Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2010 2011 sở GDĐT bà rịa vũng tàu hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GD&ĐT BÀ RỊA VŨNG TÀU
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2010-2011
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
( Đề gồm 02 trang)

Câu 1 (2,5 điểm):
Một vật nhỏ A bắt đầu trượt từ đỉnh của một bán cầu cố định, bán kính
R = 90cm, xuống dưới (Hình 1). Tìm vị trí vật bắt đầu tách khỏi mặt
cầu và vận tốc của vật tại vị trí đó. Cho gia tốc trọng
trường g  10m / s 2 . Bỏ qua ma sát giữa vật và bán cầu.
Câu 2 (2,5 điểm):
Hai bình cầu A, B có thể tích là 400cm3 và 200cm3 được nối với nhau
bằng ống dài l=30cm nằm ngang, tiết diện S=0,2 cm2. Ở 00C giọt thủy
ngân nằm giữa ống. Hỏi nếu nhiệt độ bình A là t1  10 C và bình B là

t2  30 C thì giọt thủy ngân dịch chuyển đi bao nhiêu? Cho rằng với
độ biên thiên nhiệt độ nhỏ, thể tích bình và ống coi như không đổi, bỏ
qua thể tích giọt thủy ngân.
Câu 3 (2,5 điểm):
Hai vật cỏ khối lượng m1 và m2 được nối với nhau bằng một sợi dây
nhẹ, không dãn vắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố
định gắn vào mép bàn (hình 3). Ròng rọc có momen quán tính I và bán
kính R. Coi rằng dây không trượt trên ròng rọc khi quay. Biết hệ số ma
sát giữa vật m2 và mặt bàn là µ, bỏ qua ma sát trục quay.
a) Xác định gia tốc của m1 và m2.
b) Tìm điều kiện giữa khối lượng m1, m2 và hệ số ma sát mặt bàn µ để

hệ thống nằm cân bằng.
Câu 4 (2,5 điểm):
Cho mạch điện như hình 4. Các điện trở có giá trị
R1  R2  R3  R4  R5  3; Rx là một biến trở; nguồn điện có suất
điện động E = 5,4V; tụ điện có điện dung C = 0,01µF. Vôn kế V có
điện trở rất lớn, các dây nối có điện trở không đáng kể.
1. Ban đầu cho Rx = 1 thì vôn kế chỉ 3,6V.
a) Tính điện trở trong của nguồn điện.
b) Tính điện tích của bản tụ nối với M.
2. Tìm Rx để công suất tiêu thụ trên Rx cực đại. Tính công suất đó.

Câu 5 (2,5 điểm):
Hai nguồn sóng trên mặt nước S1, S2 cách nhau 30 cm có biểu thức u1  u2  2cos10 t (cm). Biết vận
tốc truyền sóng V = 40cm/s. Chỉ xét các điểm trên mặt nước.
1. Tại điểm M cách hai nguồn S1, S2 lần lượt là 10cm và 20cm ở đó biên độ bằng bao nhiêu? Trên
đoạn MS2 có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại, và bao nhiêu điểm đứng yên?
2. Gọi I là trung điểm của S1, S2. Tìm khoảng cách tới I của tất cả các điểm nằm trên đường trung trực
của S1, S2 có cùng pha với hai nguồn.
3. Tìm các điểm dao động cùng pha với I.
Câu 6 (2,5 điểm)

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

1


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Một con lắc đơn, gồm vật nặng m = 0,2kg, dây treo nhẹ, không dãn có
chiều dài l = 1m được treo ở A cách mặt đất là H = 4,9m. Truyền cho m
một vận tốc theo phương ngang để nó có động năng Wđ. Con lắc chuyển

