DeDap HSG12 V2

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

<b>UBND TỈNH THÁI NGUYÊN</b>

<b>SỞ GD&ĐT</b>

<b>CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM</b>

<b>Độc lập - Tự do - Hạnh phúc</b>

<b>KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI QUỐC GIA</b>

<b>LỚP 12</b> - <b>MƠN: VẬT LÍ – Năm học 2010 - 2011</b>
<i>Thời gian: 180 phút - (Không kể thời gian giao đề)</i>
<b>Bài 1</b><i><b> (4,0 đ)</b></i>

<b> </b>Một thanh mảnh đồng chất, có khối lượng m chiều dài L, có trục quay O cố định
nằm ngang vng góc với thanh và đi qua đầu trên của thanh (Hình bên). Bỏ qua mọi ma
sát và lực cản khơng khí, gia tốc rơi tự do là g.

1. Thanh đang đứng n thì một chất điểm có khối lượng m1 =
3
m

bay ngang với vận
tốc v0



theo phương vng góc với trục quay đến cắm vào trung điểm của thanh. Tính tốc
độ góc của thanh ngay sau va chạm và cơ năng mất mát lúc va chạm.

2. Cho v0  10gL. Tính góc lệch cực đại của thanh.
<b>Bài 2 </b><i>(5,0 đ)</i>

Một vịng dây trịn tâm O bán kính R, mang điện tích Q > 0 được phân bố đều trên vòng dây.

a/ Xác định cường độ điện trường do điện tích trên dây gây ra tại điểm A trên trục xx’ (xx’ đi qua tâm
O và vng góc với mặt phẳng vòng dây) cách O một đoạn OA = x.

b/ Tại tâm O, đặt một điện tích điểm –q. Kích thích để điện tích –q lệch khỏi O một đoạn nhỏ dọc theo
trục xx’. Chứng tỏ điện tích –q dao động điều hịa và tìm chu kì của dao động đó. Bỏ qua tác dụng của
trọng lực và ma sát với môi trường.

<b>Bài 3 </b><i><b> (4,0 đ)</b></i>

Một thanh đồng chất AB = 2L, momen quán tính I =

3
1

mL2_đối
với trục vng góc với thanh và qua trọng tâm C của thanh. Thanh
có thể trượt khơng ma sát bên trong nửa vịng trịn tâm O bán kính
R =

3
3
L
2

(hình bên). Tìm chu kỳ dao động nhỏ của thanh ? Áp
dụng bằng số: L = 20cm; g = 10m/s2_.

<b>Bài 4</b> <i>(5,0 đ)</i>

Cho mạch điện xoay chiều như hình bên. Các tụ điện đều có điện
dung bằng C, R1 = R0; R2 = mR0 (m là hằng số). Đặt vào A, B một hiệu
điện thế xoay chiều u = U0sinωt với ωR0C = 1.

Xác định hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm E và D?
<b>Bài 5</b> <i>(2,0 đ)</i>

<i>=== Hết ===</i>
<i> Thí sinh khơng được sử dụng bất cứ tài liệu nào</i>

<b>HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÍ 12 (V2) - Năm học 2010-2011</b>

<i>(gồm 03</i> trang)

<b>Bài 1</b> <i>(4,0 đ) </i> <b>Điểm</b>

Cho một khối gỗ hình hộp có cạnh BC dài hơn đáng kể so với cạnh AB
đặt trên một tấm ván nằm ngang (hình bên), một cái bút chì và một cái thước.
Hãy tìm cách làm thí nghiệm và trình bày cách làm để xác định gần đúng hệ
số ma sát giữa khối gỗ và tấm ván. Giải thích cách làm.

<b>ĐỀ CHÍNH THỨC</b>

A

B

C C C

E

D
M

R₁ R₂
O

m
1 0

v



<b>C</b> <b>D</b>

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

+ Tính mơ men động lượng của hệ " chất điểm+ thanh" ngay trước và ngay sau va chạm:

1 0

2
1

0 thanh 0

L
m .v .

2

m .L

I. (I ).

4

   















+ Áp dụng định luật bảo tồn mơ men động lượng của hệ " thanh + chất điểm" đối với trục
quay:

0

2 2

0

1 0 1 0 0 2 2

mv L

L mL L 1 2v

m .v . m . .

2 3 4 6 mL mL 5L

3 12

      











_

_













(3)

+ Cơ năng mất mát khi va chạm biến thành nhiệt lượng toả ra lúc va chạm:

15
mv

2
2

.
4
L
.
3
m
3
mL
6

mv
2

.
I
2

v
.
m
Q

2
0
2

0

2
2

2
0
2

0
2
0

1 _



















+ Vị trí khối tâm của hệ cách trục quay một đoạn: 1

1

L L

m . m. _L

2 2

OG

m m 2



 



+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng sau va chạm ta được:

2

2 2

0

2

2 2

0 0

0 0

2

0
0

0 0 0

4v
mL m L

3. .

3 3 4 25L

I. 4m L 3I.

.g. (1 cos ) cos 1 1

2 3 2 4mgL 4mgL

v

cos 1 cos 0,5 60

20gL

 



 

  _ _

        

        

0,5
0,5

0,5
0,5

0,5
0,5

0,5
0,5
<b>Bài 2 </b><i>(5,0 đ)</i>

a- Chia dây thành những phần tử nhỏ có chiều dài dl mang điện tich dq = λ.dl.

Xét từng cặp dq đối xứng nhau qua O.

- Cường độ điện trường do dq gây ra tại A là: 1 2 2
k

dE dq

R x




Thành phần cường độ điện trường dE1x dọc theo trục xx’:

1x 1 2 2 ₂ ₂

k dq x
dE = dE cosα = .

R + x _{R + x}
dE1x = 2 2 3/2 2 2 3/2

kx dq kλ x dl
=

(R + x ) (R + x ) ;
với  = Q

2 R là mật độ điện tích trên dây.

- Cường độ điện trường do vòng dây gây ra tại A là:
2 2 3/2

k x λ

E = dE = 2πR
(R + x )



E = 2 2 3/2
k Q x
(R + x )

b- Khi điện tích –q ở vị trí O thì lực điện tác dụng lên nó bằng 0. Khi –q ở vị trí M
với OM = x, lực điện tác dụng lên –q: 2 2 3/2

-qkQx

F= - qE = = mx
(R + x ) 
 x + kQqx₂ _{2 3/2} = 0

m(R + x )



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

- Vì x<<R nên: ₂ _{2 3} 3

x x

R

(R + x )   3
kQq
x + x = 0

mR

 _{(*). Đặt:}ω = 2 kQq₃

mR
Chứng tỏ -q dao động điều hòa quanh vtcb O. Với chu kỳ

3
mR
T = 2π

kQq

0,5
0,5
<b>Bài 3 </b><i>(4,0đ)</i>

+ Ta có: cosOAˆC<b>= </b>

2
3
R
2

AB
R

AC



  OC =

2
R

+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, gốc thế năng tại O:

2
1

mv2₊
2
1

I’2 - mg

2
R

cos = const

Mà v =

2
R

’ và I =

3
1

mL2₌
4
mR2

 m

4
R2

’2 - mg

2
R

cos = const

+ Lấy đạo hàm 2 vế và xét góc nhỏ, ta được:

0

sin

'.

2

mgR

"

'.

2

mR

2













 R.

_

"

+ g.= 0 

_

"

+

R
g

 = 0 => Vật dao động điều hòa.

Đặt

R
g

2 _

 

R
g





 T = 2 R_g = 0,955s.

