đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường môn vật lý trường thpt buôn ma thuột

SỞ GÍAO DỤC - ĐÀO TẠO ĐĂKLĂK KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
TRƯỜNG THPT BUÔN MA THUỘT NĂM HỌC 2012-2013
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
ĐỀ CHÍNH THỨC
CÂU 1: (4 điểm)
Một vật khối lượng m có thể trượt trên mặt nêm M có góc nghiêng

= 30
0
, độ cao h = 30 cm như hình vẽ bên. Hệ số ma sát giữa vật m
và mặt nêm M là

= 0,4. Lấy g = 10 m/s
2
.
a, Giữ nêm M đứng yên trên mặt phẳng ngang, cho vật m bắt đầu
trượt từ đỉnh nêm. Tính vận tốc của vật m khi tới chân nêm.
b, Cho nêm M chuyển động theo phương ngang với gia tốc
0
a
. Định
0
a
để vật m đi lên.
CÂU 2: (4 điểm)
Một lò xo nhẹ có độ cứng k
0
= 810 N/m, đầu trên cố định, đầu dưới mắc với vật m = 100 g. Kéo vật
theo phương thẳng đứng xuống dưới một đoạn 4cm và thả nhẹ cho vật dao động điều hoà. Chọn trục
tọa độ thẳng đứng hướng xuống, gốc toạ độ ở vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian lúc vật ở vị trí cao

nhất. Lấy g = 10 m/s
2
.
a, Viết phương trình dao động của vật m. Xác định quãng đường mà vật m đi
được từ thời điểm t
1
=
s
180

đến thời điểm t
2
=
s
270
31

.
b, Tháo vật m ra khỏi lò xo và gắn vật vào đầu A của thanh CA có khối lượng
không đáng kể, dài 60 cm. Thanh được giữ nằm ngang và thanh có thể quay
quanh trục nằm ngang qua C ( biết CB = 20cm). Điểm B của thanh được gắn
vào đầu dưới của lò xo nói trên như hình vẽ bên. Kéo vật ra khỏi vị trí cân
bằng một đoạn a = 1cm theo phương thẳng đứng rồi buông không vận tốc đầu.
Chứng minh rằng vật m dao động điều hoà, tính chu kì dao động.
CÂU 3: (4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ bên. R
1
= R
2
= R

3
= 40

; R
4
= 30

. Suất
điện động và điện trở trong của nguồn là E và r = 10

. Điện dung của
tụ điện là C = 5 µF. Điện trở của ampe kế và các dây nối không đáng
kể, điện trở của vôn kế vô cùng lớn. Ampe kế chỉ 0,5A.
a, Tính E, xác định số chỉ của vôn kế, tính điện tích của tụ điện.
b, Đổi chỗ ampe kế và nguồn điện cho nhau, lúc đó số chỉ của ampe kế
và vôn kế là bao nhiêu? Tính điện tích của tụ điện lúc đó.
CÂU 4: (2 điểm)
Một hạt bụi nằm cố định tại điểm O và thừa 1000 êlectrôn. Từ rất xa O có một êlectrôn chuyển động
về phía hạt bụi với vận tốc ban đầu v
0
= 10
5
m/s. Xác định khoảng cách nhỏ nhất giữa êlectrôn và hạt
bụi khi êlectrôn đó tiến đến gần hạt bụi. Bỏ qua tác dụng của trọng trường.
CÂU 5: (4 điểm)
Cho hệ hai thấu kính L
1
(tiêu cự f
1
= - 20 cm) và L

2
(tiêu cự f
2
= 30 cm) đặt đồng trục và cách nhau
một khoảng l. Vật sáng AB đặt trước thấu kính L
1
và cách L
1
một khoảng d
1
= 20 cm.
a, Cho l = 60 cm. Xác định ảnh cuối cùng qua hệ thấu kính. Vẽ ảnh.
b, Xác định khoảng cách l để hệ cho ảnh ảo cao gấp rưỡi vật.
CÂU 6: (2 điểm)
Trong một ống hình trụ thẳng đứng gồm hai đoạn có tiết diện khác nhau, có hai píttông
A và B (với khối lượng tổng cộng bằng m = 5 kg) nối với nhau bằng một sợi dây không
dãn khối lượng dây không đáng kể. Biểu diễn như hình vẽ bên. Phần ống giữa hai
píttông có chứa một mol khí lí tưởng. Tiết diện píttông A lớn hơn tiết diện píttông B
là ΔS = 10 cm
2
. Áp suất khí quyển bên ngoài là 1atm = 1,013.10
5
N/m
2
. Hỏi phải nung
nóng khí lên bao nhiêu độ để píttông A dịch chuyển lên trên một đoạn l = 5 cm. Lấy g = 10 m/s
2
.
Hết

M
m

h
K
mA
B
C
A
V
E,r
C
R
1
R
2
R
3
R
4
A
B
M
N
A
B
SỞ GD - ĐT ĐĂKLĂK
TRƯỜNG THPT BUÔN MA THUỘT

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ - LỚP 12 NĂM HỌC 2012 – 2013 .