động đến vị trí dây treo lệch góc α = 60° so với phương thẳng đứng thì
dây treo bị đứt, khi đó vật m có vận tốc v0 = 4 m/s. Bỏ qua mọi lực cản
và ma sát. Lấy g= 10m/s2.
1. Xác định động năng Wđ.
2. Bao lâu sau khi dây treo đứt, vật m sẽ rơi đến mặt đất.
3. Nếu từ vị trí của vật khi dây treo bị đứt có căng một sợi dây khác
nghiêng với mặt đất một góc ß = 30° trong mặt phẳng quỹ đạo của vật m
(Hình 5), thì vật m chạm vào dây tại điểm cách mặt đất bao nhiêu
Câu 7 (2,5 điểm)
Một cái chậu có đáy là gương phẳng G nằm ngang (Hình 6). Đặt thấu
kính L nhỏ, mỏng, dạng phẳng lồi, tiêu cự là 10 cm, sao cho mặt lồi ở
trên còn mặt phẳng thì nằm trên mặt phẳng ngang qua đỉnh của chậu.
Vật sáng S nằm trên trục chính của thấu kính, ở trong khoảng giữa
20
gương và thấu kính và cho hai ảnh thật, cách nhau
cm. Cho nước
3
vào đầy chậu thì hai ảnh thật lúc này cách nhau 15cm. Biết chiết suất
4
của nước là n  . Tìm độ cao h của chậu và khoảng cách từ vật S tới
3
thấu kính.
Câu 8 (2,5 điểm)
Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm L và một bộ tụ điện
gồm một tụ không đổi C0 mắc song song với tụ xoay Cx. Tụ xoay có điện dung là hàm bậc nhất của
góc xoay và biến thiên từ C1 = 10pF đến C2 = 250pF khi góc xoay biến thiên từ 0° đến 120°. Mạch có
thể thu được các sóng điện từ từ 1  10m đến 2  30m .
1. Tính L và C0.
2. Tính góc xoay của tụ để tụ được sóng có bước sóng 20m.

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

2


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GD&ĐT BÀ RỊA VŨNG TÀU

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2010-1011
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT

HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1. Áp dụng định lý động năng  Vận tốc tại M:
v 2  2 g. AH  2 gR(1  cos  ) (1)
Fh1  P  N chiếu lên phương OM được: P cos   N 

Từ (1) và (2) được: N  mg (3cos   2)

mv 2
(2)
R

Vậy bắt đầu tách khỏi mặt cầu khi N  0  cos  

OH  R cos  0  60cm

2
, hay bởi độ cao

3

2 gR
 6  v  6m / s
3
Câu 2. Thể tích ống nối: Sxl  6(cm3 ),V1  403cm3 ,V2  203cm3

Vận tốc v của vật tại vị trí đó: v 2 

Quá trình biến đổi (1):

PV
P (V  V )
1 1
 2 1
T1
T1  1

(1)

Quá trình biến đổi (2):

PV
P (V  V )
1 2
 2 1
T1
T1  3

(2)

V
 9,9cm
S
Câu 3. a) Xác định gia tốc của m1 và m2.
Biểu diễn các lực trên hình
Xét vật m1: m1 g  T1  m1a  T1  m1 ( g  a)
(3.1)

Từ (1) và (2)  V  1,98cm3  x 

Xét vật m2: T2  Fms  m2 a  T2  m2 (  g  a)

(3.2)

a
R2

(3.3)

Xét ròng rọc: (T1  T2 ) R  I   T1  T2  I

g (m1   m2 )
(3.4)
I
 m1  m2
R2
b) Tìm điều kiện giữa khối lượng m1, m2 và hệ số ma sát mặt bàn µ để hệ thống nằm cân bằng. Để hệ
thống nằm cân bằng P1  Fmsn  ( Fmsn )max  m2   m1
Từ (3.1), (3.2), (3.3)  a 

Câu 4.1. ((( R2 ntR4 ) / / R5 )ntRx ) / /( R1ntR3 )

( R24  6; R245  2; R245 x  3; R13  6), Rtd  2
Do R1  R3 và mắc nối tiếp nên U1  U 3 

U
 1,8V
2

U
 1, 2 A
Rx  R245
Tính được điện trở trong r  1
U 5  U  Rx I x  2, 4V

Dòng điện Ix qua Rx: I x 

Do R2  R4 và mắc nối tiếp nên U 2  U 4 

U5
 1, 2V
2

U NM  U NA  U AM  U 2  U1  0, 6  0

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

3

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Vậy VN  U M do đó bản N là bản tích điện dương.

