Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2011-2012 MÔN VẬT LÝ LỚP 12 – SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LONG AN MÔN : VẬT LÝ – LỚP 12 ĐỀ CHÍNH THỨC BẢNG A THỜI GIAN : 180 phút( không kể phát đề ) VÒNG1 Ngày thi : 06- 10-2011 Câu 1: ( 3 điểm) Một vật nặng được treo vào giá đỡ bằng hai dây khối lượng không đáng kể và không dãn AB và AC hợp với phương ngang góc 0 60 α = và 0 45 β = như hình vẽ .Tính khối lượng lớn nhất của vật treo .Cho biết dây treo chỉ chịu được lực kéo tối đa (mà không bị đứt) bằng 300N .Lấy g= 10m/s 2 Câu 2 : ( 3 điểm ) Một quả cầu có thể tích V = 0,1 m 3 được làm bằng giấy mỏng .Quả cầu có một lỗ hở nhỏ bên dưới và qua lỗ hở này người ta có thể đốt nóng không khí trong quả cầu đến nhiệt độ T 2 = 400K, còn nhiệt độ của không khí xung quanh là T 1 = 300K ,Áp suất của không khí bên trong và bên ngoài của quả cầu bằng nhau và có giá trị là p = 100kPa . Hỏi vỏ bằng giấy của quả cầu có khối lượng như thế nào để quả cầu có thể bay lên ? Coi không khí như một chất khí thuần nhất có khối lượng riêng bằng 1,29kg/m 3 ở điều kiện chuẩn ( p 0 = 1,013.10 5 Pa , T 0 = 273K ) Câu 3 : ( 3 điểm ) Hai quả cầu nhỏ bằng kim loại có cùng kích thước và cùng khối lượng m = 90 g ,được treo cùng tại một điểm bằng hai sợi dây mãnh cách điện có cùng chiều dài l = 1,5 m . a) Truyền cho hai quả cầu ( đang nằm cân bằng ) một điện tích q = 4,8.10 -7 C thì thấy hai quả cầu tách ra xa nhau một đoạn a .Xác định a .Xem góc lệch của các sợi dây so với phương thẳng đứng là rất nhỏ . b) Vì một lí do nào đó một trong hai quả cầu đó bị mất hết điện tích đã truyền cho nó .Khi đó sẽ xảy ra hiện tượng gì? Tìm khoảng cách mới giữa hai quả cầu đó.Lấy g = 10 m/s 2 . Câu 4: ( 3 điểm ) Cho mạch điện như hình vẽ: Biết U MN = 12 V ; R 1 = 18 Ω ; R 2 = 9 Ω R là biến trở có tổng điện trở của đoạn CE và CF là 36 Ω .Bỏ qua điện trở của Ampe kế và các dây nối. Xác định vị trí con chạy C của biến trở để : a)Ampe kế chỉ 1A. b)Cường độ dòng điện chạy qua đoạn CE bằng cường độ dòng điện chạy qua đoạn CF của biến trở R? Trang 1 α β m B C A M A N R 0 0 C E F R 1 R 2 + - Câu 5. (3 điểm) Một ròng rọc kép gồm hai hình trụ đặc đồng chất đặt đồng tâm. Hình trụ lớn có khối lượng M = 200g, bán kính R = 10cm, hình trụ nhỏ có khối lượng m = 100g, bán kính r = 5cm. Trên rãnh của từng hình trụ có quấn một sợi dây nhẹ không dãn, đầu tự do mỗi dây mang vật khối lượng lần lượt là m 1 = 250g và m 2 = 200g (hình vẽ). Ban đầu hệ đứng yên, thả cho hệ chuyển động. a) Tính gia tốc của từng vật b) Tính lực căng của mỗi dây treo. Câu 6 ( 3 điểm ) Cho thấu kính hội tụ L 1 có tiêu cự f 1 = 10 cm được ghép đồng trục với thấu kính hội tụ L 2 có tiêu cự f 2 = 20cm . a) Thấu kính L 1 cách L 2 một khoảng a = 30cm .Một vật thật AB ở trước L 1 cách L 1 là 20cm .Chùm sáng từ vật qua L 1 rồi qua L 2 .Tìm vị trí và số phóng đại ảnh của hệ ? b) Đặt L 2 sát với L 1 .Chứng tỏ hệ thấu kính này tương đương với một thấu kính L . Hỏi tính chất và tiêu cự của thấu kính tương đương này? c) Giữ nguyên vị trí của AB và L 1 ,thay đổi khoảng cách giữa hai thấu kính .Hỏi khoảng cách a giữa hai thấu kính là bao nhiêu để ảnh của AB cho bởi hệ thấu kính là ảnh ảo? Câu7( 2 điểm ) Cho các dụng cụ sau : -Một bóng đèn 220V -15W -Một bóng đèn 220-100W -Một khóa K ( đóng ngắt điện đơn) -Dây nối Hãy mắc một mạch điện sao cho: khi K đóng thì đèn này sáng , đèn kia tối và khi K ngắt thì hai đèn tối sáng ngược lại .Giải thích hiện tượng này? HẾT Trang 2 m 1 R r 1 P 1 P m 2 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ 12 - VÒNG1 - BẢNG A NĂM HỌC 2011-2012 NGÀY 06/10/2011 Trang 3 Trang 4 Câu 1 NỘI DUNG ĐÁP ÁN điểm (3 điểm) 1 T u ; 2 T uu là lực căng dây của dây AB và AC -Điều kiện cân bằng của điểm A: 1 2 0P T T+ + = u u uu s ( 1) Chiếu (1) lên 2 trục Ax và Ay : T 2 cos β - T 1 cos α = 0 ( 2) -P +T 1 sin α + T 2 sin β = 0 ( 3) Thay giá trị 0 60 α = và β = 45 0 vào (1) và ( 2) ta có : T 1 = 2 T 2 và T 2 = 2 2( 3 1) P + Ta có T 1 > T 2 và Tmax = 300N Từ đó : max 2 2 . 