de thi GVG cap truong mon ly THPT

SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
CỤM THI LIÊN TRƯỜNG
Đề chính thức

KỲ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC: 2016 - 2017
Đề thi mơn: VẬT LÝ
Thời gian: 150 phút (Khơng kể thời gian giao đề)

Đề thi có 01 trang
Câu I. (5điểm). Một vật nhỏ khối lượng 200g trượt khơng vận tốc đầu từ điểm A dọc theo một
máng cong có dạng 1/2 đường tròn bán kính R = 1m như hình vẽ (H1). Chọn mốc thế năng là
mặt phẳng ngang đi qua vị trí B thấp nhất của máng, lấy g = 10m/s2.
1. Bỏ qua ma sát giữa vật và máng. Tính tốc độ của vật, độ
lớn áp lực do vật tác dụng lên máng, độ lớn gia tốc của vật
khi vật đi qua vị trí có bán kính quỹ đạo hợp với phương thẳng
đứng góc 600.
2. Hệ số ma sát giữa vật và máng là µ = 0,1. Tính tốc độ vật
tại B.
H1
Câu II. (5,0điểm). Cho một biến trở có điện trở tồn phần là
R = 9Ω và các tụ điện có điện dung C 1 = 6µF, C2 = 4µF đều
chưa tích điện, được mắc với nhau rồi mắc với nguồn điện có
E = 6 V, r = 1Ω như hình vẽ (H2).
1. Ban đầu K mở. Tính điện tích các tụ.
2. Xác định giá trị R MC để sau khi đóng K thì điện tích trên
mỗi tụ vẫn khơng thay đổi.
3. K đóng. H2
Di chuyển con chạy C đều đặn từ N đến M trong
thời gian ∆t = 0,2 s. Xác định chiều và cường độ dòng điện
chạy qua K.

Câu III: (4,0 điểm). Một xi lanh hình trụ, nằm ngang, hai đầu bịt kín được chia làm hai phần
bằng nhau bởi một pittơng cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài l o = 31cm, chứa một lượng khí
như nhau ở 27oC và áp suất 750mmHg
1. Nung nóng cả hai phần của xilanh thêm 50o C. Xác định áp suất của khí trong xilanh khi đó.
2.Nung nóng một phần xi lanh thêm 40oC, làm lạnh phần kia đi 20oC. Hỏi pittơng di chuyển về
phía nào và di chuyển một đoạn bằng bao nhiêu ? Xác định áp suất của khí trong xi lanh khi đó.
3. Thầy (cơ) hãy nêu định hướng để học sinh giải bài tập này.
Câu IV: (5,0 điểm). Đặt điện áp xoay chiều u = 200 cos (ωt + π/3) (V) (ω thay đổi được) vào
hai đầu đoạn mạch R,L,C nối tiếp. Biết R =100(Ω), L = 2/ (H), C = 10-4/π (F).
1. Điều chỉnh để ω = 100π (rad/s). Viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời trong mạch.
2. Điều chỉnh ω người ta thấy khi ω = ω1 = 25π (rad/s) và ω = ω2 thì cường độ dòng điện hiệu
dụng trong mạch có cùng giá trị . Xác định ω2.
3. Thay mạch R,L,C trên bởi mạch R,L,C nối tiếp khác ( R 2C < 2L) và điều chỉnh ω để điện áp
hiệu dụng hai đầu tụ điện đạt giá trị lớn nhất (Ucmax) thì UL = 0,25 UR.

1 L
R2
Xác đònh hệ số công suất của mạch khi đó. Biết UC max khi : ω =
−
L C
2
Câu V: (1,0 điểm) Cho một hộp điện trở mẫu ( nhiều điện trở có giá trị đã biết), một ampe kế
có điện trở nhỏ khơng đáng kể, một vơn kế có điện trở rất lớn, dây nối và một chiếc pin chưa
biết suất điện động và điện trở trong. Thầy (cơ) hãy trình bày phương án xác định suất điện
động và điện trở trong của pin.
***********************Hết****************


SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
CỤM THI LIÊN TRƯỜNG

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI GV GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC: 2016 - 2017
Mơn thi: VẬT LÝ

Câu

Nội dung

Điểm
0,5

1. WA = mgR
WM =

1
mv 2M +mgR(1-cosα)
2

Theo định luật bảo tồn cơ năng ta có: WA = WM.
⇔
vM =

2gRcosα = 10 (m/s)

0,25
0,25
0,5

A

r r
Tác dụng lên vật gồm các lực: P, N

0,25

Theo định luật II Niu tơn ta có: M

r r
r
P + N = ma(*)

Chiếu lên trục hướng tâm ta có:

Câu I.

