Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2015 2016 sở GDĐT bình thuận hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

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

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2015-2016
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 (5 điểm).
Cho một đèn Đ có các thông số định mức là (6V – 6W) và một
biến trở (như hình vẽ), giá trị điện trở toàn phần của biến trở là
RMN  9 . Nguồn điện sử dụng có điện trở trong không đáng
kể và có suất điện động E  12V . Bỏ qua điện trở dây dẫn.
a) Nếu các cách mắc đèn vào biến trở và nguồn nói trên để đèn sáng bình thường. Vẽ sơ đồ mạch điện
của từng cách mắc (không giới hạn số lượng dây nối sử dụng).
b) Tính điện trở RAM của đoạn AM trên biến trở trong từng cách mắc.
Câu 2(3 điểm).
Cho cơ hệ như hình vẽ. Viên bi 1 có khối lượng m1, thanh 2 có chiều dài
l  1, 25m và khối lượng m2  2m1 . Bỏ qua mọi ma sát, dây không giãn,
khối lượng dây và ròng rọc không đáng kể. Cho gia tốc trọng trường
g = 10m/s2.
Người ta đặt viên bi ở vị trí ngang với đầu dưới của thanh rồi thả nhẹ
cho hệ chuyển động.
a) Tìm gia tốc của viên bi và của thanh.
b) Sau thời gian bao lâu thì viên bi sẽ ở vị trí ngang với đầu trên của thanh?
Câu 3 (5điểm).
Một ống thủy tinh đặt thẳng đứng, được hàn kín ở hai đầu. Bên trong ống có chứa
không khí, thủy ngân và chân không phân bố thành các phần đan xen như sau; phần 3
và phần 5 chứa không khí (xem như khí lý tưởng); phần 2 và phần 4 chứa thủy ngân;

phần 1 là chân không.
Ban đầu các phần có chiều dài bằng nhau. Áp suất khí trong phần 5 là p0 . Người ta
nghiêng ống một góc  so với phương thẳng đứng thật chậm sao cho nhiệt độ các
phần khí trong ống không thay đổi. Bỏ qua ma mọi ma sát.
a) Khi góc    0 , cột thủy ngân ở phần 2 bắt đầu chạm vào đầu trên của ống. Tính  0 .
b) Khi   600 . Tính áp suất tác dụng lên đầu trên của ống.
Câu 4 (5điểm).
Vật AB đặt trước một hệ ba thấu kính mỏng (L1), (L2) và
(L3) đặt đồng trục như hình vẽ. Biết tiêu cự của các thấu
kính đó là f1 = 30cm, f2 = -20cm và f3 = 40cm. Khoảng
cách O1O3 = 80cm. Khi dịch chuyển vật AB phía trước thấu
kính (L1) ta nhận thấy số phóng đại k của ảnh qua hệ thấu
kính này không thay đổi. Tính:
a) Khoảng cách O1O2.
b) Số phóng đại k.

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


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

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2015-2016
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT

Câu 1. Có thể mắc theo 3 cách như sau:
+) Đ nt RAM:

+) (Đ//RAM) nt RAN:

+) (Đ nt RAM) // RAN:

Xét sơ đồ 1, do đèn sáng bình thường nên U đ  6V và I  I đm 

Pđm
 1A
U đm

U AM
 RAM  6
I
 6V , I đ  1A,U AN  E  U đ  6V

U AN  E  U đ  12  6  6V  RAM 

Xét sơ đồ 2, U đ  U AM
Ta có hệ phương trình:



RAM  RAN 9 
I AN  I AM  I đ 

 R
6
 R

 RAN 9
2
 RAM
 3RAM  54  0
6

1
RAM
AN

AM

Giải PT bậc hai và chọn nghiệm RAM  9 ta được RAM  6
Xét sơ đồ 3, U đ  6V , I đ  I AM  1A
U
U AM  E  U đ  12  6  6V  RAM  AM  RAM  6
I
Câu 2. a) Các vật chịu tác dụng của các lực như hình vẽ
Do dây nhẹ và bỏ qua ma sát ở ròng rọc nên ta có:
T1a  T1b , T2 a  T2b  T2c  T
Do ròng rọc động có khối lượng không đáng kể nên:
T1a  T2 a  T2b  T
Chọn chiều dương như hình vẽ.
Theo định luật II Newton:
2T  m1 g  m1a1
2T  mg  ma1
(1)
T  m2 g  m2 a2  T  2 mg  2 ma2
Do các đoạn dây có chiều dài không thay đổi nên ta có:





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


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

 

y01  y1  y01  y02 const
y02  y2  y02  y A const 



a02  a1
a2  2 a02  a2  a1

(2)

Chú ý: y01  const; y A  const
T
2
Từ (1) và (2)   mg  4T  2mg  T  mg
2
3
Thay vào (1) ta tìm được gia tốc của các vật:
1

