Bỏ 4qua điện trở của các dây nối.. Mắc vào hai điểm C, D của mạch một vôn kế có điện trở rất lớn.. Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trởR A 12 .Điều chỉnh biến trở đểR4 24 .Tìm điện
Trang 1SỞ GD&ĐT ĐẮC LĂK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2011-2012
ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT – Vòng 1
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
( Đề gồm 04 trang)
Câu 1: (4,0 điểm)
Có một số dụng cụ một quả cầu nhỏ có khối lượng m, một lò xo nhẹ có độ cứng k và một thanh cứng nhẹ OB có chiều dai l
1 Ghép lò xo với quả cầu để tạo thành một con lắc lò xo và treo thẳng đứng như hình vẽ Kích
thích cho con lắc dao động điều hòa với biên độ A = 2 cm Tại thời điểm ban đầu quả cầu có vận
4 /
2 Quả cầu, lò xo và thanh OB ghép với nhau tạo thành cơ hệ như hình vẽ Thanh nhẹ OB treo
thẳng đứng Con lắc lò xo nằm ngang có quả cầu nối với thanh Ở vị trí cân bằng của quả cầu lò
xo không bị biến dạng Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu trong mặt phẳng chứa thanh và lò xo để
ma sát và lực cản
Chứng minh quả cầu dao động
điều hòa Cho biết: l = 25cm, m=
100g, g10 /m s2 Tính chu kỳ
dao động của quả cầu
Câu 2: (2,0 điểm)
Một mol khí lí tưởng thực hiện
chu trình 1 – 2 – 3 – 4 như hình
biết:
Trang 23 3
Cho hằng số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K
1 Tìm áp suất p ở các trạng thái 1, 2, 3, và 4
2 Vẽ đồ thị p – V của chu trình
Câu 3: ( 3 điểm)
Một thanh đồng chất BC tựa vào tường thẳng đứng tại B nhờ dây AC dài L hợp với tường một
kiện nào để thanh cân bằng?
Câu 4: (4,0 điểm)
Trang 3Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ Cho biết:R1 16 ;R2 R3 24 , R là một biến trở Bỏ 4
qua điện trở của các dây nối Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một điện áp U AB 48 V
1 Mắc vào hai điểm C, D của mạch một vôn kế có điện trở rất lớn
vào điểm nào?
b) Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ số 0 Tìm hệ thức giữa các điện trởR R R R 1, 2, 3, 4 khi đó và tính R 4
2 Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trởR A 12 Điều chỉnh biến trở đểR4 24 Tìm điện trở tương đương của mạch AB, cường độ dòng điện qua các điện trở và chỉ số của ampe kế Chỉ
rõ chiều của các dòng điện
Câu 5: (2 điểm)
Cho mạch dao động gồm một tụ điện và một cuộn dây được nối với một bộ pin có điện trở trong
r qua một khóa điện như hình vẽ Ban đầu khóa K đóng Khi dòng điện đã ổn định, người ta ngắt khóa và trong khung có dao động điện với tần số F Biết rằng điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện lớn gấp n lần suất điện động E của bộ pin Bỏ qua điện trở thuần của các dây nối và cuộn dây Hãy tính điện dung và hệ số tự cảm của cuộn dây
Câu 6: (3,0 điểm)
Một điểm sang S được đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụL có tiêu cự 1 f124cm Sau thấu kính, người ta đặt một màn E vuông góc với trục chính của thấu kính và thu được ảnh rõ nét của S trên màn
1 Để khoảng cách giữa vật và màn là nhỏ nhất thì vật và màn phải đặt cách thấu kính một
khoảng là bao nhiêu?
2 Người ta đặt thấu kínhL phía sau và cùng trục chính với2 L và cách 1 L một khoảng 18cm Trên 1
trường hợp sau:
a) Khi tịnh tiến màn E dọc theo trục chính của hệ thấu kính thì vết sang trên màn có đường kính không thay đổi
b) Khi tịnh tiến màn ra xa hệ thấu kính them 10cm thì vết sang trên màn có đường kính tăng gấp đôi
Câu 7: ( 2,0 điểm)
Trang 4Cho một số dụng cụ: Bộ dụng cụ điện phân, nguồn điện, cân có bộ quả cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây, các dây nối có điện trở không đáng kể
Hãy thiết lập cách bố trí thí nghiệm, trình bày phương án tiến hành thí nghiệm và tìm công thức
để xác định độ lớn của điện tích nguyên tố
SỞ GD&ĐT ĐẮC LĂK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2010-1011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT
Câu 1:
