Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT NGHỆ AN BẢNG A KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu (4,0 điểm) Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có nêm khối lượng m, góc nghiêng nêm α Một vật nhỏ khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ A Biết AB = l (Hình 1) Nêm giữ cố định mặt phẳng ngang Tìm tốc độ vật nhỏ trượt đến B Nêm trượt mặt phẳng ngang Hãy xác định gia tốc nêm quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang kể từ vật bắt đầu trượt từ A đến rời khỏi nêm B Giả sử nêm có vận tốc Vo đến va chạm hoàn toàn đàn hồi vào cầu nhỏ có khối lượng 2m nằm n (Hình 2) Sau va chạm nêm không nẩy lên Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu góc nghiêng nêm α phải nhỏ góc giới hạn αo Tìm αo Câu (3,5 điểm) Một hạt khơng mang điện tích, đứng n bị vỡ từ trường B thành hai mảnh khối lượng m1 m2, mang điện tích tương ứng q –q Biết sau khoảng thời gian t kể từ vỡ hai mảnh gặp Bỏ qua tương tác Culông hai mảnh lực cẩn mơi trường tìm khoảng thời gian t Câu (4,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ 3: U = 60V (không đổi), C1 = 20μF, C2 = 10μF Ban đầu tụ điện chưa tích điện Khố K vị trí b, chuyển sang a lại b Tính điện lượng qua R Sau chuyển K sang a lại b Tính điện lượng qua R lần chuyển thứ Tính tổng điện lượng qua R sau n lần chuyển khoá Câu (3,0 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hai ray dẫn điện dài nằm song song với nhau, khoảng cách hai ray I = 0,4m MN PQ hai dẫn điện song song với gác tiếp xúc điện lên hai ray, vng góc với hai ray (hình vẽ 4) Điện trở MN PQ r = 0,25Ω, R = 0,5Ω, tụ điện C = 20μF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở hai ray điện trở tiếp xúc Tất hệ thống đặt từ trường có véc tơ B vng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều vào trong, độ lớn B = 0,2T Cho MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, PQ trượt sang phải với vận tốc 2v Tìm cơng suất toả nhiệt điện trở R Tìm điện tích tụ, nói rõ tích điện dương? Câu (5,5 điểm) Cho mạch điên hình Nguồn điện có suất điện động E = 12V, điện trở r = 0,6Ω, AB biến trở chạy có điện trở tồn phần R = 9Ω Ba ắcquy nhau, có suất điện động eo điện trở ro = 0,5Ω Gọi điện trở phần AC x Khi x = 6Ω ắc quy nạp điện dòng qua ắc quy 0,4A Tính suất điện động ắc quy công suất toả nhiệt tồn biến trở Bộ ắc quy (ba ắc quy nối tiếp) nạp đầy điện dùng để thắp sáng bình thường tối đa bóng đèn loại 1,5V – 1,5W Nói rõ cách mắc đèn Ba ắc quy nạp đầy điện mắc vào mạch hình Hai điốt giống có điện trở thuận rD = 4Ω, điện trở ngược vô lớn, R biến trở Điều chỉnh giá trị R để công suất điện tiêu thụ biến trở cực đại, tìm giá trị cực đại http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT NGHỆ AN BẢNG A KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu 1 Chọn mốc mặt sàn Cơ vật nhỏ A: Wo  m gl.sin  mvB2 Cơ vật nhỏ B: W  Áp dụng định luật bảo toàn ta được: vB  gl.sin  Xét hệ qui chiếu gắn với nêm a: gia tốc vật nêm; ao: gia tốc nêm sàn Gia tốc vật sàn: am  a  a0 Đluật II Newton: N  P  Fqt  Chiếu lên phương AB: (1) m a (2) m m m g.sin   a0 cos   a  a  g sin   a0 cos  2 (3) Chiếu (1) phương ngang: am'  a cos   o (4) Vì khơng có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn m Vm  mVN   mam'  2ma0   am'  2a0 Thế (4) vào (5) suy ra: a cos   a0  2a0  a  Thế (3) vào (6) suy ra: g.sin   a0 cos   3a0 cos  (5) (6) 3a0 g.sin  cos   a0  cos   cos  Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang Gọi S quãng đường mà nêm trượt, s quãng đường dịch chuyển theo phương ngang vật so với nêm Từ định luật bảo toàn động lượng: m s l cos  ( s  S )  mS  s  3S  S   3 Ngay nêm va chạm vào cầu phản lực F truyền cho cầu vận tốc V2 Xung lực F có phương vng góc với mặt nêm, nên V2 có phương hợp với phương thẳng đứng góc α Xét theo phương ngang: Theo ĐLBTĐL: mV0 = mV1 + 2mV2sinα ⟹ V0 = V1 + 2V2.sinα (1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Va chạm hoàn toàn đàn hồi nên: 1 mVo2  mV12  2mV22  Vo2  V12  2V22 2 (2) Từ (1) (2) ta có: V2  2V0 sin  2sin   (3) V1  V0 (1  2sin  )  2sin  (4) Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng cũ V1 > 0: sin    sin 45      45 Câu Theo định luật bảo toàn động lượng: m1v1 = m2v2 (1) sau vỡ hai hạt chuyển