Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2007 2008 sở GDĐT đăk lăk file word có lời giải chi tiết

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
DAKLAK
-------o-----ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2007-2008
MÔN THI : VẬT LÝ 12 – THPT
-------------------- o0o ----------------------( 180 phút, không kể thời gian giao đề )

BÀI 1 :
( 3,0 điểm )
Thanh AB chiều dài l, khối kượng m, tiết diện đều đặt trên mặt phẳng ngang có hệ số ma sát k. Tác
dụng vào đầu A một lực F theo phương ngang và vuông góc với AB, thanh có xu hướng quay.
1) Xác định vị trí của điểm O với OA = x mà khi thanh AB bắt đầu dịch chuyển quay quanh điểm
này. Suy ra rằng vị trí này không phụ thuộc vào hệ số ma sát.
2) Tính lực lớn nhất để thanh chưa dịch chuyển quay.
BÀI 2 :
( 3,0 điểm )
Một bình chứa 360 gam khí Helium. Do bình hở sau một thời gian khí Helium thoát ra một phần, nhiệt
độ tuyệt đối của khí giảm 20% , áp suất giảm 30%. Tính khối lượng khí Helium thoát ra khỏi bình và số
nguyên tử đã thoát ra khỏi bình.
BÀI 3 :
( 3,0 điểm )
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ (h.1). Hiệu điện thế xoay chiều hai đầu mạch có biểu thức :
uAB = U0.sin100t (V), bỏ qua điện trở các dây nối. Các hiệu điện thế hiệu dụng: UAN = 300 (V) , UMB =
1

60 3 (V). Hiệu điện thế uAN lệch pha so với uMB một góc
. Cuộn dây có hệ số tự cảm L 

(H)
2
3
với điện trở r, điện dung của tụ điện C =

3.103
16

1) Tính điện trở r.
2) Viết biểu thức hiệu điện thế uAN.

(F).
L ,
r

R
A

M

C
N

B

(h
.1)

BÀI 4 :
( 3,0 điểm )

Cho quang hệ như hình vẽ (h.2). Điểm sáng S đặt trên trục chính của hệ. Khoảng cách từ S đến
gương là 120cm. Khi tịnh tiến thấu kính trong khoảng điểm sáng S và gương sao cho trục chính của thấu
kính và gương vẫn trùng nhau thì thấy có 3 vị trí của thấu kính mà chùm sáng từ S sau khi qua thấu kính,
gương và thấu kính lần thứ hai lại trở về S. Biết tiêu cự của gương f2 = 36cm.
1) Tính tiêu cự của thấu kính.
2) Xác định 3 vị trí nói trên của thấu kính.

S
(h.
2)

BÀI 5 :
( 3,0 điểm )
24
Đồng vị 11
Na phóng xạ   tạo hạt nhân con là magiê (Mg), ký hiệu là 1224 Mg .
24
1) Ở thời điểm ban đầu t = 0, khối lượng của 11
Na là m0 = 4,8g thì sau thời gian t=30h , khối
24
lượng 11
Na chỉ còn lại m = 1,2g chưa bị phân rã. Tính chu kỳ bán rã của
24
vị Ci ) của lượng 11
Na sau thời gian t = 30h .

24
11

Na và độ phóng xạ (theo đơn

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

2) Khi khảo sát một mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng

và

24
11

24
12

Mg
Na là 0,125. Hỏi sau thời gian bao lâu thì tỉ số đó bằng 8 ? Cho số Avơgađrơ NA = 6,023.10 /mol.
23

BÀI 6 :
( 2,5 điểm )
Một hình tam giác đều đứng n đối với hệ quy chiếu K’ có một cạnh nằm trên trục Ox’ có diện
tícsh S’. Hệ K’ chuyển động thẳng đều đối với hệ quy chiếu qn tính K dọc theo trục Ox với vận tốc v =
0,6c ( c là vận tốc ánh sáng trong chân khơng). Trong hệ quy chiếu qn tính K, diện tích của tam giác là
S.
1) Tìm hệ thức liên hệ giữa S và S’.
2) Tính các góc của tam giác trên trong hệ quy chiếu qn tính K.
BÀI 7 :
( 2,5 điểm )

Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vơn kế khác nhau có điện trở trong chưa biết
và khơng lớn lắm.
Dụng cụ : Hai vơn kế, nguồn điện, các dây nối.
Hãy trình bày phương án tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ các mạch điện, lập cơng thức để xác định
suất điện động của nguồn điện.
---------------------- Hết -------------------Ghi chú chung : Các hằng số vật lý thông thường xem như đã biết

– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO DAKLAK
------- ------

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2007-2008
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN : VẬT LÝ 12-THPT
-------------------------------  ------------------------------

I. SƠ LƯỢC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM :
BÀI 1 : ( 3,0 điểm )
Gọi f1 và f2 là lực ma sát tác dụng về hai phía lên thanh. Ta có :
f1  k.N1  k.

xm

f 2  k.N 2  k.

g

l
(l - x)m

l

g = k.mg - k

xm
l

g = k.mg  f1

(1)

0,25 đ

(2)

0,25 đ

Để thanh AB không trượt mà chỉ quay quanh điểm O cách A một đoạn x. Từ điều kiện cân bằng
chuyển động tịnh tiến và quay ta có :
F – f1 + f2 = 0
(3)
0,25 đ
x
l-x
F.x  f1.  f 2 .
2

2

(4)

0,25 đ

(5)

0,50 đ

(6)

0,25 đ

Kết hợp (3), (4) và thay (1) và (2) vào ta được :
x
l-x
(f1 -f 2 ).x  f1.  f 2 .
2
2
xm
xm
xm x
xm
l-x
(k
g  kmg  k
g).x  k
g.  (kmg - k
g).

l
l
l
2
l
2

hay:

x

Suy ra :

l

2

không phụ thuộc vào hệ số ma sát k

Do đó lực F lớn nhất để thanh AB không trượt, suy từ (3) :
F  f1  f 2
hay:

Fk

xm
l

g  kmg  k

F  kmg( 2 -1)

xm
l

x

g  F  kmg(2 - 1)
l

0,25 đ

(7)

(8)

0,25 đ

(9)

0,25 đ

(10)

0,50 đ

BÀI 2 : ( 3,0 điểm )
Áp dụng phương trình Clapayron Mendeleev cho bình chứa m (g) khí lúc đầu và lúc sau :
p1V =

m
μ

RT1

(1)

0,25 đ

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
p2V =

m

RT2

μ

Từ (1) và (2) suy ra :
p2
p1



m 2 T2



.

m1 T1

p 2 - p1
p1



m 2 T2 - m1T1

m 2 (T1 + T) - m1T1



m1T1

m1T1

Độ giảm áp suất theo độ giảm nhiệt độ:
p m 2 - m1 m 2 T


p1

m1

p

Theo giả thiết:

p1

-

30
100

3

Suy ra :

m1 T1

10



-

3
10

T

;

m 2 - m1
m1

T1

-

1 m2

 .

5 m1

20
100

-

1
5

(2)

0,25 đ

(3)

0,50 đ

(4)

0,25 đ

(5)

0,25 đ

7

 m 2  m1

0,50 đ

(6)

8

Do đó khối lượng khí Helium thoát ra khỏi bình:
m1

m  m 2 - m1 

8



360
8

 45 gam

0,50 đ

(7)

Số nguyên tử He đã thoát ra : ( với He = 4 và số Avogadro NA = 6,023.1023 )
N

m
4

NA 

45
4

.6, 023.1023  67, 76.1023 nguyen tu

0,50 đ

(8)

BÀI 3 : ( 3,0 điểm )
1) Tính r : (2,0 điểm)
- Ta có : AN + MB = /2 . Suy ra : tg AN  

1

, từ đó :

tg MB

ZL
r

.
R  r ZC  Z L

Vậy : ZL(ZC – ZL) = r(R + r), hay : U (U C  U L )  U r (U R  U r )
2
L

(1)

2
Mặt khác : U AN
 (U r  U R ) 2  U L2

(2)

2
U MB
 U r2  (U L  U C ) 2

(3)

0,25đ

(4)

0,25đ

(5)

0,25đ

(6)

0,25đ

Và :

Từ (1), ta rút ra : (U R  U r ) 2 
2

Thay (4) vào (2) : U AN



U L2
U L2
2
2
(
U

U
)

U

(U C  U L ) 2  U r2

C
L
L
U r2
U r2

Thay (3) vào (5), ta được : U
Biến đổi ta có :

UL
Ur



U L2
(U C  U L ) 2
U r2

300
60 3

U
  L
Ur

2
AN



5
3



0,25đ

2


2
 .U MB


, suy ra : r = ZL.

3
5



100 3

 20

5 3

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

2) Biểu thức uAN : (1,0điểm)
- Ta có : u AN  U 0 AN sin(100 t  u

AN

).