(Thời gian 180 phút , không kể thời gian giao đề )

CÂU
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
1
(4điểm)

a
+ Vẽ hình và chọn HQC
+ P
1
= Psin

; Q = P
2
= Pcos


+ a =g(sin

-

cos

) = 1,5m/s
2
+ v
2

=
2as = 2ah/cos

v

1m/s

0,50
0,50
1,00
0,50
b
+ Vẽ hình và chọn HQC
+Để m chuyển động lên trên thì gia tốc
0
a
phải có hướng như hình vẽ.







sincos
cossin
0
0
mamgN
Nmamgma

   

cossinsincos
0
 gaa

0a
suy ra :


sincos
)cos(sin
0



g
a

12,7 m/s
2

0,25


0,25

0,50

0,50

2
(4điểm)



a
90
0

m
K

(rad/s)
A = 4 (cm) ;


(rad) ; suy ra pt x = 4cos(90t +

) (cm)

+ Qng đường vật đi được trong từ t = 0 đến t
1
=
s
180

là s
1
= 4 (cm)
+ Qng đường vật đi được trong từ t = 0 đến
t
2
=
s
270
31

=
)
27045
5
(


s là s
2
= 82 (cm) ; Chu kì T =
s
45


Suy ra qng đường vật đi được trong từ t
1
đến t
2
là s = s
2
- s
1
= 78(cm)



1,00

0,50

0,50

0,50
b
Khi vật có li độ x thì điểm B có độ lệch x
1
so với vị trí cân bằng :
33
1
1
1
X
X

CA
CB
X
X


X
1
là độ biến dạng của lò xo, lực đàn hồi của lò xo có thể coi như hợp lực
của hai lực song song, thành phần lực F
h
tác dụng lên quả cầu có độ lớn :
F
h
=
933
1
KX
KX
F
đh


Suy ra hợp lực tác dụng lên quả cầu khi nó có li độ X là : F
h
= -
9
KX

Định luật II Niutơn, ta có :

X
m
k
m
F
Xa
h
9
''

đặt
m
K
9



Suy ra :
0
2''
 XX


m dao động điều hòa.

0,50



0,25

0,50
M
m

P
O
X
Y
0
a
N
q
F
ms
F
+ Chu kì dao động là :

K
m
T



6
2


=
15


0,21(s)

C
B
A
x
x
1
m



0,25
3
(4điểm)


a
+ Hình vẽ

R
1
R2
R
3

R
4
E,r
A B
N
M
I
I
4
I
1
I
2
I
3

+ Vì am pe kế có điện trở không đáng kể nên U
AN
= 0

chập A

N.
+ Xét điểm A ta có I = I
1
+I
a
+ Xét điểm N : I
a
= I

4
+I
2
Ta có R
1
= R
2 ;
suy ra I
1
= I
2

I = 2I
a
- I
4
+ Điện trở R
1234
= 20


+ Định luật Ôm cho mạch kín : I =
rR
E

1234
=
30
E

+ Ta có U
AB
= E –rI = R
4
I
4

I
4
=
4
R
rIE 

Suy ra E =18 (V); Vôn kế chỉ U
AB
= 12V; Q = CU
AB
= 60 (

c)
0,50

0,50

0,50

0,50


1,00
b
Khi đổi chỗ ampe kế và nguồn cho nhau thì thực chất chỉ hoán vị R
2
và R
3

nhưng R
2
= R
3
vì vậy sơ đồ mạch điện tương tự như cũ.
+ Số chỉ của ampe kế và vôn kế không thay đổi.
+ Điện tích trên tụ bằng không.
0,25

0,50
0,25
4
(2điểm)

Điện tích của hạt bụi là Q = 1000e = - 1,6.10
-16
C. Khoảng cách nhỏ nhất
OM từ êlectron tới hạt bụi tương ứng với vị trí M mà ở đó vận tốc của
êlectron bằng 0.
Năng lượng của êlectron khi nó ở rất xa hạt bụi là:
2
2
0
mv
E 


Năng lượng của êlectron tại M là:
r
eQ
kE
M
 0
với
OMr 

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:
2
0
2
mv
keQ

rEE
M



Thay số tính được r ≈ 5,1.10
-5
m.


0,50


0,50

0,50

0,50

5
(4điểm)

a
Hình vẽ đúng.
d
1
= 20 cm ; f
1
= - 20 cm; d
1

’
= - 10 cm; l = 60 cm; d
2
= 70 cm; f
2
= 30 cm;
d
'
2
= 52,5 cm.
1,00

1,00
A
V
E,r
C
R
1
R
2
R
3
R
4
A
B
M
N

b
Độ phóng đại qua hệ:
ld
d
d
d
k


20
15
.
2
'
2
1
'
1
giải phương trình k = ± 1,5 ta
chọn được l = 10 cm thì hệ cho ảnh ảo cao gấp 1,5 vật, cùng chiều với vật.

1,00

1,00

6
(2điểm)

Kí hiệu p và T là áp suất và nhiệt độ ban đầu của khí.
Khi hai píttông nằm cân bằng ta có: (p – p
0
).ΔS = mg
Suy ra
)(5,1
0
atm
S
mg
pp 


(1)
Kí hiệu ΔT là độ tăng nhiệt độ của khí; ΔV là độ tăng thể tích của khí khi
píttông dịch chuyển lên trên ( ΔV = ΔS.l ), áp dụng phương trình trạng thái
cho trạng thái đầu và trạng thái sau khi nung nóng khí: pV = RT và
p(V + ΔV) = R(T + ΔT) với p được xác định bởi (1) để các píttông cân bằng
Suy ra
)(9,0
.
. K
R
lS
p
R
V
pT 








0,50
0,50



0,50

0,50


LƯU Ý:
- Các cách giải khác cho điểm tương ứng .
- Nên chú ý tới các bài có cách giải đặt biệt, các bài sử dụng tốt lượng giác, véctơ.