10
20
a1  g  m / s 2 ; a2  2a1   m / s 2
3
3
30
b) Gia tốc tương đối của vật 1 so với vật 2:
a12  a1  a2  a12  a1  a2  g  10m / s 2
Trong HQC gắn với thanh 2, viên bi 1 chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc ban đầu bằng 0,
suy ra thời gian viên bi 1 đi hết chiều dài thanh 2 là:
1
2l
2.1, 25
s  l  a12t 2  t 

 t  0,5s.
2
a12
10
Câu 3. a) Xét khi ống thẳng đứng, do tổng lực tác dụng lên mỗi cột thủy
ngân bằng không nên ta có: (các áp suất tính theo mmHg) .
pCD l
1

p

l

p0
CD

pAB l  pCD  p0
2
Xét khi cột thủy ngân chưa tếp xúc với đầu F của ống, do tổng lực tác
dụng lên mỗi cột thủy ngân bằng không nên ta có:
1
p 'CD  p0 cos 
p 'CD l cos 
2
p ' AB  p 'CD l cos   p ' AB  p0 cos 









Do nhiệt độ khí không thay đổi nên ta có:



pAB . I AB  p ' AB . I ' AB
pCD . I CD  p 'CD . I 'CD 

 p .l  p cos  .l '
 1 p .l  1 p cos  .l '
2 2
0

0

0

AB

0

CD

 l ' AB  l 'CD 

l
cos 

Do ống hàn kín hai đầu nên khi cột thủy ngân vừa bắt đầu chạm vào đầu F, ta có:
2l
2
l ' AB  l 'CD 
 3l  cos      48,190
cos 
3
0
Vậy khi   0  48,19 thì cột thủy ngân vừa bắt đầu chạm vào đầu F.
b)   600   0 nên cột thủy ngân đã chạm vào đầu F và tác dụng áp suất pF lên đầu ống này.
Theo định luật III Newton,áp suất do đầu F tác dụng lên cột thủy ngân cũng là pF
Do tổng lực tác dụng lên mỗi cột thủy ngân bằng không nên ta có:
1
pF  p 'CD  p0 (1)
p 'CD l cos   pF

4
1
p ' AB  p 'CD l cos  
p ' AB  p 'CD  p0 (2)
4
Do nhiệt độ khí không đổi nên ta có:







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


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369



pAB . I AB  p ' AB . I ' AB
pCD . I CD  p 'CD . I 'CD 





1 


p0 .l  p 'CD  p0 . I ' AB
4 


1
p0 .l  p 'CD l 'CD
2

Khi cột thủy ngân đã chạm vào đầu F: l ' AB  l 'CD  3l
 6  p 'CD  
2

l'

l'



p0l
1
p 'CD  p0
4
p0l

CD
2 p 'CD
AB



3
1
1
11 
p0 p 'CD   0  p 'CD  1 
 p0
2
4
8
3 

1  11 
Thay vào (1) ta tìm được áp suất tác dụng lên đầu: pF  
 1 p0
8  3

Câu 4. Khi vật dịch chuyển trước TK O1, đầu A của vật có quỹ đạo là đường thẳng song song trục
chính. Nếu hệ số phóng đại qua hệ không đổi thì ảnh A3 của A có quỹ đạo cũng là đường thẳng song
song trục chính.
Nếu xét một tia sáng tới trùng với quỹ đạo của A, tia sáng ló ra sau hệ sẽ phải trùng với quỹ đạo của
ảnh A3.
Vậy điều kiện để hệ số phóng đại không thay đổi là tia sáng tới song song trục chính sau khi qua hệ
phải cho tia ló song song trục chính
Tia tới song song trục chính suy ra d1   , tia ló song song trục chính suy ra d '3  
Ta có hồ sơ tạo ảnh sau:
O3
O1
O2
AB 
 A1B1 

 A2 B2 
 A3 B3
Gọi x  O1O2 , khi đó O2O3  80  x . Ta có:

d1    d1'  f1  30cm
d2  x  d1'  x  30cm
d3'    d3  f3  40cm
d2'  O2O3  d3  d2  40  x
Theo công thức thấu kính:
1
1
1
1
1
1
 ' 



2
d
d2 f2
x  30 40  x 20
 x 2  70 x  1000  0 

20 cm
 xx 50
cm

Cả hai nghiệm điều thỏa mãn điều kiện

0  x  80cm nên đều được nhận
Nếu x  50cm  d2  20cm và d2'  10cm ; ta có hình vẽ sau:
 O3 F3 
 A' B ' 
 40 




 
OF
A' B '
8
a 
10

   2 3'       
Số phóng đại k : k  
AB
3
 AB 
 O1 F1 
 30 


 

' 
 a 
 20 

 O2 F1 
Nếu x  20cm  d 2  10cm và d2'  20cm ; ta có hình vẽ sau:

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


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

 O3 F3 
 A' B ' 
 40 




 
O2 F3 
A' B '
2
a 
20 







Số phóng đại k : k  

'
AB
3
 AB 
 O1 F1 
 30 


 

' 
 a 
 10 
 O2 F1 

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