Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2012 2013 sở GDĐT long an vòng 2 hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GD&ĐT LONG AN
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2012-2013
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT-Vòng 2
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
( Đề gồm 02 trang)

Câu 1 (3 điểm).
Một hòn bi sắt treo vào dây dài l  1, 2m . được kéo cho dây nằm
ngang rồi thả rơi. Khi dây hợp góc   300 với đường thẳng đứng, bi
va chạm đàn hồi với bề mặt thẳng đứng của một tấm sắt lớn cố định
(hình vẽ). Hỏi bi sẽ nẩy lên đến độ cao bao nhiêu?

Câu 2(3 điểm).
Có 20g khí heeli chứa trong xilanh đậy kính bởi pittông
biến đổi chậm từ (1)  (2) theo đồ thị mô tả ở hình
bên. Cho V1  30 lít; p1  15atm ; V2  10 lít; p2  15atm .
Hãy tìm nhiệt độ cao nhất mà khí đạt được trong quá
trình biến đổi. Biết khối lượng mol của heeli là 4g/mol
và R  0, 082atm.l / mol. độ.

Câu 3 (3điểm).
Bốn điện tích điểm q  0 giống nhau đặt trong không khí tại bốn đỉnh của tứ diện đều ABCD cạnh a .
Tìm lực điện tổng hợp tác dụng lên điện tích đặt tại D. (Nêu rõ phương, chiều và độ lớn).
Câu 4 (3 điểm).
a) Nếu lần lượt mắc điện trở R1  2 và R2  8 vào một nguồn điện một chiều có suất điện
động  và điện trở trong r thì công suất tỏa nhiệt trên các điện trở là như nhau. Hãy tính điện
trở trong của nguồn.

b) Người ta mắc song song R1 và R2 rồi mắc nối tiếp chúng với điện trở Rx để tạo thành mạch
ngoài của nguồn điện trên. Hỏi Rx phải bằng bao nhiêu thì công suất tỏa nhiêt ở mạch ngoài là
lớn nhất?
c) Bây giờ ta mắc nguồn điện trên và R1, R2 vào mạch
như hình vẽ. Trong đó R3  58, 4, R4  60 , ampe kế
A có điện trở không đáng kể. Tìm số chỉ ampe kế.
Biết nguồn điện có suất điện động   68V .
Câu 5 (3 điểm).
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con lắc dao động theo phương thẳng đứng. Thời
gian vật đi từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là 0,2s, quãng đường vật đi trong một chu kỳ là 32cm.
Chọn trục Ox thẳng đứng và chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian
lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy g  10m / s 2 ,  2  10.
a) Viết phương trình dao động của vật.

1
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
b) Tính thời gian ngắn nhất kể từ lúc t = 0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu.
c) Xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian 0,85s kể từ thời điểm ban đầu.

Câu 6 (3 điểm).
Một thấu kính hội tụ L được đặt song song với màn (E) trong không khí, trên trục chính của thấu kính
có điểm sáng A. Điểm A và màn (E) giữ cố định. Khoảng cách giữa A và (E) là a  100cm . Khi tịnh
tiến thấu kính theo trục chính trong khoảng giữa A và (E), người ta thấy vệt sáng trên màn không bao
giờ thu lại thành một điểm. Nhưng khi L cách (E) một khoảng b  40cm thì vệt sáng trên màn có bán
kính nhỏ nhất.
a) Tìm tiêu cự của thấu kính.
b) Thấu kính L có dạng phẳng lồi. Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n  1,5 , chỗ dày nhất của

thấu kính là 0, 4cm . Tìm đường kính nhỏ nhất của vệt sáng trên màn.
Câu 7 (2 điểm).
Để đo độ sâu của hồ bơi, ban Nam đã cầm một ống nghiệm hình trụ có chia độ rồi lặn xuống đáy hồ.
Sau khi lặn, bạn ấy đã tính ra độ sâu cần tìm. Theo em bạn Nam đã làm cách nào? Giải thích?

2
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

SỞ GD&ĐT LONG AN
HƯỚNG DẪN GIẢI

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2012-2013
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT

Câu 1. Chọn mặt phẳng ngan qua B làm gốc thế năng
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại A, B:
mv 2
WB  WA  1  mgh ; ( v1 : vận tốc hòn bi ngay
2
trước va chạm)
(1)
 v12  2 gh  v12  2 gl cos 
Vận tốc hòn bi ngay sau va chạm v2  v2 n  v2t ; v2  v1.
v2 n : vuông góc với quỹ đạo tròn, nên không ảnh hưởng
đến chuyển động tròn đi lên của vật.
v2t : vuông góc với dây, ứng với chuyển động tròn sau

va chạm.
(2)
v2t  v2 cos 2  v1 cos 2

mv22t
v2
 h '  2t
2
2g
2
0
2
0
Từ (1),(2),(3)  h '  l.cos  .cos 2  h '  l.cos30 .cos 60  0, 26m.
Câu 2. Đoạn (1), (2) có dạng đoạn thảng nên có dạng: p  aV  b
1. Khi V1  30 lít; p1  5atm  5  a.30  b
(a)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại B, C: WC  WB  mgh ' 

