Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí 12 (Đề dự bị) - Bảng A - Năm học 2019-2020 - SGD&ĐT Gia Lai (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí 12 (Đề dự bị) - Bảng A - Năm học 2019-2020 - SGD&ĐT Gia Lai (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH GIA LAI LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2019-2020 Môn: VẬT LÍ – Bảng A ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 18/10/2019 (Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu) Câu 1. (4,0 điểm) 1) Cho cơ hệ gồm một khối hình nêm khối lượng m1 có thể trượt tự do m2 trên mặt sàn nằm ngang nhẵn và vật nhỏ khối lượng m2 có thể trượt tự do trên mặt nghiêng nhẵn của nêm (Hình 1). Biết góc nghiêng của mặt m1 nêm so với mặt ngang là , gia tốc rơi tự do là g, bỏ qua mọi ma sát. Lúc đầu, cơ hệ được giữ đứng yên, sau đó được cho tự do chuyển Hình 1 động. Hãy mô tả chuyển động và tính gia tốc của mỗi vật. r m v0 2) Một thanh mảnh đồng chất khối lượng M , chiều dài l , được đặt trên mặt phẳng nằm ngang, nhẵn. Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động với tốc độ v theo phương ngang đến va chạm 0 đàn hồi vuông góc với thanh tại một đầu thanh (Hình 2). Bỏ qua mọi ma sát. Biết M = 3m , M ; l mômen quán tính của thanh đối với trục quay vuông góc với thanh và đi qua trọng tâm là 1 Hình 2 I = M l 2. Tìm vận tốc của mỗi vật sau va chạm. 12 Câu 2.(4,0 điểm) Một mol khí lí tưởng thực hiện một quá trình biến đổi trạng thái sao cho áp suất p phụ a thuộc thể tích V theo quy luật: p = p + , trong đó p , a là các hằng số dương. Biết R là hằng số khí, g 0 V 0 là tỉ số giữa nhiệt dung mol đẳng áp và nhiệt dung mol đẳng tích. a) Tìm biểu thức xác định sự phụ thuộc nhiệt độ T của khối khí theo p0; a; R; V . b) Tính nhiệt dung C của khối khí theo p0; a; R; g; V . c) Tính nhiệt lượng truyền cho khối khí để nó dãn nở từ thể tích V đến thể tích V theo p ; a; g; V ; V . 1 2 0 1 2 Câu 3. (4,0 điểm) Một đoạn dây dẫn đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m , dài 4b , được uốn thành khung cứng, kín, dạng hình vuông ABCD có y cạnh là b . Cho khung chuyển động dọc theo trục Ox trong một từ trường không đều nằm bên phải mặt phẳng nằm ngang Oxy , véctơ cảm A D v0 ứng từ B hướng theo trục Oz , có độ lớn Bz(x) = B0(1+ ax) , trong đó e Bz B0 , a là các hằng số dương. Mặt phẳng của khung luôn vuông góc với B C trục Oz , hai cạnh AD và BC song song với trục Ox . Vận tốc của khung r khi vừa vào hết trong từ trường là v (Hình 3). Biết rằng nhiệt lượng tỏa O Hình 3 x 0 ra trong khung kể từ lúc cạnh AB gặp Oy đến khi cạnh AB cách Oy một đoạn b bằng nhiệt lượng tỏa ra trong khung trong thời gian chuyển động còn lại của khung. Bỏ qua ma sát và năng lượng từ trường tích trữ trong khung. Coi ab = 1. a) Tính vận tốc của khung lúc cạnh AB cách Oy một đoạn b theo v0 . b) Tính điện trở của khung theo v0; m; a; b; B0. c) Xác định vị trí của khung trong vùng có từ trường sao cho từ thông gửi qua diện tích giới hạn bởi khung dây là nhỏ nhất. Tính giá trị nhỏ nhất đó theo a; b; B0. Trang 1/2
2. Câu 4. (4,0 điểm) 1) Một khối cầu trong suốt, đồng tính có chiết suất n = 1,5 đặt trong không khí (không khí có chiết suất bằng 1). Chiếu một tia sáng đến khối cầu dưới góc tới bằng 450 . Xác định góc lệch D của tia ló khỏi khối cầu (không phản xạ lần nào) so với tia tới. 2) Một vật sáng có khối lượng m , coi như một chất điểm, được gắn vào đầu dưới một lò xo có độ cứng k , khối lượng không đáng kể, treo thẳng đứng. Khi dao động, vật có vị trí cân bằng nằm trên k đường thẳng kéo dài của đường kính O 1O2 của một quả cầu thủy tinh. Quả cầu có bán kính R, chiết suất n = 1,5. Khoảng cách từ m vị trí cân bằng của vật sáng tới O1 là R. Mặt sau quả cầu được tráng bạc (Hình 4). Chỉ xét ảnh của vật sáng tạo bởi các tia đi từ vật đến quả cầu dưới góc tới nhỏ. Hệ được đặt trong không khí có chiết suất bằng 1. a) Xác định vị trí ảnh cuối của vật sáng qua hệ quang học này khi vật ở vị trí cân bằng. Hình 4 b) Khi vật sáng dao động với biên độ A (A có giá trị nhỏ) theo phương vuông góc với O 1O2 thì ảnh cuối của vật sáng qua hệ quang học này dao động với vận tốc cực đại bằng bao nhiêu? Câu 5. (2,0 điểm) Trong hệ quy chiếu phòng thí nghiệm, một photon năng lượng cao bay đến tương tác với một hạt vi mô đang đứng yên tự do. Hạt này hấp thụ hoàn toàn năng lượng của photon đến và bị vỡ thành hai mảnh có cùng khối lượng nghỉ m0 . Hai mảnh này bay với cùng tốc độ 0,6c (c là tốc độ truyền ánh sáng trong chân không), theo hai hướng hợp với nhau một góc 2a (Hình 5). 2a a) Chứng minh rằng hướng bay của hai mảnh đối xứng nhau qua hướng bay của photon đến. Hình 5 b) Cho 2a = 1200 . Tính năng lượng của photon bay đến và khối lượng nghỉ của hạt vi mô ban đầu. Câu 6. (2,0 điểm) Cho các dụng cụ sau: - Một vôn kế nhiệt có điện trở rất lớn; - Các dây nối có điện trở không đáng kể; - Một ống dây thuần cảm có độ tự cảm L; - Một nguồn điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và tần số f không thay đổi. 1 - Hai hộp kín: một hộp chứa điện trở thuần R, một hộp chứa tụ C với L2 f . C2 f Hãy trình bày cơ sở lý thuyết và phương án thí nghiệm để xác định hộp nào chứa R, hộp nào chứa C. --------------HẾT-------------- Họ và tên thí sinh: ..................................................................; Số báo danh: ............................... • Thí sinh không được sử dụng tài liệu; • Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Trang 2/2