+ Biên độ : U0AN = 300 2 (V)

+ Pha ban đầu :  u AN   i   AN  u     AN     AN

(7)

0,25đ

(8)

0,25đ

Suy ra : R = 80

(9)

0,25đ

Thay vào (8), ta tính được : tg = - 0,346   = -190

(10)

0,25đ

Do đó : tg 

Z L  ZC
Rr

100  160 100 



3 3
3
 100
Từ mục 1), ta có : R + r = ZL(ZC – ZL)/r =
20

Z

100

1

Ta lại có : tg AN  L 

  AN  300
Rr
3100
3

49
Vậy : u
 190  300  490 
( rad )
AN

180

49
- Biểu thức : u AN  300 2 sin(100 t 
)(V )
180

BÀI 4 : ( 3,0 điểm )
1) Tính tiêu cự : (2,0điểm)
( L)
G)
( L)
- Sơ đồ tạo ảnh : S 
S1 (
S 2 
S
d1
d1’d2
d2’d3
d3’

(11)

0,25đ

(12)

0,25đ

(13)

0,25đ

(1)

0,25đ

- Theo điều kiện của bài , ta có : d3’ = d1 , suy ra : d1’ = d3 , hay : l – d2 = l – d2’.
Với l là khoảng cách giữa gương cầu và thấu kính.
 f2

 1  0
Vậy : d2’ = d2 , do đó : d 2 
 d2  f2

- Từ (14) , ta có : d2 = 0 , suy ra : l – d1’ = 0 , vậy : l = d1’
- Mà ta có : l + d1 = 120cm
- Từ (15) và (16), ta có phương trình : d1 + d1’ = 120cm
d f
d1  1 1  120
Hay :
d1  f1
Đưa về phương trình bậc hai : d12  120d1  120 f1  0
Phương trình có nghiệm khi và chỉ khi :   0, suy ra : f1  30cm

f2
 1  0 , suy ra : d2 = 2f2 = l – d1’.
- Cũng từ (14), ta có :
d2  f2
Vậy :
l = d1’ + 2f2 = d1’ + 72
- Thay (19) vào (16) , ta có :
d1’ + d1 = 120 – 72 = 48
2
Vậy ta đi đến phương trình : d1  48d1  48 f1  0

(5)

(2)

0,25đ

(3)
(4)

0,25đ
0,25đ

0,25đ
(6)

0,25đ

(7)

0,25đ

(8)

0,25đ

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Phương trình có nghiệm khi và chỉ khi :   0 , hay : f1  12cm
- Từ (18) và (21) , ta suy ra : f1  12cm
+ Với f 1 < 12cm , sẽ có 4 vị trí cho ảnh trùng vật , điều này không phù hợp
với giả thiết. Vậy : ta chỉ chọn f1 = 12cm là hợp lý
2) Các vị trí của thấu kính giữa (G) và điểm sáng S: (0,50điểm)
- Thay f1 = 12cm vào phương trình (20) , ta có : d1 = 24/1 = 24cm
- Thay f1 = 12cm vào phương trình (17) , ta được phương trình :

(9)
(10)

0,25đ
0,25đ

(11)

0,25đ

(12)

0,25đ

(13)

0,25đ

(2)

0,25đ

(1)

0,25đ

(2)

0,25đ

d12  120d1  1440  0

Phương trình này cho nghiệm : d1 = 106,475cm và d1 = 13,525cm
BÀI 5 : ( 3,0 điểm )
1) Chu kỳ và độ phóng xạ : (1,0 điểm)
Ta có :

m0 4,8

 4  22 vậy : số chu kỳ k = 2.
m 1, 2

Do đó : t = 2T , suy ra : T = t/2 = 30/2 = 15h.
- Độ phóng xạ : H = N =
- Thay số : H =

ln 2.N A .m
T .A

0, 693.6, 023.1023.1, 2
15.3600.24

 3,8647.1017 ( Bq )

3,8647.1017
 1, 0445.107 (Ci )
- Tính theo (Ci) : H =
10
3, 7.10

0,25đ
(3)

0,25đ

2) Thời gian : (2,0điểm)
Ta có :

m02
m01

 0,125 

N 02
N 01

 0,125 hay N 02 

N 01
8

A2
A
.N 02  N 2
m  m NA
NA
- Tại thời điểm t : m2/ m1 = 8 , vậy : 02

8
A1
m1
.N 1
NA
- Do : A2 = A1 = 24g , nên từ (30), ta có :
N o1
 N 01 (1  e t )
N 02  N 01 (1  e t )
 8
8 .
 t
N 01e

N 01e t
Biến đổi , ta được : et = 8 , suy ra : t = 3ln2 ;
Vậy : t = 3T = 45h
BÀI 6 : ( 2,5 điểm )
1) Hệ thức liên hệ giữa S và S’ : (1,5 điểm)
- Trong hệ quy chiếu K’, ta có diện tích : S’ = 0,5h.l0
Với h là đường cao của tam giác đều , l0 là độ dài cạnh của tam giác.

