Đề thi HSG môn Vật lý 12 có đáp án năm học 2019-2020 Sở GD&ĐT tỉnh Đaklak

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.04 MB, 10 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

SỞ GD&ĐT ĐAKLAK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT 
NĂM HỌC 2019 -2020

ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: Vật lý

Thời gian: 180 phút, khơng kể thời gian giao đề

(Đề thi có 02 trang)

Ngày thi: 25/9/2019

Câu 1. (4,0 điểm)

Thanh dẫn điện (chứa các điện tích tự do) có khối lượng m,
chiều dài l, được treo trong khơng khí nhờ hai lị xo giống nhau có
độ cứng k. Thanh được đặt trong từ trường có cảm ứng tư B vng
góc với mặt phẳng chứa vật dẫn và các lị xo như hình vẽ (H 1).
Người ta kéo thanh khỏi vị trí cân bằng trong mặt phẳng thẳng đứng
rồi bng nó ra. Nối các đầu dây phía trên của hai lị xo vào hai cực
của một tụ điện có điện dung C. Bỏ qua điện trở của thanh, dây nối
và các lò xo. Hãy chứng minh thanh dao động điều hòa.

Câu 2. (5,0 điểm)

Dùng một cái bơm xe đạp có thể tích trong của xi lanh thân bơm là V1 = 580 cm3 để bơm không khí
vào một cái săm xe đạp có dung tích coi như không đổi và bằng V2 = 5800 cm3. Áp suất ban đầu của khơng
khí có sẵn trong săm và bơm bằng áp suất khí quyển p0 = 105 N/m2. Cho rằng quá trình bơm là chậm, nhiệt
độ khơng khí khơng thay đổi.

1. Lập biểu thức tính áp suất khí trong săm sau n lần bơm trong hai trường hợp:

a. Nếu thể tích của vịi bơm là nhỏ, có thể bỏ qua được so với thể tích của thân bơm.

b. Nếu thể tích của vịi bơm là V3 = 11,6 cm3.

2. So sánh áp suất khí trong săm trong hai trường hợp ở câu 1.

3. Các dữ kiện được cho như ở câu 1b và nếu bơm, vòi bơm và săm xe đạp có độ bền rất lớn thì áp suất
lớn nhất có thể đạt được trong săm xe đạp là bao nhiêu?

Câu 3. (4,0 điểm)

C

B



</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Cho mạch điện gồm điện trở thuần, cuộn cảm và
tụ điện mắc nối tiếp như trên hình vẽ (H 2), các giá trị
của R, r và L không đổi, tụ điện có điện dung thay đổi
được, vơn kế nhiệt có điện trở rất lớn. Đặt vào hai đầu
mạch một điện áp xoay chiều uAB = U0cosωt(V), với U0
và ω không đổi. Điều chỉnh điện dung của tụ điện đến

giá trị C = C0 sao cho khi đó dung kháng của tụ điện có giá trị bằng tổng trở của mạch. Tiếp tục điều chỉnh
điện dung của tụ điện thì thấy khi C = C1 số chỉ của vôn kế đạt giá trị cực đại. Hãy tìm hệ thức liên hệ giữa
C0 và C1.

Câu 4. (5,0 điểm)

Một điểm sáng S được đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L và cách thấu kính 30 cm. Thấu
kính có tiêu cự f = 25 cm.

1. Xác định vị trí, tính chất của ảnh S’ của S qua thấu kính.

2. Đặt tại vị trí ảnh S’ của S (đã xác định ở câu 1) một gương lõm có tiêu cự fg = 42 cm cùng trục chính
với thấu kính L, mặt phản xạ quay về phía S. Thay thấu kính L bằng thấu kính L1 đặt cùng trục chính với
gương. Khi dịch chuyển L1 trong khoảng S và gương sao cho trục chính của L1 và gương ln trùng nhau thì
thấy có ba vị trí của L1 mà chùm sáng từ S sau khi qua thấu kính, gương và thấu kính lần thứ hai lại trở về S.

a. Xác định tiêu cự của thấu kính L1.

b. Tìm ba vị trí của thấu kính L1.

Câu 5. (2,0 điểm)

Cho các dụng cụ sau: Một nguồn điện xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng và tần số khơng đổi,
một nguồn điện một chiều, một vôn kế một chiều, một ampe kế một chiều, một vôn kế nhiệt, một ampe kế
nhiệt, một khóa K và các dây dẫn. Bỏ qua điện trở của các ampe kế, các vơn kế có điện trở rất lớn. Hãy thiết
lập cơng thức, nêu cách bố trí thí nghiệm và nêu phương án tiến hành thí nghiệm để xác định độ tự cảm của
một cuộn dây có điện trở.

………..HẾT……….

• Thí sinh khơng được sử dụng tài liệu.

• Giám thị khơng giải thích gì thêm.

H 2 V

A B

C
R L,r

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

ĐÁP ÁN CHẤM THI

Câu 1. (4,0 điểm)

Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, gọi O là vị trí cân bằng của thanh.