động ngược chiều Nếu hướng chuyển động mảnh hợp với véc tơ cảm ứng từ góc α ≠ 90° quỹ đạo hai mảnh đường xoắn ốc hướng xa nên hai mảnh không gặp Khi α = 90° hai mảnh chuyển động theo quỹ đạo tròn với tốc độ không đổi tác dụng lực Lorenxơ Bán kính là: R1  m1v1 mv R2  2 qB qB (2) Kết hợp (1) (2) ta R1 = R2 = R Do hai điện tích trái dấu nên hai mảnh chuyển động đường tròn hai phía ngược đến gặp Khoảng thời gian từ vỡ đến gặp là: t  2 m1m2 2 R  v1  v2 qB (m1  m2 ) Câu Lần 1, K chốt a tụ C1 tích điện Q1 = C1U Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần điện tích tụ điện là:   C12 Q  U  Q11  Q21  11 C1  C2 U11  U 21     C1 C2   Q11  Q21  C1U Q  Q  C U Q  C1C2 U 21 11 21  C1  C2   Điện lượng dịch chuyển qua điện trở R là: Q1  Q1  Q11  C2 C1U  400C C1  C2 Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần ta có: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Q   C12 C2  Q U 1   12  22 Q12   C1  C2  C1  C2  C2 U12  U 22 C1C2  C1  U    Q12  Q22  C1U  C1  C2 Q  Q  C U  C1C2 U Q  C1C2 U 1  C2  22  12  22 C  C  C  C  C1  C2 2     Điện lượng dịch chuyển qua R lần là:  C12 C2   C2  400 Q2  Q1  Q12  C1U  U 1  C   C1U  C1  C2  C1  C2   C1  C2  3 Sau chuyển K sang chốt b lần ta được: 2  C2   C2  C12 Q13  U (1      ) C1  C2  C1  C2   C1  C2   C2   C2  CC Q23  U (1      ) C1  C2 C  C C  C 2     Điện lượng dịch chuyển qua R lần là:   C2   C2    C2  C1 Q3  Q1  Q13  C1U 1 (1      )    C1U C  C C  C C1  C2   C1  C2        Sau chuyển K sang chốt b lần thứ n ta được: n 1   C2   C2  C12 Q1n  U (1        ) C1  C2   C1  C2   C1  C2   n 1  C2   C2   C1C2 U (1        ) Q2 n  C1  C2  C1  C2   C1  C2   Điện lượng dịch chuyển qua R lần n là: n2 n    C  C2   C2   C1C2 C1 Qn  U 1  (1        )    C1U C1  C2  C1  C2 C1  C2  C1  C2  C1  C2        Vậy tổng điện lượng qua R sau n lần K chuyển sang chốt b là: n  C  C2   C2   C2   Q  Q1  Q2   Qn            C1U  C1  C2  C1  C2   C1  C2   C1  C2   n  C2  4  (1    )C2U  (1  n ).6.10 C  C1  C2  Câu Suất điện động cảm ứng xuất dẫn MN PQ là: E1 = Blv; E2 = 2Blv Cường độ dòng điện mạch: I  E1  E 3Blv  R  2r R  2r http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  E  E2   3Blv  Công suất toả nhiệt R: P = I R =   r  R    R  2r   R  2r  2 P 9.0, 22.0, 42.0,52 0,5  7, 2.103  0, 0072(W ) (0,5  0,5) 3Blv   r   2.107 (C) Điện tích tụ điện C là: U = C.UMN= C(E1 – I.r) = C  Blv  R  2r   Bản tích điện dương tụ nối phía điểm M Câu Chiều dòng điện hình vẽ Tại nút A: I = I1 + I2 (I1 = 0,4A) Sử dụng định luật Ôm cho đoạn mạch ta có: UAC = I2.x = 6I2 UAC = E – I(r+ RCB) = 12 – 3,6I UAC = 3e0 + 3r0I1 = 3e0 + 0,6 Giải hệ bốn phương trình ta được: I2 = 1,1A; I = 1,5A; e0 = 2V Từ đó: P  PAC  PCB  RAC I 22  RCB I  14,01W Đèn có cường độ định mức điện trở Iđ = 1A; Rđ = 1,5Ω Bộ nguồn có Eb = 6V; rb = 1,5Ω Để đèn sáng bình thường phải mắc chúng hỗn hợp đối xứng Gọi số đèn mắc nối tiếp dây x, số dãy đèn mắc song song với y Với x, y nguyên dương Ta có điện trở đèn RN  xRd 1,5 x  y y Cường độ dòng điện chạy mạch I  Eb   y.I d  y RN  rB 1,5 x  1,5 y  x + y = Suy số đền tối đa x.y = Vậy phải mắc đèn thành dãy song song, dãy gồm đèn mắc nối tiếp Giả sử ốt mở dòng điện có chiều hình vẽ Xét vòng mạch ABDA, DCBD nút B ta có hệ phương trình 2  4,5i1  iR  0(1)  4  5i2  iR  0(2) i  i  i (3) 1 Giải hệ ta được: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 i1  20  R 45  19 R i2  36  R 45  19 R i 56 45  19 R Do i2  với R ốt D2 mở Ta thấy R ≥ 5Ω ⟹ i1 ≤ điốt D1 đóng Cơng suất điện trở R PR  4e02 R 4e02 4e02    0,16W ( R  rD  2r0 )  4(rD  2r0 ) rD  2r0   R  R   Khi R < 5Ω ⟹ i1 > diốt D1 mở     56  56  Công suất điện trở R PR  i R   R     PR max  0,917(W)   45  19 R   45  19 R     R  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT NGHỆ AN BẢNG A KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 5-2 016 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ... phương ngang: am'  a cos   o (4) Vì khơng có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn m Vm  mVN   mam'  2ma0   am'  2a0 Thế (4) vào (5) suy ra: a cos   a0  2a0  a  Thế... vật nêm; ao: gia tốc nêm sàn Gia tốc vật sàn: am  a  a0 Đluật II Newton: N  P  Fqt  Chi u lên phương AB: (1) m a (2) m m m g.sin   a0 cos   a  a  g sin   a0 cos  2 (3) Chi u (1)