Đề và Đáp án HSG Vật Lí 12 tỉnh Gia Lai năm học 2010-2011 (Bảng B môn vật lý)

Một pit-tông có trọng lượng đáng kể ở vị trí cân bằng trong một bình hình trụ kín Hình 1.. Phía trên và phía dưới pit-tông có chứa cùng một loại khí.. Khối lượng và nhiệt độ của khối k

m  2V0 

T 

m,V0,T  (Hình 1)

A 

R 

D 

f=50Hz ~ 

U=100V 

(Hình 2)

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

GIA LAI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2010-2011 Môn: VẬT LÝ- Bảng B

Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)

Ngày thi: 01/12/2010

(Đề này gồm 2 trang)

Bài 1 (3,5 điểm)

Một pit-tông có trọng lượng đáng kể ở vị trí

cân bằng trong một bình hình trụ kín (Hình 1) Phía

trên và phía dưới pit-tông có chứa cùng một loại khí

Khối lượng và nhiệt độ của khối khí ở trên và khối

khí ở dưới pit-tông là như nhau Biết rằng ở nhiệt độ

T, thể tích khí ở phần trên gấp 2 lần thể tích khí ở

phần dưới Nếu tăng nhiệt độ khí lên đến 2T thì tỉ số

hai thể tích khí khi đó là bao nhiêu? Bỏ qua ma sát

giữa pit-tông và thành bình

Bài 2 (3,0 điểm)

Mạch điện có sơ đồ như hình 2 Cuộn dây

thuần cảm có độ tự cảm L Người ta thay đổi L và

điện dung C của tụ điện để công suất mạch tuân

theo biểu thức: P K2 Z Z L C

a) Khi L 2( )H



 thì K2 2, dòng điện trong

mạch cực đại Tính C, R và độ lệch pha giữa uAE

và uBD

b) Tìm liên hệ giữa R, C, L để cường độ hiệu

dụng I = K Lúc đó, tính độ lệch pha giữa uAE và

uBD.

Bài 3 (3,5 điểm)

Hai nguồn sóng A, B cùng pha, cùng biên độ, cùng tần số 40(Hz) gây ra hiện tượng giao thoa trên mặt thoáng chất lỏng Biết AB19,5(cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 2( / )m s

a) Điểm M thuộc mặt chất lỏng, cách A và B lần lượt là 19(cm) và 9,5(cm) Tính số vân giao thoa cực đại đi qua đoạn AM

ĐỀ CHÍNH THỨC 

(Hình 3) A

(Hình 4) 

S

B 

Trục chính 

a 

b) Điểm N thuộc mặt chất lỏng và nằm trên đường thẳng đi qua A, vuông góc với AB Biết N dao động với biên độ cực tiểu, tính khoảng cách lớn nhất giữa A và

N

Bài 4 (3,0 điểm)

Cho một nguồn điện có suất điện động E 12 V  , điện trở trong r Khi mắc vào hai cực của nguồn điện điện trở R1 2( ) hoặc R2 4,5( ) thì công suất tỏa nhiệt trên các điện trở ấy đều bằng nhau

a) Tính điện trở trong của nguồn điện

b) Nối nguồn điện này với một điện trở ngoài R, để công suất mạch ngoài là lớn nhất thì điện trở R phải có giá trị là bao nhiêu? Tính công suất này

c) Dùng nguồn điện này để thắp sáng một bộ bóng đèn gồm các đèn giống

nhau, mỗi đèn có ghi 3V – 1,5W mắc thành m dãy, mỗi dãy gồm n đèn ghép nối

tiếp Xác định số đèn lớn nhất và cách ghép để các đèn đều sáng bình thường

Bài 5 (3,5 điểm)

Một thấu kính mỏng, phẳng - lồi (L) làm

bằng thuỷ tinh có chiết suất n, ghép đồng trục với

một gương cầu lõm (G) có cùng tiêu cự f Hệ thống

đặt trong không khí Khoảng cách giữa (L) và (G)

là 3 f Một vật phẳng, nhỏ AB đặt trước hệ,

vuông góc với trục chính tại A như hình 3

a) Tìm vị trí đặt vật (theo f) để ảnh qua hệ có vị

trí trùng với vị trí vật

b) Dùng thấu kính trên đặt giữa một điểm sáng

S và màn chắn sáng M (hình 4), người ta tìm được

khoảng cách nhỏ nhất giữa S và ảnh của nó trên

màn qua thấu kính là 64(cm) Biết n1,5, tính bán

kính cong của mặt cầu giới hạn thấu kính

Bài 6 (3,5 điểm)

Từ một số dụng cụ có sẵn:

+ 1 giá có gắn 1 ròng rọc cố định (khối lượng ròng rọc không đáng kể);

+ 1 thước mét;

+ Hai vật m1 và m2 (m1m2) được nối với nhau bằng 1 sợi dây không dãn; + 1 đồng hồ bấm giây;

+ 1 chiếc cân

Bỏ qua mọi ma sát và xem dây nhẹ, hãy thiết lập phương án thí nghiệm để

xác định gia tốc rơi tự do g tại nơi làm thí nghiệm

Hết 

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

GIA LAI

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2010-2011 Môn: VẬT LÝ- Bảng B

Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)

Ngày thi: 01/12/2010

(Hướng dẫn này gồm 4 trang)

HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM

Bài 1

(3,5 điểm)

+ Gọi P là áp suất của khí ở phần trên pit-tông, phần áp suất tạo nên do 0

trọng lực của pit-tông là K Áp suất của khí ở phần dưới pit-tông là :