Khi thanh dẫn điện chuyển động cắt các đường cảm ứng từ thì thanh dẫn điện trở thành nguồn điện có
suất điện động

EvB .

Suất điện động này tích điện cho tụ điện:

qCECvB

Vận tốc v của thanh dẫn điện biến thiên, tạo ra dòng điện chạy qua thanh dẫn:

q

I CB a

t



 

 , với a là gia tốc của thanh.
Dòng điện trong thanh dẫn điện bị từ trường tác dụng một lực:

2 2

dt

F BIl B Ca

Khi thanh ở vị trí cân bằng lực tác dụng lên thanh là:

P k l

Khi thanh dẫn điện có li độ x thì lực tác dụng vào nó là:

2 2
0

2 ( )

F P k   l x B Ca

2 2 '' 2 2 ''

2 2

F  kx B Camx   kx B Cx



2 2



''
''

2 2
2
2

m B C x kx
k

x x

m B C

   

  


'' 2

x  x

   với 2k2 2

m B C





Vậy thanh dao động điều hòa với tần số .

C

x v

B



</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Câu 2. (5,0 điểm)

1. Lập biểu thức tính áp suất khí trong săm sau n lần bơm trong hai trường hợp: (3,75đ)

a. Khi thể tích vịi bơm là nhỏ

- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí trong săm là p1. Quá trình là đẳng nhiệt nên:

p1V2 = p0(V1 + V2)

hay: 1

1 0

2
1 V

p p

V

 

   

 

sau lần bơm thứ hai, áp suất khơng khí trong săm là p2, tương tự ta có:

p2V2 = p0(2V1 + V2)

hay: 1
2 0

2
1 2V

p p

V

 

   

 

suy ra sau n lần bơm, áp suất khí trong săm là:

1
0

2
1

n

V

p p n

V

 

   

 

Áp dụng số: 6 0 1 580 0 1

5800 10

n
p  p  n  p   

   

b. Khi thể tích của vịi bơm là V3 = 11,6 cm3

- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí trong săm bây giờ là p1’:

Ta có: p1’(V2 + V3) = p0(V1 + V2 + V3)

Suy ra: ' 1
1 0

2 3

1 V

p p

V V

 

   



 

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

p2’(V2 + V3) = p1’V2 + p0(V1 + V3)

thay biểu thức của p1’ ở trên vào:









1 2

2 2 3 0 2 0 1 3 0 2 1 3

2 3 2 3

1 V VV

p V V p V p V V p V V V

V V V V

   

            

 

   

Biến đổi, ta có:





' 1 1 2 1 2

2 0 2 0

2 3 2 3 2 3 2 3

1 V V V 1 V 1 V

p p p

V V V V V V V V

    

         

      

 

Sau lần bơm thứ ba, áp suất khí trong bình là p3’:

p3’(V2 + V3) = p2’V2 + p0(V1 + V2)

Suy ra công thức tương tự như đối với p2’:

' 1 2 2

3 0

2 3 2 3 2 3

1 V 1 V V

p p

V V V V V V

    
  
     
 
  
    
 

1

1 2 2

2 3 2 3 2 3

' 1 1 ...

n

V V V

p p

V V V V V V


    
  
      
 
  
    
 

Đại lượng trong dấu ngoặc là một cấp số nhân, có dạng:

1 ... 1 1
1
n
n q

q q
q
 
   

Hay:
2
1

2 3 2 3

2 2 2

2 3 2 3 2 3 2 3

2 3

1 ... 1

n

n n

V

V V V V

V V V

V V V V V V V V

V V
     

        
       
 
          
   
 

Thay vào biểu thức của pn’, ta có:

1 2 3 2 1 2

0 0

2 3 3 2 3 3 2 3

' 1 1 1 1

n n

n

V V

V V V V

p p p

V V V V V V V V

          
     
       
   
  
         
   

Hay: ' 0 1 50 1 0,998



n



0(51 50.0,998 )n
n

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2. So sánh pn với pn’: (0,25đ)

Từ câu 1, ta thấy ngay: pn’ < pn.

3. Áp suất lớn nhất có thể đạt được trong săm xe đạp: (1,0đ)

Áp suất lớn nhất có thể đạt được khi số lần bơm là rất lớn n → ∞; từ công thức tính pn’ suy ra:





max n 0 0

p p ’ n p 1 V 51p

V

 

      

 

Câu 3. (4,0 điểm)

Liên hệ giữa C0 và C1

Theo giả thiết ta có:

Z



R r

 

2 ZLZC0



2= ZC0
Hay:



R r

 

2 ZLZC0



2 ZC20

Khi C thay đổi (tức thay đổi ZC) thì UC sẽ đạt được trị số cực đại, nếu ZC thỏa mãn diều kiện:

Z ZC L 



R r



2ZL2

Tức ta có: Z ZC1 L 



R r



2ZL2

Biến đổi hệ thức điều kiện:

Z ZC1 L 



R r



2ZL2 Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 



R r



2ZL22Z ZL C0ZC20

Suy ra: Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 



R r

 

2 ZLZC0



2 Z2 ZC20
Từ đó: Z ZC1 L2Z ZL C0  0 ZC1 2ZC0  0

1
2

C

C  :

Câu 4. (5,0 điểm)

H 2 V

A B

C
R L,r

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

1. Xác định vị trí, tính chất của ảnh S’ của S qua thấu kính: (1,0đ)

Sơ đồ tạo ảnh: SLS'
Ta có: ' 30.25 150

30 25
df

d cm

d f

  

 

Vậy: Ảnh S’ của S là ảnh thật trên trục chính, cách thấu kính 150 cm.

