thiếu một vecto (trừ
F
0
) lực không cho
điểm.
Thiếu điện tích vẫn
cho trọn.
Trang
1
0 1 0
mRTm
PV RT P
V
µ µ

= ⇒ =
3 3
1 1 2 2
1 1 1
(2 ) (3 )
m RT
m RT m RT
P
V V V
µ µ µ
= = =
1 2 3
1 2 3 1
6
m m m m
V V V V V
= + +
= + + =
1 1
3
2
0 1 2 3
1 1
6 6
6
1
m mP
m
m
P m m m m

m m
= = =
+ +
+ +
2 1
1 2
3
1
1 3
0
1
2
2
1
3
2
3 3.0,5 1,5
m T
m T
m
T
m T
P
P atm
P
= =
= =
⇒ = ⇒ = =
2
21 31

2
q
F F k
a
= =
2 2 2
21 31 21 31
2
21
2
2 os60
F=F 3 3
F F F F F c
q
k
a
= + +
⇒ =
F
r
4
+
+
+
q
1
q
2
q
3

31
F
r
21
F
r
F
r
0
F
r
Do đó q
0
phải nằm trên đường phân giác.
Tương tự áp dụng khi q
2,
q
3
cân bằng ta cũng có q
0

nằm trên đường phân giác của góc. Suy ra q
0
phải
nằm tại điểm giao nhau của các đường phân giác
(trọng tâm của tam giác).
Mặc khác:
(1)
Với
Từ (1) suy ra:

Do lực F
0
hướng về phía
điện tích q
0
nên đây là điện tích âm.
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Lập luận ra được tại
trọng tâm mới cho
điểm
4
Mạch mắc:
a)
Mà:
b) : =>
I
13
(R
1
+ R
3
) =
I
6
(R

6
+ R
245
)
 6I
13
= I
6
(R
6
+ 2)
Vậy (1)
=>P
6
lớn nhất thì:

Từ (1)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Trang
2
0

0
2 2
3
q q
q
F F k k
r a
= ⇒ =
2
2
2 3
3 4 3
a
r a a= − =
8
0
3
2 3.10
3
q q C
−
= =
8
0
2 3.10q C
−
= −
[ ]
1 3 2 4 5 6
( ) // (( )// )R ntR R ntR R ntR

13 1 3
24 2 4
24 5
245
24 5
2456 245 6
13 2456
13 2456
6
6
.
3.6
2
3 6
3
.
3.6
2
3 6
N
R R R
R R R
R R
R
R R
R R R
R R
R
R R
= + = Ω

= + = Ω
= = = Ω
+ +
= + = Ω
= = = Ω
+ +
N
3,6
I.R 1,8( )
2
. 1
N
N
N
N
N
U
U I A
R
U
U I r r
I
ξ
ξ
= ⇒ = = =
−
= − ⇒ = = Ω
13 2456
2456
2456

2456
3,6
1,2
N
U U U V
U
I A
R
= = =
⇒ = =
245 2456
245 245 245
6 6
1,2
. 2,4
. 2,4.10.10 24.10
C
C
I I A
U U I R V
Q CU C
− −
= =
⇒ = = =
⇒ = = =
+
=
+
6
N

6
6(R 2)
R
R 8
+
= =
+ +
6
N 6
5,4(R 8)
I
R r 7R 20
E
( )
+
= ⇒ =
+
+
= − = =
+ + +
6
6 13
13 6
6
6
6 13
6 6 6
R 2
I I
I I

6 R 2 6
5,4(R 8)
6I
I I I
R 8 (7R 20)(R 8)
→ =
+
6
6
32,4
I
7R 20
= = =
+
+
2
2
2
6
6 6 6
2
2
6
6
6
(32,4) R
(32,4)
P R I
20
(7R 20)

(7 R )
R
⇒ =
⇒ = Ω
6
6
6
20
7 R
R
20
R
7
⇒ =
6(max)
P 1,8 75W
5
0,25đ
0,25đ
5
Xét vật.
Xét ròng rọc:
Ta có:
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ

0,5đ
Đến kết quả T mới cho
điểm.
6 Do ảnh cùng chiều và nhỏ hơn vật nên đây là thấu
kính phân kì.
Muốn A
1
B
1
= 1,2 A
2
B
2
ta phải dịch chuyển vật ra xa.
0,25đ
0,25đ
Có lập luận đúng
Trang
2 2
2 2
1 2 2.10
5 /
2 2
( ) 50.15 750
S
S at a m s
t
T mg ma T m g a N
= ⇒ = = =
− = ⇒ = + = =

1
a
R
γ
=
2 1
2
1 1 2
1
2
1 1 1
1
. . .
1
.2 . .
2
1
.2 . .4 .
2
2 .
2
385
F R T R I
a
F R T R MR
R
a
F R T R M R
R
M a T

F
N
γ
− =
⇒ − =
⇒ − =
+
⇒ =
=
1 1 1
1 2
2 2 2
1, 2 1, 2 1,2
A B k
k k
A B k
= ⇒ = ⇒ =
6
m
F
r
R
1
R
2
P
r
T
r
Với

Chưa dịch chuyển:
(1)
Dịch chuyển:
(2)
Thế (1) vào (2):
Suy ra f
1
= -30cm.
b) Ghép sát.

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,75đ
0,25đ
0,25đ
Mỗi ý 0,25đ
Không suy ra f âm trừ
0,25đ.
7 Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Chiếu lên
chiều dương.
- Kéo vật lên thẳng đều:
(1)
- Kéo vật
xuống thẳng đều:
(2)
Từ (1)(2) suy
ra:

- Dùng
lực kế
kéo vật trượt lên đều xác định F
l
.
- Kéo vật trượt xuống đều xác định F
x
.
- Móc vật xác định P
0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Phần hình vẽ của học
sinh có hay không vẫn
tính điểm.
Mỗi ý 0,25đ
Thiếu một trong ba đại
lượng không cho điểm.
Trang
( )
' '. .
; ; '
'
1
. 1 ; ' . 1
d d f d f
k d d

d d f d f
d f d f k
k
= − = =
− −
 
⇒ = − = −
 ÷
 
( ) ( )
1 2
1 2
1 1
1 1
1,2
' 1 1 1, 2
d f f
k k
d f k f k
   
= − = −
 ÷  ÷
   
= − = −
( )
2
2
1
30 1 ; ' 1 1d f d f k
k

 
+ = − − = −
 ÷
 
2
2
2
0,2 36
0,2 . 1
900
30
f k
f k
f
f cm
− =


= −

⇒ =
⇒ =
1 2
1 2
.
60
'. ( 30).( 60)
60
' 30 60
f f

f cm
f f
d f
d cm
d f
= = −
+
− −
= = =
− − +
cos sin
l
F P P
µ α α
= +
cos sin
x
F P P
µ α α
= −
( )
l
2 2
2
2
l
2 2 2
F
sin os =
2 2

sin os 1
(F )
1
4 4
l x x
l x
x
F F F
c
P P
c
F F
F
P P
α α
µ
α α
µ
− +
=
+ =
−
+
⇒ + =
( )
2
2
4
l x
l x

F F
P F F
µ
+
⇒ =
− −
7
Từ đó suy ra
Chú ý:
- Trong mỗi bài thiếu đơn vị trừ 0,25đ cho toàn câu đó.
- Các cách giải khác đúng vẫn tính trọn điểm.
- Học sinh viết công thức mà không thế số hoặc ngược lại mà kết quả đúng vẫn tính trọn
điểm.
Trang
µ
8