B

⇔ N = 3mgcosα = 3 (N)

0,25
0,5

ur
ur
Áp lực Q do vật tác dụng lên máng và phản lực N do máng tác dụng lên
vật là hai lực trực đối. Do đó, áp lực do vật tác dụng lên máng cũng có độ
lớn 3N.

a = aht2 + att2

0,25

vM2
= 10(m / s2 )
Với : aht =
R
att = g sin α = 5 3(m / s2 )
⇒a =5 7(m / s 2 )
2. Có thể chia cung tròn AB thành nhiều mặt phẳng nghiêng nhỏ, mỗi mặt
phẳng nghiêng nhỏ đó có chiều dài ∆Si. Cơng của lực ma sát khi vật dịch
chuyển trên mỗi mặt phẳng nghiêng là:
∆Amsi = -Fmsi.∆Si
Với Ni = mgcosαi + m

0,25

0,25
0,25
0,5

0,25

2
i

v
R

Từ đó suy ra:

0,25

Nmin = mgcosαi (khi Vi <<)
Nimax =3 mgcosαi (khi khơng có ma sát)
Trong trường hợp này ta có thể lấy gần đúng :
Ni ≈

Ni min + N i max
≈ 2mg cos α i
2

Do đó:

0,25
0,25


∆Amsi ≈ - (2µmgcosαi).∆Si = - 2µmg.∆xi
Với ∆xi là hình chiếu của ∆Si theo phương ngang.
Công của lực ma sát trên cung AB là:

Ams =∑∆Si ≈−2 µmgR
Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng ta có:

WB − WA = Ams ⇔

1
mvB2 − mgR ≈ −2 µmgR
2

⇔vB ≈ 2 gR(1 −2 µ) ≈ 4( m / s)
1.

K mở: C1 nt C2
E
I =
=0,6 A
R +r

0,5
0,5

C1C2
=2, 4 µF
C2 +C2

0,5

U MN = I .R =5,4V
C=

Q1 = Q2 = Q = C.UMN = 12,96 µF
Để khi K đóng điện tích các tụ không đổi thì UC1 và UC2 cũng không
2.
đổi.
Khi K mở:
UC

1

UC

2

C
2
= 2 =
C1
3

0,5
0,25

0,25

Khi K đóng: UC1 = UMC, UC2 = UCN. Do đó:

Câu II

U MC UC1
R
2
=
⇔ MC = (1)
UCN UC 2
RCN
3

0,5

F

Mặt khác: RMC + RCN = RMN = 9 (2)
Giải hệ (1) và (2) ta được: RMD = 3,6Ω
Gọi Q là điện tích tổng cộng của hệ gồm hai bản cực nối với F.
3.
Khi C ở N: tụ điện C2 không tích điện, điện tích của hệ nói trên là
Q = - Q1 = - C1UMN = - 6.5,4 = - 32,4 µC.
Khi C ở M: tụ điện C1 không tích điện, điện tích của hệ nói trên là
Q’ = Q2 = C2UMN = 4.5,4 = 21,6 µC.
Điện lượng chuyển qua K: ∆Q = Q’ – Q = 54 µC
Vì C chạy đều nên hiệu điện thế mỗi tụ biến đổi đều nên điện tích mỗi tụ
biến đổi đều. Do đó, Q cũng biến đổi đều. Do đó cường độ dòng điện chạy
qua K là:
I =

∆Q
= 270 µA = 0,27mA
∆t

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

0,25

∆Q > 0 nên dòng điện có chiều từ C tới F.
0,25


1. Khi nung nóng cả hai phần của xilanh thêm 50o C thì pitông đứng yên so
với ban đầu nên thể tích mỗi phần không thay đổi.
Áp dụng phương trình đẳng tích cho mỗi phần ta có:
P0 P
T
= ⇔P=
P =875mmHg
T0 T
T0 0