2. Khi V1  30 lít; p1  5atm  15  a.10  b

(3)

(b)
2

1
V
Từ (a) và (b)  a   ; b  20  pV  

 20V
2
2
m
20 RT
Mà: pV  RT 
(D)
 50 RT

4
V2
V 2 4V
Từ (c) và (d) 5RT  
 20  T  

2
10 R R
2V 4
Xét hàm T  f V   T '  

10 R R
Khi T '  0  V  20 lít
V(l) 10
20
30
T'
0
T
CĐ
 V  20 lít thì Tmax  

(c)

202
4.20

 487,8K .
10.0, 082 0, 082

Câu 3. Lực điện tổng hợp tác dụng lên D là: F  F1  F2  F3

F1  F2  F3 

kq 2
 F2  F3 ; F2 DF3  BDC  600
2
a

3
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
600
3kq 2

2
a2
nằm trên đường cao DH

 F23  2 F2 cos
F23

F23 DF1  ADH  

F 2  F12  F232  2F1F23 cos 
Mà: AH 2  AD 2  DH 2  2 AD.DH .cos 
3
6kq 2
 cos  
F
3
a2
2
2
2
F1  F23  F  2F23 .F .cos 

   192 28'
Vậy: F có:
1. Điểm đặt: tại C.
2. Chiều: hướng ra ngoài tứ diện.
3. Phương: hợp với mặt phẳng(BDC) một góc   190 28'.
4. Độ lớn: F 

6kq 2
a2

Câu 4. a) p1  p2 
b) p  RI 2 

R 2

R  r

2

R1 2
R2 2

 r  4.
 R1  r   R2  r 2



2
2

r 

 R

R

 , r không đổi Pmax khi R  r  4
c) Ampe kế có điện trở không đáng kể, nên A  C
Sơ đồ tương đương mạch ngoài:  R1 / / R2  ntR3  / / R4
R12 

R1 R2

8
 
R1  R2 5

R123  R12  R3  60
R .R
R  123 4  30
R123  R4
I



 2A
Rr
U AB    I .r  60V
U
I 3  I123  AB  1A
R123
U1  U 2  U12  U AB  U 3  1, 6V
U
I1  1  0,8 A
R1
Ampe kế chỉ I A  I  I1  1, 2 A
T
2
 5 (rad / s)  32  4 A  A  8cm
Câu 5. a)  0, 2   
2
T

4
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
t  0,



x 0
v 0 



cos  0



sin  0     2  x  8cos  5 t  2  cm

Tại vị trí cân bằng: mg  k l0  l0 

g

2

 0, 04m  4cm

A  l0  lực đàn hồi cực tiểu tại vị trí x  4cm
Thời gian ngắn nhất từ khi t  0 đến khi lực đàn hồi cực tiểu là: t 

T T
7
 
s.
2 12 30

T
2
 s  8A 
A  64  4 2  69, 66cm
8
2
Câu 6. Từ 2 tam giác đồng dạng:
r1 d ' b
b
ad
a d

 1  1
 1 
r
d'
d'
d'
d' d'
1 1
1 1
r
 1  1 a     d   

r
 f d
 f d
r a d a
 1    (*)
r d f f
a d 
r1 nhỏ nhất khi    nhỏ nhất.
d f 
Áp dụng bất đẳng thức Cosi, ta có r1 nhỏ nhất khi:

c) t  0,85s  2T 

 a  b   36cm
a d
  d  af  a  b  f 
d f
a
1
1
b)   n  1  R  1,5  1 36  18cm
f
R
Xét CIH , ta có: HI 2  CI 2  CH 2
2

 r 2  R 2   R  OH   r 2  3,8cm
2

Từ (*)  giá trị nhỏ nhất của r1  2,1cm

Vậy đường kình nhỏ nhất của vệt sáng là: 4,2cm.
Câu 7. Úp ống nghiệm thẳng đứng, sau đó lặn xuống hồ đến nơi cần đo độ sâu, vẫn giữ nguyên tư thế
ống nghiệm.
Đánh dấu mực nước dâng lên trong ống nghiệm
Áp dụng định luật Bôi-lo-Ma-ri-ốt cho khối khí trong ống nghiệm (coi nhiệt độ không đổi)
p0V0  pV  p0 Sl0  pSl
Mà: p  p0  h g  p0l0   p0  h  g  l  h 

p0  l0  l 

 gl

h : độ sâu nơi cần đo.
p0 : là áp suất khí quyển.
l0 : độ dài ống nghiệm
l : độ dài của khối khí trong ống nghiệm lúc ở đáy hồ.
 : khối lượng riêng của nước
g : gia tốc trọng trường.

5
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất