Đề thi MTBT Vật lí tỉnh Tuyên quang 2011-2012

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TUYÊN QUANG

ĐỀ CHÍNH THỨC

KÌ THI GIẢI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH CẦM TAY CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2011 - 2012
MÔN VẬT LÍ LỚP 12
Thời gian: 150 phút – Không kể thời gian giao đề

Chú ý:
- Đề thi này gồm 7 trang, 10 bài, mỗi bài 5 điểm
- Thí sinh làm bài trực tiếp vào bản đề thi này.
- Học sinh trình bày vắn tắt cách giải, công thức áp dụng, kết quả tính toán vào ô trống liền kề bài toán.
Các kết quả tính gần đúng, nếu không có chỉ định cụ thể, được ngầm định chính xác tới 4 chữ số phần
thập phân sau dấu phẩy.


Điểm toàn bài thi

Các giám khảo
(Họ tên và chữ kí)
Số phách
(Do Chủ tịch Hội
đồng thi ghi)
Giám khảo 1: Bằng số Bằng chữ
Giám khảo 2:



Bài 1. (5 điểm):

Một người ném một hòn đá từ độ cao 8m lên trên theo phương thẳng đứng với
vận tốc ban đầu là 6m/s. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s
2
.
a) Sau bao lâu hòn đá chạm đất.
b) Vận t
ốc của hòn đá bằng bao nhiêu khi nó rơi đến đúng vị trí ném.
Đơn vị thời gian đo bằng(s); vận tốc đo bằng (m/s).
Cách giải Kết quả

1
Bài 2. (5 điểm): Từ độ cao h = 50m, một vật được ném xiên lên hợp với phương ngang
một góc =45
0
, với vận tốc ban đầu có độ lớn v
0
= 20m/s, lấy g = 10 m/s
2
. Hãy tính
khoảng cách từ vị trí của vật tại các thời điểm: t
1
=0,1234s; t
2
=1,9385s; t
3
=3,675s;
t
4
=5,125s đến điểm ném vật.
Đơn vị tính khoảng cách: (
m)
Cách giải Kết quả

Bài 3. (5 điểm): Cho cơ hệ như hình vẽ. Nêm M có thể trượt không ma sát trên mặt
phẳng ngang. Khối lượng của nêm M = 2kg và vật m =
500g. Sợi dây mảnh, không dãn. Bỏ qua khối lượng
của các ròng rọc và ma sát ở mặt tiếp xúc giữa vật m
với nêm. Biết α = 30
0
. Tính gia tốc của nêm M. (lấy g =
10 m/s
2
)
2

Đơn vị tính: Gia tốc (m/s
).

2
Cách giải Kết quả














M
) 
m

Bài 4. (5 điểm): Một đồng hồ quả lắc chạy đúng tại mặt đất ở nhiệt độ 25
0
C. Hệ số nở
dài thanh treo con lắc là
5
2.10 K

1


 . Đưa đồng hồ lên độ cao 640m so với mặt đất thì
thấy đồng hồ vẫn chạy đúng. Coi con lắc đồng hồ như một con lắc đơn, Trái Đất hình
cầu có bán kính R=6400km. Tính nhiệt độ ở độ cao nói trên.

3
Đơn vị đo nhiệt độ bằng (
0
C).
Cách giải
Kết quả

Bài 5. (5 điểm): Một lượng khí lý tưởng gồm
4
3
mol, biến đổi
P
theo quá trình từ trạng thái 1(P
0
; V
0
) sang trạng thái
(1)

2(
0
0
P
; 2,5V
2
0
P

)trên hệ tọa độ (P,V) như hình vẽ.
Cho P
0
= 2.10
5
Pa;V
0
= 8ℓ, R = 8,31 J/mol.K.
Hãy tính nhiệt độ cực đại trong quá trình biến đổi trên.
Đơn vị tính nhiệt độ là (
K)

O
V
0
2,5V
0
V
(2)
0
2

P

Cách giải Kết quả
























Bài 6.(5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ (bỏ qua điện trở của
các dây nối), cho các thông số: E=12V, r=2, R
1

=4, R
2
=2.
Tì
m R
để:
3
a) Công suất mạch ngoài lớn nhất. Tính giá trị cực đại này.
b) Công suất tiêu thụ trên R
bằng 4,5W.
3
Đơn vị tính: Công suất (W); Điện trở (

)

Cách giải Kết quả

B
A
R
1
R
3
R
2
E
,

r

4








Bài 7.(5 điểm): Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ, bỏ

5
qua điện trở của các nguồn điện và các dây nối. Hãy xác
định cường độ dòng điện qua các điện trở. Bi
ết E
1
=12V;
E
2
=6V; E
3
=9V; R
1
=15Ω; R
2
=33Ω; R
3
=47Ω.
Đơn vị tính: Cường độ dòng điện (A).