300 2( 3 1) P N= + suy ra: m max = 300( 3 1) 40,98 20 kg + = 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,75đ 0,5đ 0,5đ Câu 2 (3điểm) Quả cầu bay lên được nhờ lực đẩy Ác-si mét Gọi 1 ρ và 2 ρ là khối lượng riêng của không khí ở T 1 = 300K ; T 2 = 400K Lực đẩy Ác-si mét : F A = 1 ρ Vg ; V là thể tích của quả cầu. Phương trình Cla-pê-rôn Men-đê-lê-ép ta suy ra : m p V RT µ ρ = = ĐK để quả cầu bay lên: 2 1 Vg mg Vg ρ ρ + ≤ m là khối lượng của vỏ bằng giấy của quả cầu, suy ra: 1 2 ( )m V ρ ρ ≤ − Khối lượng riêng không khí ở ĐK chuẩn : 0 0 0 p RT µ ρ = = 1,29 kg/m 3 Lập tỉ số : 0 1 1 0 0 0 0 1 / . / T p RT p p RT p T ρ µ ρ µ = = Suy ra : 0 1 0 0 1 . . p T p T ρ ρ = tương tự : 0 2 0 0 2 . . p T p T ρ ρ = Thay vào biểu thức m: 0 0 0 1 2 1 1 ( ) pT m V p T T ρ ≤ − thay số : m 5 3 5 10 237 100 0.1.1,29( ).( ) 28,97.10 300.400 1,013.10 kg − ≤ = 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ Câu3 (3 điẻm) Điều kiện cân bằng của quả cầu : q P F T O+ + = u uu u u tan q F P α = vì 2 quả cầu giống nhau nên điện tích của mổi quả cầu là q/2 Định luật Culong : 2 2 4 q q F k a = do đó 2 2 tan 4 kq mga α = (1) Vì góc lệch α là góc nhỏ nên tan sin 2 a α α ≈ = l (2) từ (1) và (2) suy ra : 2 3 2 kq a mg = l (3) Thay số : a = 0,12m=12cm 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ α β m B A y x P u 1 T u 2 T uu câu 6 (3điểm) a) ( 1 điểm) Sơ đồ tạo ảnh : / 1 1 1 1 1 20 d f d cm d f = = − / 2 1 10d a d cm= − = / 2 2 2 2 2 20 d f d cm d f = = − − Số phóng đại của hệ: k = / / 1 2 1 2 . d d d d = - 2 b) ( 1 điểm) Khi ghép sát : a = 0 suy ra d 2 = - d 1 / (1) Ta có : / 1 1 1 1 1 1 f d d = + (2) / 2 2 2 1 1 1 f d d = + (3) (1) (2) (3) suy ra : / 1 2 1 2 1 1 1 1 f f d d + = + (4) Vây hệ thấu kính này tương đương với một thấu kính có tiêu cự f thỏa điều kiện : 1 2 1 1 1 f f f = + (5) áp dụng suy ra f = 20/3 cm c) ( 1 điểm) d 1 = 20cm và d 1 / = 20 cm / 2 1 d a d= − suy ra : / 2 ( 20).20 40 a d a − = − Để A 2 B 2 là ảnh ảo ta phải có d 2 / < 0 Lập bảng xét dấu : suy ra 20 cm < a < 40 cm 0,25đ 0,25đ 0,25d 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ Câu7 (2điểm) điện trở bóng đèn :R = 2 U P suy ra : R 1 3227≈ Ω ; R 2 484= Ω I = 1 2 U R R ≈ + 0,05928 A U 1 = 191,3 (V) U 2 = 28,7 ( V) - Khi K đóng thì đèn 15W sẽ tắt ;đèn 100W sáng bình thường -Khi K mở thì đèn 15W có U 1 = 191,3 (V) chỉ nhỏ hơn hiệu điện thế định mức một chút nên sáng yếu hơn bình thường . Còn đèn 100W có U 2 = 28,7 ( V) rất nhỏ hơn hiệu điện thế định mức nên hầu như không sáng 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ hình vẽ 0,25đ Chú ý : 1) Nếu sai đơn vị cho kết quả cần hỏi trong bài chỉ trừ một lần ( 0,25đ) cả bài toán đó. Trang 5 N F U MC R 2 x R- x R 1 AB → A 1 B 1 → A 2 B 2 d 1 d 1 / d 2 d 2 / q F uu P u F u T u a/2 ⊗ 220V-15W 220V-100W K ⊗ 2) Học sinh có thể giải bằng các cách khác nhau nếu đi đến kết quả đúng vẫn cho đủ số điểm Trang 6 m 1 R r + 1 P 1 P m 2 2 P uu 1 T u 1 T u 2 T uu 2 T uu . tối đa (m không bị đứt) bằng 300N .Lấy g= 1 0m/ s 2 Câu 2 : ( 3 đi m ) M t quả cầu có thể tích V = 0,1 m 3 được l m bằng giấy m ng .Quả cầu có m t lỗ hở. α β m B C A M A N R 0 0 C E F R 1 R 2 + - Câu 5. (3 đi m) M t ròng rọc kép g m hai hình trụ đặc đồng chất đặt đồng t m. Hình trụ lớn có khối lượng M =
