Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA MÔN VẬT LÍ NĂM 2012
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG QUỐC GIA Khóa ngày: 18 tháng 9 năm 2012 Môn thi: VẬT LÍ (Vòng 1) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: (5 điểm) Một mặt phẳng nghiêng lập với mặt phẳng ngang góc a, chuyển động theo phương ngang với gia tốc a hướng sang phải như hình vẽ. Một vật nhỏ được đặt trên mặt phẳng nghiêng. Cho hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là m , giá trị cực đại của lực ma sát nghỉ bằng lực ma sát trượt, gia tốc trọng trường là g. 1. Với giá trị nào của a thì không xuất hiện lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng? 2. Tìm điều kiện để vật đứng yên trên mặt phẳng nghiêng Bài 2: (5 điểm) Một mol chất khí lí tưởng đơn nguyên tử thực hiện hai chu trình ABCA và ACDA. Các thông số trạng thái của khối khí được cho trên hình vẽ. 1. Trong các quá trình của hai chu trình trên, quá trình nào chất khí nhận nhiệt từ bên ngoài? Tính nhiệt lượng mà chất khí nhận được trong các quá trình đó. 2. So sánh hiệu suất của hai chu trình. Bài 3: (5 điểm) Một quả cầu kim loại bán kính R 1 , mang điện tích 0Q > (phân bố đều trên bề mặt) được đặt ở tâm của một vỏ cầu bằng kim loại có bán kính trong 2 R , bán kính ngoài 3 R ( ) 123 RRR<< . Cho rằng có sự nhiễm điện hưởng ứng toàn phần giữa quả cầu và vỏ cầu. 1. Tính cường độ điện trường và điện thế tại điểm cách tâm của hệ một khoảng r. 2. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ điện trường và điện thế vào khoảng cách từ điểm khảo sát đến tâm quả cầu . Bài 4: (5 điểm) Hai thấu kính O 1 ; O 2 cùng trục chính, đặt cách nhau một khoảng l = 30cm. Vật phẳng nhỏ AB được đặt trước O 1 , vuông góc với trục chính và cách O 1 một khoảng 15cm, ảnh của hệ thu được trên màn cách O 2 một khoảng 12cm. Giữ vật cố định rồi hoán vị hai thấu kính thì phải dịch màn 2cm lại gần O 1 mới thu được ảnh của hệ. Tìm tiêu cự của hai thấu kính và độ phóng đại ứng với hai trường hợp trên. ------ HẾT ----- ĐỀ CHÍNH THỨC p 2p 0 p 0 B C D A V 0 3V 0 V SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG QUỐC GIA Khóa ngày: 18/9/2012 Môn thi: VẬT LÍ (Vòng 2) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1: (5 điểm) Một vành xe đạp mỏng, hình tròn có bán kính R0,2m= và khối lượng M450g= . Một viên bi có kích thước nhỏ (r << R) và khối lượng m30g= được gắn vào vành xe (như hình vẽ). Biết khối tâm O của vành chuyển động thẳng đều với vận tốc v và vành xe chuyển động lăn không trượt trên mặt đường nằm ngang. Cho g = 9,8 m/s 2 . Hỏi với vận tốc v bằng bao nhiêu thì vành xe bắt đầu bị nảy lên? (không tiếp xúc với mặt đường) Bài 2: (5 điểm) Một xilanh hình trụ, tiết diện S dựng thẳng đứng đầu dưới kín đầu trên hở, bên trong có chứa một lượng khí lí tưởng lưỡng nguyên tử và được đậy kín bởi một pittông có khối lượng. Pittông được liên kết với đáy của xilanh bằng một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể (hình vẽ). Chiều dài tự nhiên của lò xo là 2l . Ban đầu pittông ở trạng thái cân bằng thì chiều dài của cột khí nói trên là l và có áp suất bằng áp suất khí quyển p 0 . Người ta truyền nhiệt lượng cho khí bên trong xi lanh để pittông nâng lên một đoạn 2 l . Coi xilanh, pittông cách nhiệt hoàn toàn. 1. So sánh nhiệt độ của khối khí ở trạng thái đầu và trạng thái cuối. 2. Tìm nhiệt lượng cần truyền cho khối khí. Bài 3: (5 điểm) Một tụ điện phẳng gồm 2 bản song song, đối diện, nằm ngang có lớp điện môi là một tấm thuỷ tinh dày d = 1mm, hằng số điện môi 5e= lấp đầy khoảng không gian giữa 2 bản. Diện tích mỗi bản là S = 200cm 2 . Đặt vào 2 bản tụ hiệu điện thế không đổi U = 300V. Sau khi tụ được tích điện người ta rút từ từ tấm thuỷ tinh ra khỏi tụ theo phương song song với 2 bản. Hỏi năng lượng của tụ thay đổi như thế nào sau khi đã rút tấm thủy tinh và công cơ học cần thiết để rút nó ra khỏi tụ điện? 1. Biết trước khi rút người ta đã ngắt tụ ra khỏi nguồn 2. Biết trong suốt quá trình rút tấm thuỷ tinh tụ điện vẫn được nối với nguồn Bài 4: (5 điểm) Một lăng kính có tiết diện thẳng là một tam giác cân ABC góc chiết quang A. Chiếu tia sáng đơn sắc SI vào mặt bên AB của lăng kính theo hướng từ đáy lên (hình vẽ). Sau khi khúc xạ qua lăng kính tia sáng ló ra khỏi mặt AC. Chiết suất của lăng kính đối với tia sáng này là n. 1. Biết rằng tại I vừa có hiện tượng phản xạ vừa có hiện tượng khúc xạ. Cho n2= . Điều chỉnh tia tới để tia ló có góc lệch cực tiểu. Khi đó tia phản xạ và tia khúc xạ tại I vuông góc với nhau. Tìm tỉ số độ rộng của mặt bên AB và mặt đáy BC của lăng kính 2. Để góc tới ở mặt bên AB là 60 o , góc ló ở mặt bên AC là 30 o và góc lệch của tia sáng là 45 o thì góc chiết quang và chiết suất của lăng kính trong trường hợp này là bao nhiêu? ----- HẾT ----- ĐỀ CHÍNH THỨC A C B S I l p 0 p 0 k S . Bài 3: (5 đi m) M t tụ điện phẳng g m 2 bản song song, đối diện, n m ngang có lớp điện m i là m t t m thuỷ tinh dày d = 1mm, hằng số điện m i 5e= lấp đầy. 1 m t khoảng 15cm, ảnh của hệ thu được trên m n cách O 2 m t khoảng 12cm. Giữ vật cố định rồi hoán vị hai thấu kính thì phải dịch m n 2cm lại gần O 1 m i