Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 – Sở Giáo dục và Đào tạo Tuyên Quang (Đề chính thức)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TUYÊN QUANG
ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12
NĂM HỌC 2010 ­ 2011
MÔN VẬT LÝ
Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao 
đ ề)
(Đề này có 04 câu trong 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 
300 .
a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất.
b) Tính khoảng cách từ  nơi đá chạm đất đến vị  trí ban đầu của 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 pít 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).
S1
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.
S2

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
A
điện trở các Ampekế và dây nối không đáng kể.
a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N
b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A

A2

B
R1

A1

C
M

RMN

N

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.
(G)
a) Cho  x 70cm  và  l 50cm .
(L)
Hãy xác định ảnh A3B3 của AB qua
B
quang hệ. Vẽ hình
b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có
A

O1
O2
độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x 
l
x

R2

D


­­­­­­­­­­­­­­­ HẾT­­­­­­­­­­­­­­­­­
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TUYÊN QUANG

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 
12
NĂM HỌC 2010 ­ 2011
MÔN VẬT LÝ

Câu 
Đáp án
hỏi
Câu 1 a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất.
(5điểm Lúc t = 4 s, tấm bê tông ở độ cao y0 và vận tốc v1
1 2 1
)
y0
a.t
.0,5.4 2 4m ..................................................................

v1

2
at

2
0,5.4 2m / s ........................................................................

­ 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
vy

450 ......................................................................

1

Vậy
 
ta
 

.................................................
  

y

được:

 v

vx2

v 2y

4,7 2m / s

Điểm

0,25đ
0,25đ
0,25đ

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ

y

v

v

v1

v0
O

x

O

x

 */ Kể từ khi nắm. 
­ Ta có các phương trình chuyển động của vật
x v. cos .t (1)..............................................................................

0,25đ


1 2
gt   (2)........................................................................
2
g .t
­ Thời gian hòn đá đi lên: Ta biết   v y v. sin
y

v sin t

                              v y

0

t1

­ Độ cao hòn đá đạt tới:  y1

v. sin
g
v 2 sin 2
2g

­   Thời   gian   rơi   xuống   đất:   t2

4,7 2 2
.
10
2
(4,7 2 ) 2 2
.
2.10
4
2 yMax
g

0,47 s   (3)....................
1,10m  (4)...................

0,25đ

0,5đ
0,5đ

1,01s   (5),       (ymax  =   y0  + 

0,5đ
y1).............
Vậy thời gian từ lúc nắm đến khi chạm đất là:
                           t = t1 + t2 = 1,48 s  (6)................................................
b) Tính khoảng cách từ  nơi đá chạm đất đến vị  trí ban đầu của   0,5đ
tấm bê tông (coi như chất điểm).
L x v cos .t 4,7.1,48 7 m   (7)...........................................
0,5đ
Câu 2 a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tông
(4điểm
Ta có:  S1 S 2 S  và  m m1 m2
)
Điều kiện cân bằng của hai pít tông là:
                         (1)
                                                                                      ..............................
               (2)

0,5đ

(3)     
Từ (1) và (2)                                              .........      . ............................
                              
          (4)

0,5đ

S 2 )( p p0 ) (m1 m2 ) g mg ........................................
mg
p
p0 1,5.105 Pa .......................................................
S
b) Nhiệt độ cần làm nóng  T
( S1

­ Khi làm nóng khí thì pít tông dịch chuyển lên trên một đoạn l. Muốn 
pít tông cân bằng ở vị trí này thì p' = p (p': áp suất chất khí sau khi dịch 
chuyển pít tông)........................................................................................
Theo phương trình Menđêleep ­ Clapayron
     pV nRT  (n = 1)..............................................................
p ' (V
V ) R (T
T ) ...........................................................
T

                           

T
T

V
V

p
V  mà  V l S .........................................
R

Sl
p
0,9 K ........................................................
R

0,25đ
0,25đ

0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ



F
  
F0 T P1

T F0

S
P2 F 2

S1

Câu 3 a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N
(6điểm ­ Khi con chạy C ở M, điện trở mạch ngoài là  R N RMN , dòng điện 
)

không đi qua A1 nên (IA1 = 
0).............................................................................
E

Từ giả thiết:  I

RN

3
rb

6 1

0,43 A

Dòng điện mạch chính đi qua A2 nên IA2 = I = 
0,43A.......................
­ Khi con chạy C ở vị trí N, mạch ngoài được mắc như sau
( RMN // R1 // R2 ) .......................................................................................
                do đó  R N 1,2  và  I
Hiệu điện thế mạch ngoài:  U N
.....

