Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT ĐẮC LĂK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT – Vòng Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 04 trang) Câu 1: (4,0 điểm) Có số dụng cụ cầu nhỏ có khối lượng m, lò xo nhẹ có độ cứng k cứng nhẹ OB có chiều dai l Ghép lò xo với cầu để tạo thành lắc lò xo treo thẳng đứng hình vẽ Kích thích cho lắc dao động điều hòa với biên độ A = cm Tại thời điểm ban đầu cầu có vận tốc v  20 3cm / s gia tốc a  4m / s Hãy tính chu kì pha ban đầu dao động Quả cầu, lò xo OB ghép với tạo thành hệ hình vẽ Thanh nhẹ OB treo thẳng đứng Con lắc lò xo nằm ngang có cầu nối với Ở vị trí cân cầu lò xo khơng bị biến dạng Từ vị trí cân kéo cầu mặt phẳng chứa lò xo để OB nghiêng với phương thẳng đứng góc   10 buông không vận tốc đầu Bỏ qua ma sát lực cản Chứng minh cầu dao động điều hòa Cho biết: l = 25cm, m= 100g, g  10m / s Tính chu kỳ dao động cầu Câu 2: (2,0 điểm) Một mol khí lí tưởng thực chu trình – – – hình vẽ Cho biết: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 T1  T2  360K ; T3  T4  180K ;V1  36dm3 ;V3  9dm3 Cho số khí lí tưởng R = 8,31 J/mol.K Tìm áp suất p trạng thái 1, 2, 3, Vẽ đồ thị p – V chu trình Câu 3: ( điểm) Một đồng chất BC tựa vào tường thẳng đứng B nhờ dây AC dài L hợp với tường góc  hình Biết BC có độ dài d Hỏi hệ số ma sát tường phải thỏa điều kiện để cân bằng? Câu 4: (4,0 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Cho mạch điện có sơ đồ hình vẽ Cho biết: R1  16; R2  R3  24 , R4 biến trở Bỏ qua điện trở dây nối Đặt vào hai đầu A, B mạch điện điện áp U AB  48V Mắc vào hai điểm C, D mạch vơn kế có điện trở lớn a) Điều chỉnh biến trở để R4  20 Tìm số vôn kế Cho biết cực dương vôn kế phải mắc vào điểm nào? b) Điều chỉnh biến trở vơn kế số Tìm hệ thức điện trở R1 , R2 , R3 , R4 tính R4 Thay vơn kế ampe kế có điện trở RA  12 Điều chỉnh biến trở để R4  24 Tìm điện trở tương đương mạch AB, cường độ dòng điện qua điện trở số ampe kế Chỉ rõ chiều dòng điện Câu 5: (2 điểm) Cho mạch dao động gồm tụ điện cuộn dây nối với pin có điện trở r qua khóa điện hình vẽ Ban đầu khóa K đóng Khi dòng điện ổn định, người ta ngắt khóa khung có dao động điện với tần số F Biết điện áp cực đại hai tụ điện lớn gấp n lần suất điện động E pin Bỏ qua điện trở dây nối cuộn dây Hãy tính điện dung hệ số tự cảm cuộn dây Câu 6: (3,0 điểm) Một điểm sang S đặt trục thấu kính hội tụ L1 có tiêu cự f1  24cm Sau thấu kính, người ta đặt E vng góc với trục thấu kính thu ảnh rõ nét S Để khoảng cách vật nhỏ vật phải đặt cách thấu kính khoảng bao nhiêu? Người ta đặt thấu kính L2 phía sau trục với L1 cách L1 khoảng 18cm Trên E lúc có vết sang hình tròn Hãy tính tiêu cự thấu kính L2 vẽ hình trường hợp sau: a) Khi tịnh tiến E dọc theo trục hệ thấu kính vết sang có đường kính khơng thay đổi b) Khi tịnh tiến xa hệ thấu kính them 10cm vết sang có đường kính tăng gấp đơi Câu 7: ( 2,0 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Cho số dụng cụ: Bộ dụng cụ điện phân, nguồn điện, cân có cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây, dây nối có điện trở khơng đáng kể Hãy thiết lập cách bố trí thí nghiệm, trình bày phương án tiến hành thí nghiệm tìm cơng thức để xác định độ lớn 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: a2 v2    A2  v 2  a  A2 A2 Đặt X   , thay giá trị v0 a0 ta đến phương trình bậc hai: Chu kỳ: Ta có hệ thức: (1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 X  1200 