Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi lớp 12 môn thi: Vật lý thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề)

SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
 TRƯỜNG THPT MAI ANH TUẤN
SBD:..
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 
MÔN THI: VẬT LÝ 
Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề này có 10 câu gồm 02 trang
A
B
Câu 1( 2 điểm): Hai vật A và B được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể và vắt qua một ròng rọc trên đỉnh mặt phẳng nghiêng góc = 300 như hình vẽ. Khối lượng của hai vật lần lượt là mA = 2kg; mB = 3kg. Ròng rọc có bán kính R = 10cm và mô men quán tính đối với trục quay là I = 0,05 kg m2. Bỏ qua moị lực cản, coi sợi dây không trượt trên ròng rọc và lấy g=10m/s2. Thả cho hai vật chuyển động không vận tốc đầu. 
Tính gia tốc chuyển động của vật.
Tính áp lực của dây nối lên ròng rọc.
Câu 2 (2 điểm): Nối hai đầu đoạn mạch gồm cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp với điện trở thuần 
R = 1 vào hai cực của nguồn điện một chiều có suất điện động không đổi và điện trở trong 
r = R thì trong mạch có dòng điện không đổi là 1,5A. Dùng nguồn điện này để nạp điện cho một tụ điện có điện dung C = 10-6F. Khi điện tích trên tụ đạt giá trị cực đại thì ngắt tụ ra khỏi nguồn rồi nối tụ điện với cuộn cảm thuần L thành một mạch dao động thì trong mạch có dao động điện từ tự do với tần số góc 106 rad/s. Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch, điện tích cực đại trên tụ điện và năng lượng của mạch dao động. 
Câu 3( 2điểm): Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng nước, hai nguồn sóng kết hợp O1 và O2 dao động cùng pha, cùng biên độ. Chọn hệ tọa độ vuông góc Oxy (thuộc mặt nước) với gốc tọa độ là vị trí đặt nguồn O1 còn nguồn O2 nằm trên trục Oy. Hai điểm P và Q nằm trên Ox có OP = 4,5 cm và OQ = 8cm. Dịch chuyển nguồn O2 trên trục Oy đến vị trí sao cho góc có giá trị lớn nhất thì phần tử nước tại P không dao động còn phần tử nước tại Q dao động với biên độ cực đại. Biết giữa P và Q không còn cực đại nào khác.Trên đoạn OP, điểm gần P nhất mà các phần tử nước dao động với biên độ cực đại cách P một đoạn là bao nhiêu?
Câu 4( 2điểm)Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Coi hao phí điện năng chỉ do tỏa nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng 20% và giữ nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là bao nhiêu ?
M
m
k
h
Câu 5( 2điểm)Một con lắc đơn có chiều dài m, vật năng có khối lượng kg được treo tại nơi có gia tốc trọng trường m/s2. Kéo vật nặng để dây treo lệch góc 300 rồi thả nhẹ để vật dao động. Bỏ qua mọi sức cản. Xác định gia tốc của vật nặng tại vị trí dây treo lệch góc 150 so với phương thẳng đứng.
Câu 6( 2điểm) Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng , lò xo nhẹ có độ cứng . Khi M đang ở vị trí cân bằng thì thả vật rơi từ độ cao so với M (Hình vẽ ). Coi va chạm giữa m và M là va chạm mềm. Sau va chạm, hệ M và m bắt đầu dao động điều hòa. Lấy . 
 a. Tính vận tốc của m ngay trước va chạm và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm.
 b. Viết phương trình dao động của hệ (M+m). Chọn gốc thời gian là lúc va chạm, trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc O là vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.
 c. Tính biên độ dao động cực đại của hệ vật để trong quá trình dao động vật m không rời khỏi M
Câu 7 ( 2điểm). ChiÕu vµo ca tốt cña TBQ§ mét bøc x¹ l = 0,1854mm th× h.®.t. h·m UAK = - 2V
 a. X¸c ®Þnh giíi h¹n quang ®iÖn cña kim loại lµm cat«t.
 b. NÕu chiÕu vµo K cña TBQ§ ®ã bøc x¹ l’ = l/2 vµ vÉn duy tr× h.®.t. UAK = - 2V th× ®éng n¨ng cùc ®¹i cña e khi ®Õn A lµ bao nhiªu?
Câu 8 ( 2 điểm). Giao thoa khe Young cã a = 2mm; D = 2m; l = 0,6mm. BÒ réng vïng giao thoa høng ®­îc trªn mµn lµ 10,5mm.
 a. T×m sè v©n s¸ng, v©n tèi quan s¸t ®­îc trªn mµn.
 b. Nguån ph¸t ra ®ång thêi 2 bøc x¹ l = 0,6mm vµ l’ = 0,48mm. Hái t¹i nh÷ng vÞ trÝ nµo trªn mµn c¸c v©n s¸ng cña 2 hÖ v©n º nhau?
Câu 9 ( 2 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ trong đó : uAB = 80cos100pt V; 
A
R
L, R0
C
B
M
A
V1
V2
V3
R = 100W; v«nkÕ V2 chØ 30V; v«nkÕ V3 chØ 50V, hiÖu ®iÖn thÕ ë hai ®Çu cuén d©y nhanh pha so víi dßng ®iÖn.
a. T×m sè chØ ampekÕ vµ sè chØ v«nkÕ V1.
b. T×m R0, L, C vµ c«ng suÊt toµn m¹ch.
c. Thay tô ®iÖn b»ng cuén d©y cã R0’ L’ sao cho UAB = UAM + UMB th× V1 chØ 20V. T×m R0’L’.