E

3
1,36 A .............................
R N rb 1,2 1
U NM U BA U BD IR N 1,36.1,2 1,63V

U NM
RMN

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

                          

I NM

0,25đ

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ

0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ

A2

B

A

R1

A1

R2

D

C
M

RMN

N

b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A

0,25đ

Gọi điện trở phần MC là x, phần CN = 6 ­ x
­ Điện trở mạch ngoài:  RCN nt ( RMC // R1 // R2 ) ..............................................
Ta có:  R N

RCN

R1 R2

Eb

Ta lại có:  I

R1 R2 RMC
R1 RMC R2 RMC

RN

Eb

rb

I ( RN

0,25đ

2

12 x 2 x 18
   (1).........

2x 3

rb )   

0,25đ
0,25đ
0,25đ

(2)........................................
Hiệu điện thế mạch ngoài:  U N Eb Irb 3 I
0,25đ
............................................
U NC I (6 x) ............................................................................ 0,25đ
Ta có: 
U BD U N U NC (3 I ) I (6 x) 3 7 I xI ............................
0,25đ
U BD 3 7 I xI
I BD
  (3).......................................................
R2

Từ giả thiết:  I A2

2

0,3 A ; tại nút D  I A2

I BD  

I

0,3

I

...........
I

3 7I
2

xI

18
   (4)..................................
5(9 x)

18
12 x 2 x 2 18
1
5(9 x)
2x 3

Thay (4) vào (2) ta được:  3

9x 9

d2 , d2

­ Với A1B1:  d1 70cm ;  d1

d1 f
d1

f

70.20
70 20

­ Với A2B2:  d 2
k2

­ Với A3B3:  d 3

0,5đ

d3 , d3

28cm   (ảnh 

0,25đ

thật).....................
k1

0,25đ

0   ...............................................

giải pt 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
(5điểm
L
G
L
AB
A1B1
A2B2
A3B3
)

d1 , d1

0,25đ

0,25đ

...............................
2x 2

0,25đ

d1
28
2
................................................................
d1
70
5

l d1 50 28 22cm ; d 2 d 2
22cm   (ảnh ảo)..............
d2
1 ..............................................................................
d2
d3 f
72.20
27,7cm  
l d 2 50 22 72cm ; d 3
d 3 f 72 20

0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ

 (ảnh thật)
k1

d3
d3

27,7
72

5
............................................................
13

0,25đ

A3 B3

­ Độ phóng đại của hệ:  k

k 3 k 2 k1

AB

5
(1)
13

2
5

2
13

.....................
Vậy ảnh A3B3 của AB tạo bởi quang hệ là ảnh thật, cùng chiều và 
bằng 

(G)

0,5đ

B
B3

A

O1

A3

A1

A2

B1

B2

O2

b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x.
­ Khi l có giá trị thay đổi, ta có:
                   d1
                 d 3
Ta lại có: 
       

k

A3 B3
AB

0,25đ

2
 vật.
13
(L)

                 d 2

0,25đ

20 x
..................................................................
x 20
l d1 ;  d 2
d 2 d1 l ......................................................
20 x
2(lx 10 x 20l )
l d 2 l d 2 2l d1 2l
............
x 20
x 20
x ;  d1

k 3 k 2 k1

(l

f
f

d3

200
20) x 20l

.1.

f
f

200

d1

20

20
20
.
2(lx 10 x 20l ) 20 x
x 20

................................................................

Vậy k = h/s và k không phụ thuộc vào x khi l = 20cm....................
                                     Khi đó  k

1
2

0,25đ
0,25đ
0,5đ

0,5đ
0,5đ