1 Chu kỳ: Ta có hệ thức:
2 4 2 2 2
X , thay các giá trị củav và0 a ta đi đến phương trình bậc hai: 0
Trang 52 2
4X 1200X 160000 0 X 300X 400000 (2)
2
(3)
20 10
Pha ban đầu: Tại t = 0, ta có:v0 Asin20 3 cm/s (2)
a A cos m s cm s (5)
2
a cos
A
3 rad
2 Tại thời điểm t, quả cầu có tọa độ x và vận tốc v, thanh treo OB có góc lệch so với phương thẳng đứng Biểu thức cơ năng cơ năng toàn phần của hệ:
d t t
mv k
EE E E mgh
Chọn gốc thế năng tại VTCB:
2
2
2
t t
E E mgh mgl l cos mgl
l
nên
2
2
2
t
mg
l
Cơ năng toàn phần của hệ:
2
t t d
mv kx mg
l
Lấy đạo hàm bậc nhất của cơ năng E theo thời gian:
(E t) ' mvv' kxx' mg x' 0
l
2
m l
Ta lại có:km2 0,1.40040N m/
0,1 0,25
rad s
440
Câu 2:
Trang 61 Nhận xét và rút được kết luận: Các quá trình 4-1 và 2-3 là đẳng áp vì V tỉ lệ với T
4
36 18
V
2 2 3 18 4
5 1
1 4
1
5 2
2 3
2
8, 31.360
0,83.10
0, 036
8, 31.360
1, 662.10
0, 018
RT
V
RT
V
2 Đồ thị p-V được vẽ như hình
Câu 3:
ms
By f mg T cos (4)
Cân bằng momen đối với trục quay B:
.sin
h
Trang 7Áp dụng định lý hàm sin trong tam giác ABC:
ms
cos
Để có cân bằng phải có ma sát nghỉ và f ms k N ; với k là hệ số ma sát
Từ (4):
2 2 2
Từ (10):
2 2 2
d L k
L
Câu 4:
1 Nếu hai điểm C, D được mắc vôn kế có điện trở rất lớn:
a) Điều chỉnh biến trở để R4 20
Dòng điện quaR và1 R :3 13
1 3
48
1, 2
16 24
AB
U
13 1 1, 2.16 19, 2
AC
U I R V (2) Dòng điện quaR và 2 R :4 24
2 4
48
1, 09
24 20
AB
U
U AD I24.R2 1, 09.2426, 2 V
Vôn kế chỉ:U DC U ADU AC 26, 2 19, 2 7V
b) Điều chỉnh biến trở để vôn kế chỉ 0 nên:U DC 0
Vậy:U AD U AC I24.R2 I R13 1 (5)
2 3
4
1
24.24
36 16
R R
R
R
Trang 82 Khi thay vôn kế bởi ampe kế cóR A 12 và cho R4 24 , ta có mạch cầu không cân bằng
thành mạch sao
Điện trở R AO,R CO,R DO lần lượt là:
1 2
1 2
16.24
7, 3846
16 24 12
AO
A
R R
R
1
1 2
16.12
3, 6923
16 24 12
A CO
A
R R
R
2
1 2
12.24
5, 5385
16 24 12
A
DO
A
R R
R
27, 6923 29, 5385
OCB ODB OB
OCB ODB
R
21, 6774
AB U
R
27, 6923
OB OCB
U
R
Ta lại có:U AO I R AO 2, 214.7,3846 16,3495 V
U OC I R3 CO 1,1427.3, 69234, 2192V
Dòng quaR :1 1
1
20, 5687
1, 2855 16
AC
U
R
Dòng quaR :2 I2 I I1 2, 214 1, 2855 0,9285A
Câu 5: Khi dòng điện đã ổn định, cường độ dòng điện qua cuộn dây là:I0 E
R
Khi khóa K ngắt, mạch bắt đầu dao động
Trang 9Năng lượng của mạch lúc đó là năng lượng từ trường:
2 2
0
W
m
E
r
(2)
Trong quá trình dao động khi tụ điện tích điện đến điện áp cực đạiU thì dòng điện triệt tiêu 0
2 2
0
E
r
4 2
f L
2
C
fnr
2
nr L
f
Câu 6: 1 Ta có sơ đồ tạo ảnh: ( 1 ) '
1
L
SS Khi ảnh hiện rõ trên màn, khoảng cách vật – màn là khoảng cách L giữa vật thật và ảnh thật
Suy ra:Lmin 4f 96cm
48 2
L
2 Sơ đồ tạo ảnh: ( 1 ) ' ( 2 ) '
S S S
Ta có:d1d1' 48cm
a) Vì vết sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến
màn nên chùm tia ló tạo bởiL phải là chum song song với trục 2
chính Tức là ảnh của S tạo bởi hệ hai thấu kính phải ở xa vô
cùng
Ta có:d2' d2 f2
Mà:d2 l d1' 18 48 30cm
Vậy: f2 30cm L: 2 là thấu kính phân kì
b) Chùm tia ló có thể là hội tụ hoặc phân kì
Trang 10Nếu chùm tia ló hội tụ:L có thể là thấu kính 2
Hội tụ hoặc phân kì NếuL là thấu kính hội tụ: 2
Từ hình vẽ, ta có:
' '
2 ' 2
40
2 30
d D
Vậy:40d2' 60 2 d2' d2' 20cm
Từ đó:
'
2 2
2 2
30.20
60 10
d d
NếuL là thấu kính phân kì 2
Lúc nàyS2' nằm trong khoảng giữa hai vị trí của màn E, ta có:
' '
2 ' 2
40
2 30
d D
100
3
Từ đó:
'
2 2
2 2
100 30
100 30 3
d d
Nếu chùm tia ló là chùm phân kì (L là thấu kính phân kì), ảnh2 S2' là ảnh ảo
2 2 2 , 2 1 2
O S d O S d Vậy:
'
' '
2
2 2
10 40
2 30
D
Câu 7: 1 Mắc mạch điện theo sơ đồ thông thường một kín bao gồm: Nguồn điện – Ampe kế -
Bình điện phân
Dùng Ampe kế xác định dòng điện I chạy qua dung dịch điện phân
Trang 11Dùng đồng hồ đếm thời gian để xác định thời gian t mà dòng điện đi qua
2 Gọi n là hóa trị của chất Số các nguyên tử xuất hiện ở điện cực:N q I t
(2)
A
(3)
Từ (2) và (3) ta tìm được:
2 1
A I t A I t e
n m N n m m N