Cách giải Kết quả
R
1
R
2

R
3

E

3

E
2
E
1

B
A

Bài 8.(5 điểm): Một vật có khối lượng m=525g gắn chặt vào
đầu một lò xo nhẹ có độ cứng k=150N/m, đặt trên một mặt
ngang. Đầu còn lại của lò xo được giữ cố định, hệ số ma sát
giữa vật và mặt ngang là

=0,2. Từ vị trí O của vật mà lò xo
có chiều dài tự nhiên, người ta kéo vật một đoạn A dọc theo trụ
để vật m trượt thẳng trên mặt ngang. Khi vật m còn cách vị trí O một đoạn x=3,4cm thì
nó có tốc độ v=2m/s. Tính giá trị của A (
lấy g = 10 m/s
k
m

c
của lò xo rồi buông nhẹ
2
)
Đơn vị của A tính bằng (cm).
Cách giải Kết quả

Bài 9.(5 điểm): Hai bản tụ điện phẳng đặt nằm ngang cách nhau một khoảng d = 1cm,
chiều dài mỗi bản tụ l = 5cm, hiệu điện thế giữa hai bản tụ U = 90V. Một eléctrôn bay
theo phương ngang với vận tốc đầu v
0
= 2.10
7
m/s vào trong khoảng giữa hai bản tụ điện.
Bỏ qua tác dụng của trọng lực lên eléctrôn. Tính độ

6
lệch h củ
a eléctrôn so với phương ban đầu và vận
tốc của eléctrôn ngay khi ra khỏi hai bản tụ điện.
(cho e=1,6.10

-19
C; m
e
=9,1.10
-31
kg)
Đơn vị tính: h (mm); v (m/s).



Cách giải
Kết quả

- - - - - -
v
0

h



+ + + + + +













Câu 10.(5 điểm): Một đoạn mạch điện gồm một biến
trở R, một tụ điện có điện dung
4
10
C
2




r, L
C

A
R
N
B
(
F)
, một cuộn
dây có điện trở thuần và có độ tự cảm
r50()
1
L(H

)
mắc nối tiếp nhau như hình vẽ. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay
chiều


AB
u 100 2cos )100 t (V . Tìm giá trị R để công suất tiêu thụ trên R cực đại. Tính
giá trị cực đại này.
Đơn vị tính: Điện trở (

); Công suất (W).

Cách giải Kết quả

Hết


7
HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI MÁY TÍNH CẦM TAY
NĂM HỌC 2011 - 2012

Bài 1
Ta có phương trình chuyển động của vật :
2
00
1
2
yy vt gt 

8
y = 8 + 6t – 5t (1)
2
Công thức tính vận tốc:

0
vv gt= 6 – 10t (2)
a) Thời gian chuyển động của vật
Khi vật chạm đất: y = 0
Thay y = 0 vào (1) ta được: t = 2 s (thời gian vật rơi cho đến khi chạm đất) 2,5đ
b)
Vận tốc của hòn đá bằng bao nhiêu khi nó rơi đúng nơi xuất phát?
Khi vật rơi đến vị trí ném
ta có y = 8m
6
'
5
t
Thay vào (1) ta được
s
Vậy vận tốc của vật khi đó là:
6

'610. 6/
5
v ms 2,5đ
Bài 2

+ Lập được các phương trình:
x = v
0
cos.t; y = h + v sin.t - 0,5g.t
2

0
+ Khoảng cách từ vị trí của vật ở thời điểm
t đến điểm nắm là:
22 2 2
00
(os.)( sin.0,5)dxy vct hv t gt

  
2

+ Giải phương trình y = 0 ta được thời gian chuyển động của vật là:
t = 4,8783 s < t
4

22
4
85,2029dhx
Khi đó x = 68,9895m. Nên
m………… …………2,5đ

+ Thay số, bấm
máy với t
, t , t có kết quả:
1 2 3
d
1
=2,4147m; d
2
=28,7394m; d
3
=54,2503m; 2,5đ

