Đề và Đáp án HSG Vật Lí 12 tỉnh Gia Lai năm học 2010-2011 (Bảng B môn vật lý)





From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang1
m
2V
0
T
m,V
0
,T
(Hình 1)
A
R
D
L
C
B
E
f=50Hz
~
U=100V
(Hình 2)

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
GIA LAI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2010-2011

Môn: VẬT LÝ- Bảng B
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)
Ngày thi: 01/12/2010
(Đề này gồm 2 trang)


Bài 1
(3,5 điểm).
Một pit-tông có trọng lượng đáng kể ở vị trí
cân bằng trong một bình hình trụ kín (Hình 1). Phía
trên và phía dưới pit-tông có chứa cùng một loại khí.
Khối lượng và nhiệt độ của khối khí ở trên và khối
khí ở dưới pit-tông là như nhau. Biết rằng ở nhiệt độ
T, thể tích khí ở phần trên gấp 2 lần thể tích khí ở
phần dưới. Nếu tăng nhiệt độ khí lên
đến 2T thì tỉ số
hai thể tích khí khi đó là bao nhiêu? Bỏ qua ma sát
giữa pit-tông và thành bình.











Bài 2 (3,0 điểm).

Mạch điện có sơ đồ như hình 2. Cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm L. Người ta thay đổi L và
điện dung C của tụ điện để công suất mạch tuân
theo biểu thức:
2
.
LC
KZZP .
a). Khi
2
()LH

 thì
2
2K  , dòng điện trong
mạch cực đại. Tính C, R và độ lệch pha giữa u
AE

và u
BD
.
b). Tìm liên hệ giữa R, C, L để cường độ hiệu
dụng I = K. Lúc đó, tính độ lệch pha giữa u
AE
và
u
BD.

Bài 3
(3,5 điểm).
Hai nguồn sóng A, B cùng pha, cùng biên độ, cùng tần số 40(Hz) gây ra
hiện tượng giao thoa trên mặt thoáng chất lỏng. Biết
19,5( )
A
Bcm

. Tốc độ truyền
sóng trên mặt chất lỏng là
2( / )ms.
a). Điểm M thuộc mặt chất lỏng, cách A và B lần lượt là
19( )cm và 9,5( )cm .
Tính số vân giao thoa cực đại đi qua đoạn AM.
ĐỀ CHÍNH THỨC




From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang2
(H
ì
nh 3)
A

(L)
(G)
(Hình4)
S
(L)
(M)
B
Trụcchính
a
b). Điểm N thuộc mặt chất lỏng và nằm trên đường thẳng đi qua A, vuông góc
với AB. Biết N dao động với biên độ cực tiểu, tính khoảng cách lớn nhất giữa A và
N.
Bài 4
(3,0 điểm).
Cho một nguồn điện có suất điện động


12 VE
, điện trở trong r . Khi mắc
vào hai cực của nguồn điện điện trở
1
2( )R

 hoặc
2
4,5( )R

 thì công suất tỏa
nhiệt trên các điện trở ấy đều bằng nhau.
a). Tính điện trở trong của nguồn điện.

b). Nối nguồn điện này với một điện trở ngoài R, để công suất mạch ngoài là
lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu? Tính công suất này.
c). Dùng nguồn điện này để thắp sáng một bộ bóng đèn gồm các đèn giống
nhau, m
ỗi đèn có ghi 3V – 1,5W mắc thành m dãy, mỗi dãy gồm n đèn ghép nối
tiếp. Xác định số đèn lớn nhất và cách ghép để các đèn đều sáng bình thường.

Bài 5
(3,5 điểm).
Một thấu kính mỏng, phẳng - lồi (L) làm
bằng thuỷ tinh có chiết suất n, ghép đồng trục với
một gương cầu lõm (G) có cùng tiêu cự f. Hệ thống
đặt trong không khí. Khoảng cách giữa (L) và (G)
là
3
f
 . Một vật phẳng, nhỏ AB đặt trước hệ,
vuông góc với trục chính tại A như hình 3.
a). Tìm vị trí đặt vật (theo f) để ảnh qua hệ có vị
trí trùng với vị trí vật.
b). Dùng thấu kính trên đặt giữa một điểm sáng
S và màn chắn sáng M (hình 4), người ta tìm được
khoảng cách nhỏ nhất giữa S và ảnh của nó trên
màn qua thấu kính là 64(cm). Biết
1, 5n

, tính bán
kính cong của mặt cầu giới hạn thấu kính.