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
<b>Bài 4 </b><i>(5,0 đ)</i>

Goi I, I1, I2 lần lượt là cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều chạy qua tụ C, R1 và R2.
Mạch điện vẽ lại:

Áp dụng định lý hàm cosin, ta có: U2AB U2MBUAM2 2U UMB AMcos



  1 2



1

 

Vì

0

1
R C

  _nên_R₀ 1 _Z_C
C

 



ME 2 2 0 2 ED

U I R mR I mU _;U_MB2 U2_MEU2_ED



m21 U 2



_ED2

_{ }

Áp dụng định lý hàm cosin, ta có: 2 2 2







1 2 2 2

I I I 2I I cos I ; I

Suy ra: 2 2 2 2 2 2



 









0 1 0 2 0 0 2 0 ED MB

R I R I R I 2 R I R I cos U ; U 

2 2 2 ED

AM ED MB ED MB
MB

U
U U U 2U U

U

  









 

2 2 2 2 2 2 2

AM ED ED ED ED

U U  m 1 U 2U  m 4 U 3

0,5
0,5

0,5

0,5
0,5

0,5

C

C
C

A BD

M
R₁

R₂

<i>i</i>₁

<i>i</i>
<i>i</i>₂

U_EB

U_ME

U_AB

U_MB
U_AM

I₁
I

I₂
φ₂

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

Đặt

_

I; I2

_



_

U ; UMB ED

_

=

   

Áp dụng định lý hàm sin, ta có: 1 1

1 1

I

I I

sin sin
sin sin  I 

MB ME ME

1 ₂

AM MB AM

U U U m

sin .

U U U _m ₄

   



2

1 1 ₂

2
cos 1 sin

m 4

    



ED

2 ₂ 2 ₂

MB

U 1 m

sin cos

U _m ₁ _m ₁

     

 

Suy ra:



1 2



1 2 1 2 ₂ ₂

 

m

cos cos .cos sin .sin 4
m 1. m 4

         

 

Thay (2), (3) và (4) vào (1)









2 2 2 2 2 2 2 2

AB ED ED ED ₂ ₂

m
U m 1 U m 4 U 2 m 1. m 4.U .

m 1. m 4

      

 





2 2 2

AB ED

U  2m 2m 5 U

Suy ra: ED ₂ AB ₂ 0

U
U

U

2m 2m 5 4m 4m 10

 

   

0,5

0,5

0,5
0,5
<b>Bài 5 </b><i>(2,0 đ)</i>

Đặt khối gỗ dựng đứng như hình vẽ. Dùng bút chì kẻ KL chia đơi mặt
bên khối gỗ. Đặt mũi bút chì trên đường KL và đẩy nhẹ nhàng khối gỗ

bằng một lực theo phương ngang, song song với cạnh nhỏ nhất AB của nó (hình vẽ).

Ban đầu, điểm đặt của bút chì ở gần K. Khi đó nếu đẩy nhẹ khối gỗ thì nó sẽ trượt chậm trên
mặt tấm ván. Dịch chuyển dần điểm đặt của bút chì dọc theo đường KL về phía L và đẩy như
trên thì sẽ tìm được một điểm M mà:

Nếu điểm đặt của lực ở phía dưới nó thì khối gỗ sẽ trượt

Nếu điểm đặt của lực ở phía trên nó thì khối gỗ sẽ bị đổ nhào mà không trượt.

Dùng thước đo AB = a; KM = b. Khi đó hệ số ma sát sẽ được xác định theo công thức

b
2

a



 .

Giải thích: Nếu đẩy nhẹ cho khối gỗ trượt được thì lúc đó lực đẩy F bằng độ lớn của lực ma sát
trượt giữa khối gỗ và mặt ván. Nếu hợp lực của trọng lực P của khối gỗ và lực đẩy F có giá cịn
rơi vào mặt chân đế của khối gỗ thì nó sẽ trượt, cịn nếu hợp lực này có giá lệch ra bên ngồi
mặt chân đế thì nó sẽ bị đổ. Khi điểm đặt của lực đúng vào điểm M thì giá của hợp lực sẽ đi qua
mép của chân đế (hình vẽ). Khi đó:

.
b

2

a
mg

mg
P

F

tg  

0,5

0,5
0,5

0,5

<b>C</b> <b>D</b>

<b>B</b>

<b>K</b>
<b>A</b>

<b>L</b>

<b>M</b> <b>F</b>

<b>C</b> <b>D</b>

<b>B</b>

<b>b</b>

<b>A</b>
<b>M</b>
<b>F</b>

<b>P</b>

<b>a</b>

</div>

<!--links-->