(1)

(4)

0,25đ

(5)

0,75đ

(6)

0,50đ

(7)

0,50đ

0,25đ

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

- Trong hệ quy chiếu quán tính K , ta có diện tích : S = 0,5h.l
Với l là độ dài cạnh của tam giác trong hệ K.
-Ta có chiều dài dọc theo phương chuyển động là : l  l 0 1 

v2
.
c2

(2)

0,25đ

(3)

0,25đ

Thay v = 0,6c vào (35) , ta được : l = 0,8.l0
- Thay (36) vào (34) , ta có : S = 0,5h.l0.0,8 = 0,8.S’

(4)
(5)

2) Các góc của tam giác : (1,0 điểm)
l
3
- Từ hình vẽ , ta có : tg  2 , với h = l 0
2

h
l.2
0,8

 0,47    250
- Vậy : tg 
2.l 0 . 3
3

- Vậy : Aˆ  2  50 0 ,
Bˆ  Cˆ  90 0  250  650

K

K’

A

(6)

0,25đ

(7)

0,25đ

(8)
(9)

0,25đ

0,25đ

C

x’ x

0,25đ
0,50đ



O

O’ B

BÀI 7 : ( 2,5 điểm )
- Phương án :
Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U1, U2, U1’, U2’. 0,25 đ
- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện. Gọi E là suất điện động của nguồn điện;
RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn kế
0,50 đ
- Lập công thức : Theo định luật Om cho mạch kín, ta có :
I1 

U1

;

R v1

U2

I2 

E = U1  r.I1  U1  r.

R v2
U1

R v1

E = U 2  r.I 2  U 2  r.

U2
R v2

(1)

0,25 đ

(2)

0,25 đ

(3)

0,25 đ

(4)

0,25 đ

(5)

0,25 đ

Sơ đồ thứ 3 , hai vôn kế mắc nối tiếp ta có :
U '2
U1'



R v2
R v1

Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được :
U1
R v1

/

U1
R v1



E - U1
E - U2



U1 R v2

.

U 2 R v1



E - U1
E - U2

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
U '2 U1

hay :

U1'

.

U2



E - U1

Ta tìm được suất điện động : E 

0,25 đ

(6)

E - U2
U1.U 2 (U '2 - U1' )

(7)

U1 U '2 - U 2 U1'

0,25 đ

Kết luận : Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vôn kế ta tìm được suất điện
động của một nguồn điện.
II. CÁCH CHO ĐIỂM & HƯỚNG DẪN CHẤM :
Điểm toàn bài là 20,0 điểm được phân bố tổng quát như sau :
BÀI 1 :
BÀI 5 :

(3,0 điểm) BÀI 2 :
(3,0 điểm) BÀI 6 :

(3,0 điểm) BÀI 3 :
(2,5 điểm) BÀI 7 :

(3,0 điểm) BÀI 4 :
(2,5 điểm)

(3,0 điểm)

Yêu cầu và phân phối điểm cho các bài trên như trong từng phần và có ghi điểm bên lề phải của
đáp án - Phân tích lực, phân tích hiện tượng bài toán phải rõ ràng, có hình vẽ minh họa (nếu có), lập luận
đúng, có kết quả đúng thì cho điểm tối đa như biểu điểm nói trên . (Giám khảo tự vẽ hình)
GHI CHÚ :
1) Trên đây là biểu điểm tổng quát của từng phần, từng câu. Trong quá trình chấm các giám khảo
cần trao đổi thống nhất để phân điểm chi tiết đến 0,25 điểm cho từng phần, từng câu.
2) Học sinh làm bài không nhất thiết phải theo trình tự của Hướng dẫn chấm. Mọi cách giải khác,
kể cả cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý nào đó, lập luận đúng , có căn cứ, kết quả đúng cũng cho
điểm tối đa tương ứng với từng bài, từng câu, từng phần của hướng dẫn chấm này.
--------------------------

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất