Đề và đáp án thi chọn học sinh giỏi tỉnh Vật lí lớp 12 - Sở GD & ĐT Thừa Thiên Huế

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn : VẬT LÝ

Thời gian làm bài : 180 phút ..................................................................................................................................................

Bài 1: (4 điểm)

Khảo sát chuyển động của một vật từ khi bắt đầu chuyển động thẳng chậm dần đều cho đến khi dừng lại hẳn. Quãng đường đi được trong giây đầu tiên dài gấp 15 lần quãng đường đi được trong giây cuối cùng. Tìm vận tốc ban đầu của vật. Biết toàn bộ quãng đường vật đi được là 25,6m.

Bài 2: (3 điểm)

Cho cơ hệ gồm hai vật có khối lượng m1 và m2 được nối với nhau bằng một lò xo rất nhẹ có độ cứng k, chiều dài tự nhiên l0. Hệ được đặt trên một mặt phẳng ngang trơn nhẵn. Một lực không đổi có phương nằm ngang (dọc theo trục của lò xo) bắt đầu tác dụng vào vật m2 như hình vẽ. a, Chứng tỏ các vật dao động điều hoà. Tính biên độ và chu kỳ dao động của mỗi vật. b, Tính khoảng cách cực đại và khoảng cách cực tiểu giữa hai vật trong quá trình dao động.

Bài 3: (3,5 điểm)

Một mol khí lí tưởng thực hiện quá trình giãn nở từ trạng thái 1 (P0, V0) đến trạng thái 2 (P0/2, 2V0) có đồ thị trên hệ toạ độ P-V như hình vẽ. Biểu diễn quá trình ấy trên hệ toạ độ P-T và xác định nhiệt độ cực đại của khối khí trong quá trình đó.

Bài 4: (3 điểm)

Cho N điện tích dương q như nhau, nằm cách đều nhau trên một đường tròn tâm O bán kính R. Cần đặt tại tâm đường tròn một điện tích bằng bao nhiêu để hệ cân bằng ? Khảo sát thêm với các trường hợp riêng N = 3 và N = 4.

Bài 5: (4 điểm)

Một đoạn mạch điện xoay chiều AB gồm một điện trở thuần, một cuộn cảm và một tụ điện ghép nối tiếp như trên hình vẽ. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch có dạng :

(V). Biết các hiệu điện thế hiệu dụng , . Tìm hệ số công suất của đoạn mạch AB.

Bài 6: (2,5 điểm)

Cho các dụng cụ : một ăcquy chưa biết suất điện động và điện trở trong của nó, một ampe kế, một điện trở R0 đã biết giá trị, một điện trở Rx chưa biết giá trị, các dây dẫn. Bỏ

F

r

AB u = 175 2sin100πt AM MN U = U = 25V NB U = 175V

R C

A B M N

F m m 1 2 k

1

2

P

V

P

P /2

V 2V

0

0 0

0

ThuVienDeThi.com

qua điện trở của ampe kế và của dây dẫn. Trình bày một phương án xác định giá trị của điện trở Rx.

----------------- Hết -----------------

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT -

HƯỚNG DẪN CHẤM VẬT LÝ - ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Câu Nội dung – Yêu cầu Điểm

1

4 đ

Biểu diễn quãng đường của vật trên hình vẽ. - Xét đoạn đường AB trong giây đầu tiên:

(1)

- Xét đoạn đường CD trong giây cuối cùng:

(2)

- Từ (1) và (2) ta được: .

- Xét cả quãng đường AD: .

Ta có: Vậy vận tốc ban đầu của vật là:

0,5

0,5

0,5

1,0

0,5

0,5 0,5

2

3 đ

- Xét trong hệ quy chiếu gắn với khối tâm G của cơ hệ.

- Gia tốc của khối tâm:

- Gọi O1 và O2 lần lượt là vị trí của m1 và m2 khi lò xo ở trạng thái tự nhiên : O1O2 = l0; - Vị trí O1 và O2 lần lượt cách G những đoạn l1 và l2, thoả mãn điều kiện :

m1l1 = m2l2 = m2(l0 - l1) l1 = ; l2 = .

- Ta coi hệ trên gồm : vật m1 gắn vào một đầu lò xo có chiều dài l1, đầu kia của l1 được gắn cố định vào G và vật m2 gắn vào một đầu của lò xo có chiều dài l2, đầu kia của l2 được gắn cố định vào G.

- Độ cứng của các lò xo l1 và l2 : và ;

* Phương trình dao động của các vật: Chọn các trục toạ độ cho mỗi vật gắn với khối tâm G của cơ hệ như trên hình vẽ. - Vật m1 :

hay

0,5

2 AB A A 1 a s = v .1 + a.1 = v + 2 2

D C C v = v + a.1 = 0 v = - a 

2 CD C

1 a a s = v .1 + a.1 = - a + = - 2 2 2

A A a a v + = 15. ( - ) v = - 8a 2 2 

2 2 2 2 D A A AD

v - v - v - (- 8a) s = = 25,6 = 2a 2a 2a 

2 a = - 0,8 (m/s )

A v = 6,4 (m/s)

G

1 2

F a = m + m

 2 0

1 2

m l m + m

1 0

1 2

m l m + m

1 2 1

2

k(m + m ) k = m

1 2 2

1

k(m + m ) k = m

1 1 qt dh 1 1 F - F = m a

1

1 1 1 1 1 2

m F - k x = m x m + m



A B C D

v v v A C D

F

m m 1 2

O O 1 2

F

F

F

F

qt1

qt2 dh1

dh2 x x 1 2

ThuVienDeThi.com