Đáp án chọn đội tuyển HSG Vật lí ngày 2 lớp 12 Kiên Giang 2015-2016 - Học Toàn Tập

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG QUỐC GIA </b>

<b> KIÊN GIANG </b> <b>NĂM 2016 </b>

<b>ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: VẬT LÝ </b>

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi thứ hai:10/10/2015

<i>(Đề thi có 02 trang, gồm 04 bài) </i>
<b>HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ </b>

<b>Bài 1: (5 </b>®iĨm)

* Khảo sát trong HQC gắn với mặt đất, chọn chiều dương cùng chiều
chuyển động của m3 trước va chạm.

* Gọi vận tốc góc của thanh AB ngay sau va chạm là ω, khối tâm của
thanh AB là G.

Mơmen qn tính của hệ thanh AB và quả cầu C là:
I =

12
1

m1l2+m1.OG2 + m2.OB2 =
750

41

(kgm2)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ thanh AB và quả cầu C
trong giai đoạn sau va chạm ta có:

m1g.OG.(1-cosα)+m2g.OB.(1-cosα) =
2
1

I_ω2

Thay số tính được: ω = 4,23 (rad/s)

* Khảo sát hệ (m1+m2+m3) trong quá trình va chạm

Gọi v’ là vận tốc của m3 ngay sau va chạm, áp dụng định luật bảo tồn
mơmen động lượng và bao tồn động năng cho hệ ở thời điểm
ngay trước và ngay sau va chạm ta có:

⎪⎩
⎪
⎨
⎧

+
=

+
=

<i>OB</i>
<i>v</i>
<i>m</i>
<i>I</i>
<i>OB</i>
<i>v</i>
<i>m</i>

<i>I</i>
<i>v</i>
<i>m</i>
<i>v</i>

<i>m</i>

'.
.

.

2
1
'
2
1
2

1

3

3

2
2

3
2

3

ω

ω

⇒ ...
Thay số giải được v=3,196 (m/s

<b>1đ</b>

<b>1đ</b>
<b>0,5đ</b>

<b>0,75đ</b>
<b>0,75đ</b>
<b>1đ</b>

<b>Bài 2. </b>

Vẽ hình đúng

+ tại thời điểm thanh đang có vận tốc v, suất điện động ξ = Bvbcosα
+ điện tích tụ C là q = Cξ = C Bvbcosα .

+ cường độ dòng điện I = q’ = CBbcosα.v’ = CBb.a.cosα ( gia tốc a = v’ )

+ theo định luật 2 Niutơn : <i>P</i>G+<i>F</i>G+<i>N</i>G =<i>ma</i>G

5 điểm

0,5

0,5
0,25
0,75
0,25

B

m3

G

A

<b>F </b>
<b>N </b>

<b> P </b>
<b> X </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

+ chiếu lên trục Ox // mặt nghiêng : Psinα – Fcosα = ma (1)

+ lực từ: F =BIb = B2Cb2.a.cosα (2)
+ từ (1) và (2) ta có gia tốc a =

α
α

2
2

2 _cos

sin
<i>Cb</i>
<i>B</i>
<i>m</i>

<i>mg</i>

+ (3)

+ thời gian trượt hết đoạn đường ℓ : ℓ=a.t2_{/2 do đó}
t = ( cos )

sin

2 2 2 2_α

α <i>m</i> <i>Cb</i> <i>B</i>

<i>mg</i> +

A

(4)

+ vận tốc khi trượt cuối đoạn đường ℓ :

α
α

2
2

2 _cos

sin
2

<i>b</i>
<i>CB</i>
<i>m</i>

<i>mg</i>
<i>v</i>

+

= A

0,25
0,5
0,5
0,5

0,5

0,5
<b>Bài 3: (5 điểm) </b>

Lượng khí ở 2 phần xylanh là như nhau nên:

2
'
2
'
2
1

'
1
'
1
1

2
2
1

1
1

T
V
P
T

V
P
T

V
P
T

V
P
R
.

m ₌ ₌ ₌ ₌

μ (0,5đ)

Vì <i>V</i>₁=<i>nV</i>₂ nên <i>P</i>₂ =<i>nP</i>₁………….………… (0,5đ)

Theo giả thiết: ' '

1 2 /

<i>V</i> =<i>V</i> <i>n</i>, suy ra:

'

2 2

'

1 1

<i>T</i> <i>P</i>

<i>n</i>

<i>T</i> = <i>P</i> (1)……….…………. (0,5đ)

Để tính
'

'
1

2
P
P

ta dựa vào các nhận xét sau:

1. Hiệu áp lực hai phần khí lên pittơng bằng trọng lượng Mg của pittơng:
(P P )S Mg (P2 P1)S

'
1
'

2 − = = − (0,5đ)

' '

2 1 2 1 ( 1) 1

<i>P</i> −<i>P</i> =<i>P</i> − =<i>P</i> <i>n</i>− <i>P</i>

' '

2 1 ( 1) 1

<i>P</i> =<i>P</i> + −<i>n</i> <i>P</i> (2)………..…………..(0,5đ)
2. Từ phương trình trạng thái của khí lí tưởng ở phần trên của pittơng:

P1V1 = P1’V1’

1
'
1

'
1
1

V
V
.
P
P =
→

……….……..(0,5đ)
Thay vào (2), ta suy ra:

' '

2 1

'

1 1

1 ( 1)

<i>P</i> <i>V</i>

<i>n</i>

<i>P</i> = + − <i>V</i> (3)……….……….(0,5đ)