Bài 6
(3,5 điểm).
Từ một số dụng cụ có sẵn:
+ 1 giá có gắn 1 ròng rọc cố định (khối lượng ròng rọc không đáng kể);
+ 1 thước mét;
+ Hai vật
1
m và
2
m
12
()mm được nối với nhau bằng 1 sợi dây không dãn;
+ 1 đồng hồ bấm giây;
+ 1 chiếc cân.
Bỏ qua mọi ma sát và xem dây nhẹ, hãy thiết lập phương án thí nghiệm để
xác định gia tốc rơi tự do g tại nơi làm thí nghiệm.

Hết






From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang3

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
GIA LAI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2010-2011

Môn: VẬT LÝ- Bảng B
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)
Ngày thi: 01/12/2010
(Hướng dẫn này gồm 4 trang)

HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM

BÀI NỘI DUNG – LƯỢC GIẢI ĐIỂM
Bài 1
(3,5 điểm)
+ Gọi
0
P là áp suất của khí ở phần trên pit-tông, phần áp suất tạo nên do
trọng lực của pit-tông là
K . Áp suất của khí ở phần dưới pit-tông là :
0
PK .
0,50
+ Vì khối lượng khí ở phần trên và phần dưới pit-tông bằng nhau nên ta có :
00 0 0
0
2( )PV P KV
KP
TT




0,50
+ Khi nhiệt độ bằng 2T, gọi: ,
td
VV lần lượt là thể tích khí ở trên và dưới
pit-tông ,
P là áp suất của khí ở phần trên pit-tông . Khi đó áp suất của khí
ở phần dưới pit-tông là :
0
PK PP


0,50
+ Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở phần trên pit-tông,
ợ
c :
00 00
24
2
t
t
PV P V P V
V
TT P
 
 (1)
0,25
+ Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở phần dưới pit-tông,
ợ
c :
000 00

0
() 2 4
2
d
d
PPV PV PV
V
TT PP
  


(2)
0,25
+ Mặt khác :
00 0
23
td
VV VV V  (3)
0,25
+ Thay (1) và (2) vào (3), suy ra :
22
00
35 4 0PPPP

 
0,25
+ Giải phương trình trên được 2 nghiệm :
0
(5 73) 0
6

P
P  (Loại) và
0
(5 73) 0
6
P
P

 (Nhận)
0,50
+ Tính được tỷ số thể tích của khí ở phần trên và phần dưới pit-tông là :
0
11 73
1, 443
573
t
d
VPP
VP


 


0,50
Bài 2
(3,0 điểm)
a)
+ Ta có :
2

.2 . 2 50 200
L
ZL f



0,25
+ Khi
2
22
LC
KZZ

 P (1)
0,25
+ Vì mạch RLC nối tiếp có I
max
nên cộng hưởng xảy ra 200
LC
ZZ 
(2)
0,25
ĐỀ CHÍNH THỨC




From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang4
i
L

U


C
U


AE
U



BD
U


R
U


O
2

1

Suy ra :
4
1110
()
200 100 2

C
CF
Z


 


+ Từ (1) và (2), được : 2 400(W)
L
Z

P
0,25
+ Mặt khác :
2
R
IP , với
ax
min
R
m
UU
II
Z

 nên
222
100
25

400
UU
R
R
 
P
P



0,25
+ Giản đồ véc tơ vẽ được :








0,25
+ Từ giản đồ véc tơ suy ra :
12



Với :
0
11
R

200
tan 8 82,9
25
LL
UZ
UR

 
0,25
+ Suy ra :
0
12
165,8 0,92
AE BD
uu

 
 
0,25
b) + Ta biết :
2
2
LC
RI
KZZ




 



P
P
nên khi I = K, ta suy ra :

22
LC LC
L
RZZ RZZ R
C





0,50
+ Lúc này có:
1
12
2
2
tan
tan tan 1
tan
L
LC
C
Z
ZZ

R
Z
R
R








  






0,25
+ Suy ra:
12
2
AE BD
uu

   

0,25
Bài 3

(3,5 điểm)
a)
+ Bước sóng :
2
0,05 5
40
v
mcm
f

  
+ Ta có :
19 9,5
1, 9
5
MA MB



+ Suy ra M nằm giữa vân cực đại bậc 1 và vân cực đại bậc 2 (cùng phía so
với vân trung tâm).(Hình vẽ). (1)

0,25

0,25


0,25

+ Số vân cực đại qua AB là

số nghiệm k của bất phương trình:

0,75




From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang5
B
N
A
M
3, 2, 1, 0
AB AB
k
k
kZ











Vậy có 7 cực đại qua AB
(2)

+ Từ (1) và (2) suy ra có 5 vân cực đại qua MA.
0,50
b)
+ Vì N dao động với biên độ cực tiểu và ở xa A nhất nên thuộc vân giao
thoa cực tiểu gần vân trung tâm nhất . Khi đó:
1
()
2,5( )
2
2
0
BN AN k
B
NAN cm
k