Bài 3: Phương trình động lực học viết cho M và m lần lượt là:
Vật M: (1)
'TNT Ma




Vật m
:
TPf ma

(2)
Từ (1) ta đư
ợc: - T.cosα + N.sinα + T = M.a 1đ
Từ (2) ta được: - T + mg.sinα + ma.cosα = m.a 1đ
N + ma.sinα – mg.cosα = 0. 1đ
Suy ra: a =
)cos1(m2M

sinmg


. Thay số a = 1,1715 m/s
2
…………………………….2đ
Bài 4:
/
0
(1 )
2
h
t
T
g





0
0
2T
g



2
00
() (12

h
)
R
h
gg g
R
hR


; 2đ
1
11
2
h
t
R


2h
t
R


/
2h
tt
R


T=T

/
=> => => 2đ

Kết quả: t
/
=15,0000
0
C 1đ
Bài 5
Từ biểu thức T = f(V)
Đường biểu diễn 1-2 là 1 đường thẳng nên phương trình có dạng : P = aV + b (1)
xác định a,b
ở trạng thái 1 :
P
0
= aV
0
+ b (2)
ở trạng thái 2 :
baV5,2
2
P
0
0
 (3)
Từ (2) và (3)
0
0
P
a - , b

3V 3
 
0
4P
(4)
0
0
0
P
4
P- .V P
3V 3
Thay (4) vào (1)

(5)……………………………………….2đ
Áp dụng phương trình trạng thái cho

4
3
33
PV RT P =
44

RT
V
mol khí

(6)
2
0

0
P
4V
T
9R V

4V

 


0
0
0
P
3RT 4
VP
4V 3V 3
 

(*)………………….1đ

Từ (5) và (6
)
Tính T
.
max
Đạo hàm
của (*) theo V

0
0
P
4-2V
T4

9R
V






0
0
-2V
T …………………………… … 1đ

0 4 0 V 2V
V

   

53
2
00
max
PV
16 16 2.10 .8.10

T 3,4229.10
9R 9 8,31
K

 1đ  

B
R
1
R
3
R
2
E, r
Bài 6
1. Gọi R là công suất tương đương mạch ngoài. Khi đó:
2
2
2
2
EE
PRI R R
Rr (Rr)

 




A

Theo Bất đẳng thức Cosi :
2
max
E
P
4r

khi R=r=2;  R =2; P =18W 2đ
3 max
2. Trường hợp P
= 4,5W; R = 2+R
3 23 3

123 3
AB
123 3
RR 4(2 R)
R
RR 6R



;
3
AB 3
6(6 R )
E
I
Rr103R




;
3
AB AB
3
24(2 R )
UI.R
10 3R




2
3
333
2
3
576R
PIR
(10 3R )


AB
23
23 3
U
24
I
R103R



;  =4,5;  9

9
2
33
R 68R 100 0


Giải phương trình có nghiệm
: R
=2 hoặc R =50/9=5,5555 3đ
3 3

Bài 7
E
1
E
2
E
3
A

R
1
R
2
R
3

hệ phương trình


…………………………………………… 2đ
12
13
123
15 33 6
15 47 3
0
II
II
II I







K
ết quả: I
1
= 0,1385 A;
B

I
2
= 0,1189 A; 3đ
I

3
= 0,0196 A;

Bài 8: Chọn mốc thế năng tại 0
2
2
1
kA=
Cơ năng ban đầu : W
1
2
P
0

2,5V
0

Cơ năng ở vị trí x=3,4cm : W
2
=
22
1
2
2
mv
kx
 …………………………………………………1đ
Công lực ma sát : A
ms
= )( xAmg 


………………………………………………………… 1đ
Ta có : W
1
– W
2
=A
ms
…………………………………………………………… … …… 1đ

2
22
11
(
22 2
mv
kA kx mg A x

 )

75
2
1,05 1,101 0AA

 (*)
Giải phương trình: A=12,8363cm
…………………………………………………… …. …1đ

Bài 9:
Thời gian electron bay qua 2 bản tụ: t = l/v

0

Cường độ điện trường: E = U/d
Lực tác dụn
g lên electron: F = eE = eU/d; a = F/m = eU/(md).
Độ lệch:
2
0
22
mdv2
eUl
2
at
h  ……………………………………………………….….…….2đ
2
0
2
0
22
0
mdv
eUl
v)at(vv










Vận tốc electron khi ra khỏi 2 bản:
………… …… 2đ
7
m/s…………………………………… …….1đ
h=4,9451(mm
); v=2,0387.10

Bài 10:

Công suất tiêu thụ trên điên trở R:

22
2
2222
LC LC
UR U
PIR
(R r) (Z Z ) r (Z Z )
R
R
 
   
2r


1đ
Áp dụng bất đẳng thức cô-si ta được: P có giá trị lớn nhất khi

222 2
LC
R r (Z Z ) 50 (100 200) 111,8034    
2đ

Công suất tiêu thụ trên R cực đại:

22
max
22 2 2
LC
U100
P 30,9017W
2 r (Z Z ) 2r 2 50 (100 200) 2.50
 
   
2đ







10