3. Để tìm
1

'
1
V
V

ta chú ý là tổng thể tích 2 phần khí là khơng đổi:
V1+V2 = V1’+V2’

V1’, P1’

V2’,
V1,

P

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

' '
1

1 1 1

<i>V</i>

<i>V</i> <i>V</i> <i>nV</i>

<i>n</i>

+ = + ⇒ 1'

1

1

<i>V</i>

<i>V</i> = <i>n</i> ……….(0,5đ)

Thay vào (3) ta được:

'
2
'
1

1 2 1

1 ( 1)

<i>P</i> <i>n</i>

<i>n</i>

<i>P</i> <i>n</i> <i>n</i>

−

= + − = ………(0,5đ)

Thay vào (1) ta có kết quả: _' 2 1

1
'
2
1

2 ₌ ₌ <i>_n</i>₋

<i>P</i>
<i>P</i>
<i>n</i>
<i>T</i>
<i>T</i>

……….… (0,5đ)

<b>Bài 4 </b> <b>HƯỚNG DẪN CHẤM </b> <b>Điểm</b>

1.1

Chia vòng tròn thành nhiều phần tử <i>dl</i>. Do vịng dây tích điện đều nên điện
tích trên mỗi phần tử

2
<i>dl</i>

<i>dq</i> <i>q</i>

<i>R</i>

π

= 0,25

Điện thế do mỗi phần tử gây ra tại điểm M trên trục, có tọa độ z:

2 2 2 2 2

0 ₀

1

4 ₈

<i>dq</i> <i>qdl</i>

<i>dV</i>

<i>R</i> <i>z</i> <i>R R</i> <i>z</i>

πε _{π ε}

= =

+ +

0,25

Điện thế V do vịng trịn tích điện gây ra tại M:

2

2 2 2 2 2

0 8 0 4 0

<i>R</i> <i>_qdl</i> <i>_q</i>

<i>V</i> <i>dV</i>

<i>R R</i> <i>z</i> <i>R</i> <i>z</i>

π

π ε πε

= = =

+ +

∫

∫

0,5

Do tính chất đối xứng trục, cường độđiện trường do vòng tròn ra tại điểm M
có phương dọc trục Oz :

2 2 3

0

4 ( )

<i>dV</i> <i>qz</i>

<i>E</i>

<i>dz</i> _πε <i>_R</i> <i>_z</i>

= − =

+ 0,5

Khi z >> R thì ₂

0 0

;

4 4

<i>q</i> <i>q</i>

<i>V</i> <i>E</i>

<i>z</i> <i>z</i>

πε πε

= =

Nhận xét : Biểu thức điện thế và cường độđiện trường tại M giống điện tích
điểm q đặt tại O gây ra tại M.

0,25

1.2a

Điện thế do vòng tròn gây ra tại tâm:

0

4

<i>o</i>

<i>q</i>
<i>V</i>

<i>R</i>

πε

= . _0,25

Bỏ qua tác dụng của trọng lực nên tại z = 0 là vị trí cân bằng của hạt. Mặt
khác hai vật mang điện cùng dấu nên đây là vị trí cân bằng khơng bền.
Điều kiện để hạt có thể xuyên qua vịng dây thì :

2
0

1

2<i>mv</i> + <i>qVM</i> ≥ <i>qVo</i> ⇔

2 2

2

0 ₂ ₂

0
0

1

2 ₄ 4

<i>q</i> <i>q</i>

<i>mv</i>

<i>R</i>

<i>R</i> <i>h</i> πε

πε

+ ≥

+

0,5

2

0 ₂ ₂

0

1 1

2
<i>q</i>
<i>v</i>

<i>m</i> <i>R</i> <i>_R</i> <i>_h</i>

π ε

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⇒ ≥ −

⎜ ₊ ⎟

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

1.2b

Khi hạt ởđộ cao z, thế năng của hạt:

2

2 2

0

4
<i>q</i>
<i>U</i> <i>mgz</i>

<i>R</i> <i>z</i>

πε

= +

+ 0,5

Có

(

)

2

3

2 2

0

4

<i>dU</i> <i>q z</i>

<i>mg</i>

<i>dz</i> = − _πε <i>_R</i> ₊ <i>_z</i> _0,5

Thay

2
2
0

2 2

4
<i>q</i>
<i>mg</i>

<i>R</i>

πε

=

₍

₎

2
3

2 2

2 2
1

<i>dU</i> <i>R z</i>

<i>mg</i>

<i>dz</i> <i>_R</i> <i>_z</i>

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⇒ = _⎜ − _⎟

⎜ + ⎟

⎝ ⎠ 0,25

Khi <i>z R</i>= thì 0
<i>dU</i>

<i>dz</i> = _{. V}_ậ_y<i>z R</i>= _{là v}_ị_{trí cân b}_ằ_{ng c}_ủ_{a h}_ạ_t. 0,25

1.2b

Do

(

)

(

)

2 2

2

2

2 ₅

2 2

2

2 2 <i>z</i> <i>R</i>

<i>d U</i>

<i>mgR</i>

<i>dz</i> <i>_R</i> <i>_z</i>

−
=

+ 0,5

Khi <i>z R</i>= thì

2

2 0

<i>d U</i>

<i>dz</i> > _{thì U(z) có c}_ự_{c ti}_ể_{u và cân b}_ằ_{ng là b}_ề_n. 0,25

</div>

<!--links-->