2. Khi đặt thêm gương cầu lóm và thay thấu kính L bởi thấu kính L1: (4,0đ)

a. Tính tiêu cự của thấu kính L1:

Sơ đồ tạo ảnh: 1 1

1 2 3

L G L

S S  S S

Để S3 trùng với S thì S2 phải trùng với S1, tức là ảnh của S1 cho bởi gương (tức là S2) lại
trùng với S1. Từ sự tạo ảnh qua gương cầu lõm, ta thấy ảnh qua gương trùng với vật khi hoặc là vật nằm tại
tâm C của gương (tức là S1 phải nằm tại tâm C của gương), hoặc là vật nằm tại đỉnh của gương (tức là S1

nằm tại đỉnh gương).

Vậy thấu kính phải cho ảnh thật của S nằm tại tâm C của gương, hoặc nằm tại đỉnh của gương (tại S’).

Để vật thật tạo ảnh thật qua thấu kính, ta phải có tiêu cự không lớn hơn một phần tư khoảng cách vật ảnh

(vật màn):

'
1 1

4
d d

f  

- Khi ảnh S1 nằm tại tâm C của gương, ta có:

d1 + d1’ = 150 + 30 – 2.42 = 96 cm

suy ra: 96 24
4

f   cm

- Khi ảnh S1 nằm tại đỉnh gương thì: d1 + d1’ = 150 + 30 = 180 cm

Suy ra: 180 45
4

f   cm

Vậy ta chọn: f 24cm

Khi f < 24 cm: ta có 4 vị trí của L1( hai vị trí ảnh nằm tại tâm gương và 2 vị trí ảnh nằm tại đỉnh gương) cho

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Theo giả thiết có ba vị trí của L1, do đó hai trong bốn vị trí đã trùng nhau.

Vậy có thể chọn f = 24 cm.

b. Ba vị trí của thấu kính L1:

- Khi ảnh S1 nằm tại tâm gương, d1 + d1’ = 96 cm => d1 = d1’ = 48 cm

- Khi S1 nằm tại đỉnh gương (trùng với ảnh S’): d1 + d1’ = 180 cm

Ta có: 2 2

1 1 1 1

1 1 1 1 1

180 4320 180 4320 0

180 d d d d

f  d d d  d        

Phương trình cho nghiệm:

2
1

' ' 90 8100 4320

90 61, 482
1

b b ac

d

a

    

    (cm)

d1 = 151,482 cm; d1 = 28,518 cm.

Câu 5. (2,0 điểm)

Thiết lập công thức:

Ta có: L ZL

 với

2 2

2 2 L = d

L d

Z r

Z Z r




  

2 2

(1)

xc mc
xc mc

U U

I I

L



   



   

   



Cách bố trí thí nghiệm:

Bố trí thí nghiệm như hình vẽ

L;r
A

V

Hình 6b
K

Hình 6a
L;r
xc

A

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

- Mắc nối tiếp ampe kế điện động vào cuộn dây.

- Mắc song song vôn kế điện động vào cuộn dây.

- Mắc toàn bộ hệ thống trên vào nguồn điện xoay chiều.

- Đóng khóa K ghi lại chỉ số cường độ dòng điện và hiệu điện thế xoay chiều trên ampe kế và vôn kế.
Tiến hành lần lượt đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế ít nhất ba lần, sau đó lấy giá trị trung bình của ba
lần đo và thay vào biểu thức (1).

- Mắc nối tiếp ampe kế một chiều vào cuộn dây.

- Mắc song song vơn kế một chiều vào cuộn dây.

- Mắc tồn bộ hệ thống trên vào nguồn điện một chiều.

- Đóng khóa K ghi lại chỉ số cường độ dịng điện và hiệu điện thế xoay chiều trên ampe kế và vôn kế.
Tiến hành lần lượt đo cường độ dịng điện và hiệu điện thế ít nhất ba lần, sau đó lấy giá trị trung bình của ba
lần đo và thay vào biểu thức (1).

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng.

I.

Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng
các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng

TS.Trần Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn.

II.

Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho
học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh Trình, TS. Trần Nam 
Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

III.

Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn
học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo
phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí
từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh.

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

</div>

Đề thi HSG môn Vật lý 12 có đáp án năm học 2019-2020 Sở GD&ĐT tỉnh Đaklak

<b>ĐÁP ÁN CHẤM THI </b>



























 





 





















 



<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về