Q  CU NM  6nC .
2. Rtd 

6( Rx  2)
5, 4( Rx  8)

I 

Rx  8
Rtd  r
7 Rx  20

I13 ( R1  R3 )  I x ( Rx  R245 )  6I13  I x ( Rx  2)
Ix
I
I I
5, 4( Rx  8)
I
32, 4
 13  x 13 

 Ix 
6 Rx  2 Rx  8 Rx  8 (7 Rx  20)( Rx  8)
7 Rx  20

(32, 4) 2 Rx


Vậy Px  R I 
(7 Rx  20) 2
2
x x

(32, 4) 2
20 2
(7 Rx 
)
Rx

20
, Px (max)  1,875W .
7
 (d 2  d1 )
SS
v.2
 8cm, AM  2 A cos
 2 2cm , 1 2  3, 75
Câu 5.1.  



có tổng 7 cực đại, 8 cực tiểu trên vùng giao thoa. M nằm giữa cực đại bậc
1 và cực tiểu thứ 2 nên trên đoạn MS2 có 05 cực đại, 05 cực tiểu.
2. Các điểm nằm trên trung trực của S1S2 có cùng pha với nguồn thì:

 Px lớn nhất thì Rx 


(d  d )  2k  d  k   8k
 1 2

Đặt x  IN  x 2  d 2 

S1S12
4

 x  64k 2  225

 S1S2

 30
 3, 75

8
 (d1  d 2 )  (d1  d 2 )
Pha ban đầu của P:  P 


8
P và I dao động cùng pha khi I  P  2n

3. Pha ban đầu của I:  I 

Hay 3, 75 





(d1  d 2 )  2n  d1  d 2  16n  30(n  N *)
8
Câu 6. 1. Chọn gốc thế năng tại C, áp dụng định luật bảo toàn
1
cơ năng: Wc  mgl (1  cos  )  mv02  2, 6 J
2
2. Chọn hqc xOy như hình vẽ.
Chuyển động của vật theo hai trục là x  (v0 cos  )t (1)

1 2
gt  (v0 sin  )t (2)
2
Từ (2)  y  5t 2  2 3t (3)
x
5
3. Từ (1)  t   y  x 2  3x (4)
2
4
y

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

4


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Mặt khác dây là một đoạn thẳng có phương trình:

y  (tan  ) x  x  3 y
15 2
16
y  4 y  0  y  m và điểm đó cách mặt đất 3,33m.
4
15

Câu 7. Gọi d = OS
Sơ đồ tạo ảnh:
L
S 
S '
d
d/
G
L
S 
 S1 
 S2
d
d/
d
d /
1

1

Ta có d ' 

2

2

10d
d  10

d1  h  d  d 2  2h  d  d 2/ 

10(2h  d )
2h  d  10

2
 2d 2  4dh  100h  60d  200  0
3
Khi có nước:
LCP
L
S 
 S ' 
 S ''
d ''
d
d/
d ' d 2/ 

(1)

G
LCP
L

S 
 S1 
 S2 
 S3
d
d/
d
d /
d
d/
1

1

2

2

3

3

Ta có d " d3/  15  d 2  2h  d  d3 

3(2h  d )
7,5(2h  d )
 d3/ 
4
1,5h  0,75d  10

(2)
 d " d3/  15  0,5625d 2  1,125dh  25h  10d  100  0
Từ (1) và (2)  d  11, 765cm (loại), d  20cm (nhận)  h  30cm
2
1  2 L(C0  C1 )
C0  10  1  1

     C0  20 pF
Câu 8. 1. 
C0  250  2  9
2  2 L(C0  C2 )

L

12

4 c (C0  C1 )
2 2

 9, 4.107 H

2

C  C1  1  1
     C3  100 pF
2. 0
C0  C3  3 
4
Gọi phương trình của Cx là Cx  a  b(*)

Khi 1  00 thì Cx1  10  b  10
Khi 2  1200 thì Cx 2  250  250  10  a120  a  2
Vậy phương trình sư phụ thuộc của Cx theo góc quay là: Cx  2  10

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

5