0

+ Vì khối lượng khí ở phần trên và phần dưới pit-tông bằng nhau nên ta có :

0



0,50

+ Khi nhiệt độ bằng 2T, gọi: ,V V lần lượt là thể tích khí ở trên và dưới t d

pit-tông ,P là áp suất của khí ở phần trên pit-tông Khi đó áp suất của khí

ở phần dưới pit-tông là : P K   P P0 0,50

+ Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở phần trên pit-tông,

ợc :

2

t

t

V

(1)

0,25

+ Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở phần dưới pit-tông,

ợc :

0

2

d

d

V

+ Mặt khác : V V t d 2V0V0 3V0 (3) 0,25

+ Thay (1) và (2) vào (3), suy ra : 2 2

+ Giải phương trình trên được 2 nghiệm :

0 (5 73) 0 6

P

P   (Loại) và 0(5 73) 0

6

P

0,50

+ Tính được tỷ số thể tích của khí ở phần trên và phần dưới pit-tông là :

0 11 73

1, 443

t d

Bài 2

(3,0 điểm)

a)

+ Ta có : Z L L.2  f 2 2 50 200



+ Vì mạch RLC nối tiếp có Imax nên cộng hưởng xảy raZ L Z C 200

0,25

ĐỀ CHÍNH THỨC

L

U

C

U

AE

U 

BD

U

R

U

O

2

 1



Suy ra :

4

( )

200 100 2

C



+ Mặt khác : P  R I2, với ax

min R

m

Z

25 400

R R

P

+ Giản đồ véc tơ vẽ được :

0,25

+ Từ giản đồ véc tơ suy ra : 1 2

R

200

25

AE BD

b) + Ta biết :

2 2

R I







P

P nên khi I = K, ta suy ra :

L

C

2

tan

tan

L

C

Z

Z Z R

R









0,25

2

AE BD



Bài 3

(3,5 điểm)

a)

40

v

f

   

5

MA MB



+ Suy ra M nằm giữa vân cực đại bậc 1 và vân cực đại bậc 2 (cùng phía so

với vân trung tâm).(Hình vẽ) (1)

0,25 0,25

0,25

+ Số vân cực đại qua AB là

B 

N

A 

M 

3, 2, 1,0

k

k

k Z







 



 

Vậy có 7 cực đại qua AB (2)

+ Từ (1) và (2) suy ra có 5 vân cực đại qua MA 0,50

b)

+ Vì N dao động với biên độ cực tiểu và ở xa A nhất nên thuộc vân giao

thoa cực tiểu gần vân trung tâm nhất Khi đó:

1

2,5( ) 2

2 0

k



 



+ Mặt khác ABN vuông tại A nên:

2 2 2 19,52 380, 25( )

Bài 4

(3,0 điểm)

a)

+

2 2

1



E

2 2

2



E

b)

2

2

r

R

+ Vì R r 2 r

R

R

P

0,25

+

2

4

r

E 

c)

+ Pn U I (EIr I) 12I3I2 (2) 0,25

+ Từ (1) và (2) 12I3I2 1,5N 2I28I N   (3) 0

m1 

h 

Thay N = 8 vào (3) suy ra I 2A

+ I D 0,5A

U

P  mà I mI D m 4;n 2 Vậy cần mắc 4 dãy, mỗi dãy 2 đèn nối tiếp

0,5

Bài 5

(3,5 điểm)

a)

+ Sơ đồ tạo ảnh :

1 2 3 / / /

1 2 3

+ Đặt x OA d  , suy ra : 1 / 1

1 1

d

+

2 /



2 2

2

d



+

/

3

3 3

3

d



+ Để ảnh qua hệ có vị trí trùng với vị trí của vật, ta có : /

3 1

Hay

2

2

f



b)

+ Gọi a là khoảng cách từ điểm vật S đến ảnh thật của nó trên màn, ta có :



+ Để tồn tại ảnh thật thì phương trình trên phải có nghiệm, do đó:

2 4af 0

4

a

+ Khi amin thì 64 16( )

a

+ Ta biết: 1 (n 1) 1 R (n 1)f (1,5 1) 16 8(cm)

Bài 6

(3,5 điểm)

1) Cơ sở lý thuyết:

+ Xét hai vật m1, m2 nối với nhau bởi sợi

dây không dãn, vắt qua ròng rọc cố định,

khối lượng ròng rọc không đáng kể (Hình vẽ)

1,00

+ Gia tốc của hệ vật: 1 2 1 2

+ Gọi độ cao ban đầu của hệ vật là h, thời gian kể từ khi hệ chuyển động

đến khi m1 chạm đất là t Ta có: 2

2

2

h

t

+ Từ (1) và (2), suy ra: 1 2

2

1 2

2h m m g



+ Từ (3): Xác định được h t m m ta xác định được g , , ,1 2 0,25

2) Tiến hành thí nghiệm:

+ Cân khối lượng m1 , m 2 và lắp lên ròng rọc

+ Giữ cố định m2, đo khoảng cách h từ m1 đến mặt đất (hoặc sàn ngang)

+ Thả cho m2 chuyển động, đồng thời cho đồng hồ hoạt động

+ Khi m1 chạm đất ngắt đồng hồ và đọc số đo thời gian t

+ Thay các số liệu h t m m đo được vào (3), xác định được g , , ,1 2

1,25

- Thí sinh luận giải theo các cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa theo biểu điểm

- Thí sinh trình bày thiếu hoặc sai đơn vị ở đáp số mỗi câu sẽ bị trừ 0,25 điểm (toàn bài không trừ quá 0,5 điểm)

-Hết -