X  160000   X  300 X  40000  300  500 Phương trình cho nghiệm: 1,2  (3) Chọn nghiệm thích hợp: X  400    400    20 (rad/s) 2 2  Vậy chu kỳ dao động: T  (4)   ( s)  20 10 Pha ban đầu: Tại t = 0, ta có: v0   A sin   20 cm/s (2) a0   A 2cos  4m / s  400cm / s a 400  Từ (3): cos       A 2.400 Từ (2): chọn    (2) (5)  (6) (rad ) Tại thời điểm t, cầu có tọa độ x vận tốc v, treo OB có góc lệch  so với phương thẳng đứng Biểu thức năng toàn phần hệ: mv k 2 (7) E  Ed  Et1  Et2    mgh 2 Chọn gốc VTCB: Et  Et2  mgh  mgl (l  cos )  mgl Do   2 (8) x mg nên Et2  x 2l l mv kx mg   x  const (9) 2 2l Lấy đạo hàm bậc E theo thời gian: mg ( Et ) '  mvv ' kxx ' x'  l k g Vì v = x’, v’ = x’’ nên: x ''    x  hay x ''  x  (10) m l  k g  (11) Vậy dao động điều hòa với tần số góc:   m l Ta lại có: k  m  0,1.400  40 N / m Cơ toàn phần hệ: E  Et1  Et2  Ed  k g 40 10     440( rad / s) m l 0,1 0,25 2 2 Chu kì dao động: T  (12)   0,3s  440 Câu 2: Vậy:   http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Nhận xét rút kết luận: Các trình 4-1 2-3 đẳng áp V tỉ lệ với T Các trình 1-2 3-4 đẳng nhiệt (1) Ta có: T1  2T4 T2  2T3 (2) V 36 Nên: V4    18dm3 2 (3) V2  2V3  18dm3  V4 RT 8,31.360 p1  p4    0,83.105 Pa V1 0, 036 RT2 8,31.360   1, 662.105 Pa V2 0, 018 Đồ thị p-V vẽ hình p2  p3  Câu 3: Phản lực tường phân tích: Q  N  f ms (1) Đặt AB = h AB   ; trọng lượng BC: P= mg; Hệ quy chiếu Bxy Khi hệ cân ta có P  T  N  f ms  (2) (3) B : N  T sin  By  f ms  mg  T cos (4) Cân momen trục quay B: d d sin  (5) P .sin   T h.sin   T  mg 2h.sin  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Áp dụng định lý hàm sin tam giác ABC: d L h d sin(   ) (6)   h sin  sin  sin(   ) sin  mg.d sin  mg.sin  sin  Từ (5), (6) (3): T  (7) N 2sin(   ) 2sin(   )  cos sin   Từ (4): f ms  mg 1  (8)   2sin(   )  Để có cân phải có ma sát nghỉ f ms  k N ; với k hệ số ma sát  mg.cos sin   mg.cos sin  Từ (4): mg 1    k 2sin(   )  2sin(   )  2.sin  cos  s in  cos   Hay: k     sin  sin   tan  tan   Từ (4): sin   L.sin  d  L2 sin   cos = d d (9) (10) (11) d  L2 sin   Từ (10): k  (12) L.sin  tan  Câu 4: Nếu hai điểm C, D mắc vơn kế có điện trở lớn: a) Điều chỉnh biến trở để R4  20 U AB 48 Dòng điện qua R1 R3 : I13    1, A R1  R3 16  24 U AC  I13 R1  1, 2.16  19, 2V U AB 48 Dòng điện qua R2 R4 : I 24    1, 09 A R2  R4 24  20 U AD  I 24 R2  1,09.24  26, 2V Vôn kế chỉ: U DC  U AD  U AC  26,  19,  7V Cực dương phải mắc vào điểm D (4) b) Điều chỉnh biến trở để vôn kế nên: U DC  Vậy: U AD  U AC  I 24 R2  I13 R1 (5) R U AB U AB R R2  R1   Hay: (6) R2  R4 R1  R3 R2 R1 RR 24.24 R4    36 (7) R1 16 (1) (2) (3) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Khi thay vơn kế ampe kế có RA  12 cho R4  24 , ta có mạch cầu khơng cân Thay mạch sơ đồ mạch tương đương sử dụng chuyển mạch tam giác R1 , R2 , RA thành mạch Điện trở RAO , RCO , RDO là: R1 R2 16.24 (8) RAO    7,3846 R1  R2  RA 16  24  12 R1 RA 16.12 (9) RCO    3, 6923 R1  R2  RA 16  24  12 RA R2 12.24 (10) RDO    5,5385 R1  R2  RA 16  24  12 Điện trở: ROCB  RCO  R3  3, 6923  24  27, 6923 (11) (12) RODB  RDO  R4  5,5385  24  29,5385 R R 27, 6923.29,5385 Điện trở đoạn OB là: ROB  OCB ODB   14, 2928 ROCB  RODB 27, 6923  29,5385 Vậy điện trở toàn mạch: R  RAO  ROB  7,3846  14, 2928  21, 6774 U 48 Dòng qua mạch chính: I  AB   2, 214 A R 21, 6774 Do đó: U OB  I ROB  2, 214.14, 2928  31, 644V U 31, 644 Cường độ dòng điện qua R3 : I  OB   1,1427 A ROCB 27, 6923 Dòng qua R4 : I  