Câu 10 ( 2 điểm). Cho các dụng cụ sau
Một máy biến áp
Một dây dẫn nhỏ dài khoảng 1m
Một vôn kế xoay chiều có nhiều thang đo
Một nguồn điện xoay chiều.
 Hãy trình bày và giải thích một phương án thực nghiệm để xác định số vòng dây của mỗi cuộn dây trên máy biến áp mà không phải tháo ra để đếm số vòng ?
=====================Hết===========================
	Giám thị coi thi không giải thích gì thêm
HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu
Gợi ý
Điểm
Câu1 (2đ)
a. + Nhận xét PA> PBsinnên vật A đi xuống vật B đi lên.
 + Áp dụng định luật II cho các vật : PA –TA= mA.a (1)
	TB - PBsin = mB.a (2)
 + Áp dụng phương trình động lực học cho ròng rọc M = (TA-TB)R = I (3)
 + Vì sợi dây không trượt nên (4)
 + Thay (4) vào (3) ta được Thay TA vào (1) ta được (5)
 + Giải phương trình (1) và (5) ta có 
 + Thay số ta có a = 0,5m/s2 
b , TA = 19N ; TB=16,5N
 Áp lực dây nén lên ròng rọc 
0,5đ
0,5 đ
0,5đ
0,5đ
Câu 2
(2đ)
Lúc đầu dòng điện không đổi chạy qua R là: I =.----------------------------------------
Khi dùng nguồn điện này để nạp điện cho tụ thì U0 = E = I(r+R).-----------------------------
Cường độ dòng điện cực đại qua mạch khi đó là: I0= Q0. =C.E.= .C.I.(r+R)-------
Thay số ta có I0= 106.10-6.1,5( 1+1)= 3(A)-------------------------------------------------------
Q0= I0/ = 3/ 106 = 3.10-6(C)-----------------------------------------------------------------------
Năng lưọng của mạch dao động là: W= = 4,5.10-6(J)--------- 
0,5đ
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Câu 3
 (2đ)
	- Gọi PO2Q = φ = φ2 – φ1
P
Q
x
y
O1
O2
d2P
d2Q
φ2
φ1
1đ
1đ
Câu 4
(2đ)
Đặt các thông số tương ứng 	Phát	Đường dây(hp)	 Tiêu thụ
	P1, U	R, ∆P1	Pt1
	P2, U	R, ∆P2	Pt2
Câu 5
(2đ ): 
Tại vị trí dây treo lệch góc so với phương thẳng đứng thì gia tốc của vật nặng là: -------------------------------------------------------------------------------------
Trong đó là véc tơ gia tốc hướng tâm có độ lớn 
 là véc tơ gia tốc tiếp tuyến có độ lớn 
Vậy độ lớn của gia tốc là 
Véc tơ tạo với dây treo một góc với 
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đđ
Câu 6
(2)
a. Vận tốc của m ngay trước va chạm: 
Do va chạm hoàn toàn không đàn hồi nên sau va chạm hai vật có cùng vận tốc V
b.Tần số dao động của hệ:. Khi có thêm m thì lò xo bị nén thêm một đoạn:. Vậy VTCB mới của hệ nằm dưới VTCB ban đầu một đoạn 1cm
Tính A: (cm)
Tại t=0 ta có:
Vậy: 
c.Phản lực của M lên m là N thỏa mãn:
®
Để m không rời khỏi M thì Vậy 
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 7
 (2đ)
 a. 
 b. 
WA – W’0® = qeUKA Þ WA = W’0® + qeUKA Þ WAmax = W’0®max - qeUAK 
WAmax = Thay (*) vµo ta cã:
WAmax = » 1,072.10-18 J
0,5đ
0,5đ
1đ
Câu 8: 
2 đ
a. i = 0,6mm Ns =17 Nt = 18
 b. k 0 ± 4 ± 8
 k’ 0 ± 5 ± 10
 x(mm) 0 ± 2,4 ± 4,8
1đ
1đ
Câu 9:
2 đ
a. tgjd = 1 Þ ZL = R0; I = = 0,5A Uc = 30V
b. Zd = W; R0 = Zdcosjd = 60W = ZL Þ L = 
MB: 
M¹ch x¶y ra céng h­ëng nªn P = UI = 40W.
c. UAB = UAM + UMB;	U1’ = 20V = UAM Þ UMB = 60V.
uAB uAM uMB cïng pha Þ tgjAM = tgjMB 
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 10
2 đ
Đáp án theo sách BTVL 12 nâng cao ( 11.15 Trang 65)
Vận dụng công thức của MBA
- Để hở mạch thứ cấp, mắc cuộn sơ cấp vào nguồn xoay chiều
- Dùng vôn kế đo điện áp sơ cấp U1 và thứ cấp U2
- Dùng sợi dây 1m quấn quanh lõi từ của MBA khoảng 10 vòng
- Dùng vôn kế đo điện áp hai đầu cuộn dây vừa quấn ta đựơc U3.
- Ta có U3 ứng với 10 vòng, từ đó tính đựơc số vòng ứng với U1 và U2
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