(3)



0,50
+ Mặt khác
A
BN
vuông tại A nên:
222 2
19,5 380,25( )
B
NAN AB cm  (4)
0,50
+ Giải hệ (3) và (4) được: 74,8( )AN cm


0,50
Bài 4
(3,0 điểm)
a)
+
2
2

111 1
2
1
()
RI R
R
r


E
P ;
2
2
2222
2
2
()
RI R
R
r


E
P
0,25
+
12 12
3rRR P=P
0,50
b)

+
22
2
2
2
()
()
RI R
r
Rr
R
R



EE
P=
0,25
+ Vì 2
r
R
r
R

+ Nên
ax
3
m
r
RRr

R

P
0,25
+
2
ax
12
4
m
W
r

E
P
0,25
c)
+ 1,5
nD
NNPP (1)
0,25
+
2
.( )123
n
UI Ir I I I PE (2)
0,25
+ Từ (1) và (2)
22
12 3 1,5 2 8 0II N I IN  (3)

Điều kiện để phương trình có nghiệm
ax
0648 0 8 8
m
NNN       
0,5




From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang6
m
2
m
1
h

Thay N = 8 vào (3) suy ra
2
I
A


+ 0,5
D
I
A
U

P

mà 4; 2
D
ImI m n
Vậy cần mắc 4 dãy, mỗi dãy 2 đèn nối tiếp
0,5
Bài 5
(3,5 điểm)
a)

+ Sơ đồ tạo ảnh :
12 3
//
/
12
3
() ( ) ()
//
11 2 2
LG L
dd d
dd
d
ff
f
AB A B A B A B
 









  
0,25
+ Đặt
1
x
OA d, suy ra :
/
1
1
1
df
x
f
d
dfxf




0,25
+
2
/
21
23
3

x
fxff
ddf
x
fxf

   



0,25
+
2
/
2
2
2
23
2
df
x
ff
d
df xf




0,25
+

22
/
32
23 3
3
22
x
ff xff
ddf
x
fxf

   



0,25
+
2
/
3
3
3
3
df
x
ff
d
df f





0,25
+ Để ảnh qua hệ có vị trí trùng với vị trí của vật, ta có :
/
31
dd


Hay
2
33
2
x
ff f
xx
f






0,25
b)
+ Gọi a là khoảng cách từ điểm vật S đến ảnh thật của nó trên màn, ta có :

/
df

add d
df
 


2
0dadaf




0,50
+ Để tồn tại ảnh thật thì phương trình trên phải có nghiệm, do đó:
2
4af 0
4
a
af    


0,50
+ Khi a
min
thì
64
16( )
44
a
f
cm 

0,25
+ Ta biết:
11
(1) (1) (1,51)168()
nRnf cm
fR
  
0,50
Bài 6
(3,5 điểm)
1). Cơ sở lý thuyết:

+ Xét hai vật m
1
, m
2
nối với nhau bởi sợi
dây không dãn, vắt qua ròng rọc cố định,
khối lượng ròng rọc không đáng kể (Hình vẽ).







1,00





From:DAYHOCVATLI.NET…………………………………………………….…………………………………………Trang7
+ Gia tốc của hệ vật:
12 1 2
12 12
PP m m
ag
mm mm




(1)
0,50
+ Gọi độ cao ban đầu của hệ vật là h, thời gian kể từ khi hệ chuyển động
đến khi m
1
chạm đất là t. Ta có:
2
2
12
2
h
hata
t

(2)

0,25

+ Từ (1) và (2), suy ra:
12
2
12
2 mmh
g
tmm



(3)
0,25
+ Từ (3): Xác định được
12
,, ,htm m ta xác định được g.
0,25
2). Tiến hành thí nghiệm:
+ Cân khối lượng m
1
, m
2
và lắp lên ròng rọc.
+ Giữ cố định m
2
, đo khoảng cách h từ m
1
đến mặt đất (hoặc sàn ngang).
+ Thả cho m
2
chuyển động, đồng thời cho đồng hồ hoạt động.

+ Khi m
1
chạm đất ngắt đồng hồ và đọc số đo thời gian t.
+ Thay các số liệu
12
,, ,htm m đo được vào (3), xác định được g.
1,25
Ghi chú:
- Thí sinh luận giải theo các cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa theo biểu
điểm.
- Thí sinh trình bày thiếu hoặc sai đơn vị ở đáp số mỗi câu sẽ bị trừ 0,25 điểm
(toàn bài không trừ quá 0,5 điểm).

Hết