I  I  2, 214  1,1427  1, 0713 A Ta lại có: U AO  I RAO  2, 214.7,3846  16,3495V U OC  I3 RCO  1,1427.3,6923  4, 2192V Vậy: U AC  U AO  UOC  16,3495V  4,2192 V 20,5687 V (19) U 20,5687  1, 2855 A Dòng qua R1 : I1  AC  (20) R1 16 Dòng qua R2 : I  I  I1  2, 214  1, 2855  0,9285 A Dòng qua ampe kế: I A  I1  I  1, 2855  1,1427  0,1428 A có chiều từ C đến D E Câu 5: Khi dòng điện ổn định, cường độ dòng điện qua cuộn dây là: I  (1) R Khi khóa K ngắt, mạch bắt đầu dao động (13) (14) (15) (16) (17) (18) (21) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 2 E (2) LI  L   2 r Trong trình dao động tụ điện tích điện đến điện áp cực đại U dòng điện triệt tiêu Năng lượng mạch lúc lượng từ trường: Wm  Lúc lượng mạch lượng điện trường; với U  nE : 1 (3) We  CU 02  C  n.E  2 Áp dụng định luật bảo toàn lượng cho mạch dao động ta có: We  Wm 2 E hay L    C  n.E   L  Cn r (4) r 1 Mặt khác chu kỳ dao động: f  (5) C  2 4 f L 2 LC nr Từ (4) (5) ta tìm đượ: C  L  (6) 2 fnr 2 f ( L1 ) Câu 6: Ta có sơ đồ tạo ảnh: S  S1' Khi ảnh rõ màn, khoảng cách vật – khoảng cách L vật thật ảnh thật Ta có: L  d  d ' (1) Dễ dàng thấy L phải thỏa mãn điều kiện: L  f (2) Suy ra: Lmin  f  96cm L Vậy: d  d '   48cm (3) ( L1 ) ( L2 ) Sơ đồ tạo ảnh: S  S1'    S2' Ta có: d1  d1'  48cm a) Vì vết sáng có đường kính khơng đổi tịnh tiến nên chùm tia ló tạo L2 phải chum song song với trục Tức ảnh S tạo hệ hai thấu kính phải xa vơ Ta có: d2'    d2  f Mà: d2  l  d1'  18  48  30cm Vậy: f  30cm : L2 thấu kính phân kì b) Chùm tia ló hội tụ phân kì http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 10 Nếu chùm tia ló hội tụ: L2 thấu kính Hội tụ phân kì Nếu L2 thấu kính hội tụ: Từ hình vẽ, ta có: D ' 40  d 2'  2 D 30  d 2' Vậy: 40  d2'  60  d2'  d2'  20 cm d d 2' 30.20   60cm ' d2  d2 10 Nếu L2 thấu kính phân kì Từ đó: f  D ' 40  d 2' Lúc S nằm khoảng hai vị trí E, ta có:  2 D d 2'  30 100 Vậy: 40  d 2'  2d 2'  60  d 2'  cm 100 30 d d 2'  300cm  Từ đó: f  ' 100 d  d 30  Nếu chùm tia ló chùm phân kì ( L2 thấu kính phân kì), ảnh S 2' ảnh ảo ' Từ hình vẽ, ta có: O2 S2'  d 2' , O2 S1'  d ' D ' d  d  10 40  d 2'   2 Vậy: D 30  d 2' d  d 2' Suy ra: d2'  20cm  : điền vơ lí Câu 7: Mắc mạch điện theo sơ đồ thông thường kín bao gồm: Nguồn điện – Ampe kế Bình điện phân Dùng Ampe kế xác định dòng điện I chạy qua dung dịch điện phân http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 11 Dùng đồng hồ đếm thời gian để xác định thời gian t mà dòng điện qua Xác định khối lượng m chất bám vào điện cực: Bằng cách dùng cân để đo khói lượng m1 điện cực trước mắc vào mạch, sau đo khối lượng m2 điện cực sau cho dòng điện qua chất điện phân tính khối lượng: m  m2  m1 (1) q I t Gọi n hóa trị chất Số nguyên tử xuất điện cực: N  (2)  ne ne Mặt khác: Gọi N A số Avogadro, A khối lượng mol chất ta có: m Số nguyên tử là: N  N A (3) A A I t A I t  Từ (2) (3) ta tìm được: e  (4) n m.N A n  m2  m1  N A http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... cơng thức để xác định độ lớn điện tích nguyên tố SỞ GD&ĐT ĐẮC LĂK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 0-1 011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 1 2- THPT Câu 1: a2 v2    A2  v 2  a  A2... Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Nhận xét rút kết luận: Các trình 4-1 2-3 đẳng áp V tỉ lệ với T Các trình 1-2 3-4 đẳng... bậc hai: Chu kỳ: Ta có hệ thức: (1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 X  120 0 X  160000 