Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2010 2011 sở GDĐT tuyên quang hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GD&ĐT TUYÊN QUANG
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 01 trang)

Câu 1 (5 điểm):
Một tấm bê tông nằm ngang được cần cẩu nhấc thẳng đứng lên cao với gia tốc a = 0,5 m/s2. Bốn giây
sau khi rời mặt đất người ngồi trên tấm bê tông ném một hòn đá với vận tốc v0 = 5,4 m/s theo phương
làm với tấm bê tông một góc 30°.
a) Tí nh thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất.
b) Tính khoảng cách từ nơi đá chạm đất đển vị trí ban đầu cùa tấm bê tông (coi như chất điểm). Lấy g
= 10 m/s2.
Câu 2 (4 điểm)
Trong một ống hình trụ thẳng đứng với hai tiết diện khác nhau có hai pít
tông nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không dãn. Giữa hai pit tông có 1
mol khí lí tưởng. Pít tông trên có diện tích tiết diện lớn hơn pít tông dưới
là S  10cm 2 . Áp suất khí quyển bên ngoài là p0  1atm . Biết khối lượng
tổng cộng của hai pít tông là 5 kg, khí không bị lọt ra ngoài. (Bỏ qua ma sát
giữa các pít tông và thành ống).
a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tông
b) Phải làm nóng khí đó lên bao nhiêu độ để pít tông dịch chuyển lên trên
một đoạn l = 5cm
Câu 3 (6 điểm)
Mạch điện mắc như hình vẽ. Bộ nguồn gồm hai nguồn giống nhau, mỗi pin
có suất điện động E  1,5V ; r  0,5; R1  6; R2  2; RMN  6 điện trở
các Ampe kế và dây nối không đáng kể.

a) Tìm số chỉ các Ampe kế khi con chay C ở M và N
b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A
Câu 4 (5 điểm):
Cho quang hệ như hình vẽ, với L là thấu kính hội tụ, tiêu cự
f  20cm . G là gương phẳng.
a) Cho x = 70cm và l = 50cm. Hãy xác định ảnh A3 B3 của AB qua
quang hệ. Vẽ hình
b) l bằng bao nhiêu thì A3 B3 có độ lớn không đổi và không phục
thuộc vào x

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

1


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GD&ĐT TUYÊN QUANG
HƯỚNG DẪN GIẢI

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

Câu 1. a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất.
Lúc t = 4s, tấm bê tông ở độ cao y0 và vận tốc v1
1
1
y0  a.t 2  .0,5.42  4m  v1  at  0,5.4  2m / s
2
2

Nếu gọi v là vận tốc của đá đối với mặt đất: v  v0  v1
Chọn hệ trục tọa độ Oxy
Ta có: vx  v0 .cos   5, 4.cos 300  4, 7 m / s  v y  v0 .sin   v1  5, 4.sin 300  2  4, 7 m / s
tg  

Vx
 1    450
Vy

Vậy ta được: v  vx2  vy2  4,7 2m / s

1
y  v sin  t  gt 2 (2)
2

Ta có phương trình chuyển động của vật: x  v.cos  .t (1)
Thời gian hòn đá đi lên:
Ta biết vy  v.sin   g.t
v y  0  t1 

v.sin  4, 7 2 2

.
 0, 47 s
g
10
2

(3)

v 2 sin 2  (4, 7 2) 2 2

.  1,10m
Độ cao hòn đá đạt tới: y1 
2g
2.10
4

Thời gian rơi xuống đất: t2 

(4)

2 yMax
 1, 01s (5), ( ymax  y0  y1 )
g

Vậy thời gian từ lúc nắm đến khi chạm đất là: t  t1  t2  1, 48s
(6)
b) Tính khoảng cách từ nơi đá chạm đất đến vị trí ban đầu của tấm bê tông (coi như chất điểm).
L  x  v cos  .t  4, 7.1, 48  7m
(7)
Câu 2. a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tông
Ta có: S1  S2  S và m  m1  m2

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

2


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

mg T

p  p0  1  (1)

S1 S1
 F  F0  P1  T

Điều kiện cân bằng của hai pít tông là: 