2. Khi nung nóng phần này và làm lạnh phần kia thì sẽ có sự chênh lệch áp
suất giữa hai phần . Do đó pitông sẽ bị dịch chuyển. Pitông dịch chuyển tới
vị trí mà áp suất hai bên bằng nhau thì sẽ dừng lại.
Gọi S là diện tích tiết diện của pittông, ta có phương trình biến đổi trạng
thái của các phần như sau:
Câu III

* Đối với phần xi lanh bị nung nóng:

PV
PV
o o
= 1 (1)
To
T1

0,75
0,75

0,25

0,25

Với: Vo = Slo, To = 27 + 273 = 300K, T1 = To + 40 = 340K.
* Đối với phần xi lanh bị làm lạnh:

PV
PV2
o o
=
(2)
To
T2

0,25

Với T2 = To – 20 = 280K
* Từ (1) và (2):

V1 V2
= (3). Vì T1 > T2 nên V1 > V2 ⇒ Pittông di
T1 T2

0,25

chuyển về phần bị làm lạnh.

* Gọi đoạn di chuyển của pittông là x, ta có:
V1 = (lo + x)S, V2 = (lo – x)S
Theo (3):

(lo + x ) S (lo − x) S
l (T − T )
=
⇒ x = o 1 2 = 3cm
T1
T2
T1 + T2

0,25

Áp suất các phần khi đó là:
P=

T1 V0
T l
x P0 = 1 x 0 P0 = 775(mmHg)
T0 V1
T0 l1

3.
* Vì sao khi nung nóng phần này, làm lạnh phần kia thì pitông bị dịch
chuyển ? Khi nào thì pitông ngừng dịch chuyển?
* Hãy viết phương trình biến đổi trạng thái cho mỗi phần, suy ra liên hệ về
thể tích giữa hai phần . Từ đó xác định chiều dịch chuyển của pitông
* Hãy biểu diễn thể tích mỗi phần theo độ dịch chuyển của pitông. Từ đó
xác định độ dịch chuyển.

1.ZL =ωL = 200Ω
ZC = 1/ωC = 100Ω

Z = R 2 + (Z L − ZC )2 =100 2Ω
I0 =

U0
=2 A
Z

tan ϕ =

Z L − ZC
π
=1 ⇔ ϕ =
R
4

Mà ϕ = ϕu - ϕi ⇔ ϕi = ϕu - ϕ = π/12

0,25
0,5

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25

0,25


Vậy : i = 2 cos (100πt + π/12)

0,25

2. Vì I1 = I2 ⇔ Z1 = Z 2
Câu IV

0,25
0,25

Z L 1 −ZC 1 = Z 2 −ZC 2
TH1:
Z L1 − ZC1 = Z L 2 − ZC 2 ⇔ ω1L −
⇔(ω1 −ω2 )L = −

1
1
= ω2 L −
ω1C
ω2C

0,25

ω1 −ω2 1
⇔ loaïi
ωω
C

1 2

0,25

TH2:
Z L1 − ZC1 = ZC 2 − Z L 2 ⇔ ω1L −
⇔ (ω1 − ω2 )L =

1
1
=
− ω2 L
ω1C ω2C

ω1 − ω2 1
1
1
⇔ ω1ω2 =
⇔ ω2 =
= 200π (rad / s)
ω1ω2 C
LC
ω1LC

0,5
0,5

3.

UC max neân : ω =

1 L
R
−
L C
2

2

Z Z −Z
R2
1
⇔ Z = Z L ZC −
⇔ L L C =−
2
R
R
2
2
L

0,25

⇔ tanϕ .tanϕRL =-

1
2

0,25

Mà UL = 0,25 UR nên tanϕRL = 0,25. Do đó tanϕ = - 2
⇔cosϕ =

1
=
1 +tan 2 ϕ

1
5

0,25
0,25

Mắc mạch điện như hình vẽ:
Ta có UAB

A

= E – Ir

B

0,25

Thay đổi Rm ghi lại giá trị vào bảng sau:
Lần

1

2

3

4

5

I (A)
U(V)

Câu V:

Vẽ đồ thị sự phụ thuộc UAB theo I như hình vẽ rồi xác định tọa độ giao
điểm của đồ thị với trục hoành và trục tung: U0 và Im

0,25


0,25

E = U0
r=

E
Im

O

0,25