 F  P2  F0  T
 p  m2 g  p  T (2)
0

S2
S2
T  S1 ( p  p0 )  m1 g (3)
Từ (1) và (2)  
T  S 2 ( p  p0 )  m2 g (4)
mg
 ( S1  S2 )( p  p0 )  (m1  m2 ) g  mg  p 
 p0  1,5.105 Pa
S
b) Nhiệt độ cần làm nóng T
Khi làm nóng khí thì pít tông dịch chuyển lên một đoạn l. Muốn pít
tông cân bằng ở vị trí này thì p’=p (p’: áp suất chất khi sau khi dịch
chuyển pít tông)
Theo phương trình Menđêleep – Clapayron: pV = nRT (n=1)
V p
mà

p '(V  V )  R(T  t )  T
 V
V
R
Sl
V  l S  T  p
 0,9 K
R
Câu 3. a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N. Khi
con chạy C ở M, điện trở mạch ngoài là RN  RMN , dòng điện
không đi qua A1 nên ( I A1  0)
Từ giả thiết: I 

E
3

 0, 43 A
RN  rb 6  1

Dòng điện mạch chính đi qua A2 nên I A2  I  0, 43 A
Khi con chạy C ở vị trí N, mạch ngoài được mắc như sau
E
3

 1,36 A
( RMN / / R1 / / R2 ) do đó RN  1, 2 và I 
RN  rb 1, 2  1
Hiệu
điện
thế

mạch
U
1, 63
U N  U NM  U BA  U BD  IRN  1,36.1, 2  1, 63V  I NM  NM 
 0, 27 A
RMN
1, 2
I BA 

ngoài:

U BA 1, 63
U
1, 63

 0, 27 A và I BD  BD 
 0,81A
R1
6
R2
2

Do đó tại nút N: I A1  I  I NM  1,36  0, 27  1, 09 A

I A2  I  I BD  1,36  0,81  0,55 A
b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A
Gọi điện trở phần MC là x, phần CN = 6 -x
Điện trở mạch ngoài:  RCN nt ( RMC / / R1 / / R2 ) 
Ta có: RN  RCN 
Ta lại có: I 

R1R2 RMC
12 x  2 x 2  18

(1)
R1 R2  R1 RMC  R2 RMC
2x  3

Eb
 Eb  I ( RN  rb ) (2)
RN  rb

Hiệu điện thế mạch ngoài: U N  Eb  Irb  3  I

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

3


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Ta có: U NC  I (6  x)

U BD  U N  U NC  (3  I )  I (6  x)  3  7 I  xI
I BD 

U BD 3  7 I  xI

(3)
R2
2

Từ giả thiết: I A2  0,3 A; tại nút D I A2  I  I BD  0,3  I 

3  7 I  xI
18
(4)
I 
2
5(9  x)

18  12 x  2 x 2  18 
 1  2 x 2  9 x  9  0
Thay (4) vào (2) ta được: 3 

5(9  x) 
2x  3


Giải phương trình ta được x  3 hoặc x  1,5 .
Vậy cả hai giá trị của x đều đúng
Câu 4. a) Xác định ảnh tạo bởi quang hệ
L
G
L
AB 
 A1 B1 
 A2 B2 
 A3 B3
d ,d /
d ,d /

d ,d /
1

1

2

2

3

Với A1B1 : d1  70cm ; d1' 
k1  

3

d1 f
70.20

 28cm (ảnh thật)
d1  f 70  20

d1'
28
2
 
d1
70
5

Với A2 B2 : d2  l  d1'  50  28  22cm ; d2'  d2  22cm (ảnh ảo)
d 2'
k2    1
d2

Với A3 B3 ; d3  l  d 2'  50  22  72cm; d3' 

d3 f
72.20

 27, 7cm (ảnh thật)
d3  f 72  20

d3'
27.7
5
k3    

d3
72
13

Độ phóng đại của hệ: k 

A3 B3
 5   2 2
 k3k2 k1     (1)    
AB
 13   5  13

Vậy ảnh thật A3 B3 của AB tạo bởi quang hệ là ảnh thật, cùng chiều và bằng

2
vật
13

b) l là bằng bao nhiêu thì A3 B3 có độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x.
Khi l có giá trị thay đổi, ta có: d1  x; d1' 

20 x
x  20

d2  l  d1' ; d2'  d2  d1'  l
d3  l  d 2'  l  d 2  2l  d1'  2l 

20 x
2(lx  10 x  20l )

x  20
x  20

Ta lại có:

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

4


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
k

A3 B3
f
f
20
20
200
 k3k2 k1 
.1.

.

AB
f  d3
f  d1 20  2(lx  10 x  20l ) 20  x (l  20 x) x  20l  200
x  20

h
và k không phụ thuộc vào x khi l  20cm
s
1
Khi đó k  
2

Vậy k 

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

5