Đề thi học sinh giỏi môn Lý lớp 12 năm 2010-2011

Chia sẻ: Nhi Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

171
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 năm 2010 - 2011 dành cho các em học sinh đang chuẩn bị cho kỳ kiểm tra, qua đó các em sẽ được làm quen với cấu trúc đề thi và củng cố lại kiến thức căn bản nhất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi môn Lý lớp 12 năm 2010-2011

SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO KÌ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NAM ĐỊNH NĂM HỌC 2010-2011 Môn : VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC ( Thời gian làm bài :90 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1:(1,5 điểm) Hai vật rắn có cùng trục quay cố định có momen quán tính lần lượt là I1  I2  2kg.m2 ( như hình vẽ). Ban đầu vật có momen quán tính là I1 đứng yên, vật có momen quán tính I2 đang quay đều với tốc độ góc   10 rad/s . Bỏ qua mọi lực cản. I1 Cho hai vật dính vào nhau thì động năng của hệ hai vật bằng bao nhiêu? Câu 2:( 2,5 điểm) Một sợi dây dài bằng thép dài L =2,4 m được căng ngang giữa hai điểm cố định A và B. Ngay phía trên của sợi dây đặt một nam châm điện nối với nguồn điện I2 xoay chiều có tần số f1 thay đổi dùng để kích thích cho sợi dây dao động. Khi tần số dòng điện qua nam châm là f1 thì trên dây có sóng dừng ổn định. Khi tăng tần số lên một lượng nhỏ nhất tới giá trị f2 =1,2f1 thì trên dây lại có sóng dừng ổn định. Biết tốc độ sóng trên dây là v = 10 m/s. 1. Tính tần số của dòng điện chạy qua nam châm? 2 d 2. Cho biết phương trình sóng tại một điểm trên sợi dây có dạng u  2 A.sin .sin( t   ) . Trong đó d là  khoảng cách từ một đầu sợi dây đến một điểm trên sợi dây. Tìm khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên sợi dây dao động cùng pha và có biên độ dao động bằng một nửa biên độ của bụng sóng? Câu 3:( 2,5 điểm) Một con lắc đơn gồm một sợi dây mền, không giãn, khối lượng không đáng kể dài l  1 m và quả cầu nhỏ bằng thép khối lượng m = 100 g. Tích điện cho quả cầu tới điện tích q= 10 -6 C rồi cho dao động trong điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới và độ lớn là E= 105 V/m. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g= 10 m/s2. 1. Tính lực căng cực đại và cực tiểu của sợi dây? Biết biên độ dao động  0  600 . 2. Cho quả cầu phóng hết điện tích rồi cho dao động với biên độ góc bằng 30. Khi tới vị trí cân bằng thì quả cầu va chạm hoàn toàn đàn hồi với một tấm thép đặt cố định theo phương thẳng đứng tại vị trí cân bằng . Chọn gốc thời gian là lúc va chạm. Vẽ đồ thị biểu diễn chuyển động của quả cầu đó? Câu 4:( 2,5 điểm) R Cho mạch điện như hình vẽ . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp A M N B xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi, tần số f = 50 Hz. Biết điện trở thuần R = 100 3 , cuộn dây thuần cảm. K 1. Khoá K mở. Thay đổi điện dung của tụ điện tới giá trị C1 thì thấy số chỉ của vôn kế mắc ở hai đầu tụ điện đạt cực đại. Khi đó vôn kế mắc ở hai đầu AB là U và số chỉ của vôn kế mắc vào ở hai đầu AN là UAN. Biết U  3U AN . Tính độ tự cảm của cuộn dây và điện dung của tụ điện khi đó. 2. Thay đổi điện dung của tụ điện tới giá trị C2. Khi đóng hoặc mở khoá K thì thấy cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch có cùng độ lớn. Tính điện dung C2 và góc lệch pha của dòng điện khi K đóng so với dòng điện khi K mở? Câu 5:(1,0 điểm) Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 1 H và một bộ tụ điện gồm một tụ không đổi C0=15 pF mắc song song với tụ có điện dung biến thiên CX, biết rằng mạch đang thu được sóng của một đài phát thanh có bước sóng 90 m. Tính điện dung của tụ điện CX khi đó? Cho c =3.108 m/s,  2  10 . ......................................................Hết............................................................. Họ và tên thí sinh:...............................................................................Chữ kí của Giám thị số 1:.......................... Số báo danh:........................................................................................Chữ kí của Giám thị số 2:..........................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌ HỌC SINH GIỎI TỈNH THANH HOÁ LỚP 12 THPT, BTTHPT, LỚP 9 THCS Năm học 2010 - 2011 §Ò CHÝNH THøC Môn thi : Vật lí . lớp 12 THPT Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) Số báo danh Đề thi này có 13 câu, gồm 02 trang ……………. Câu 1( 2 điểm): Một đoạn mạch gồm 3 nhánh măc song song. Nhánh thứ nhất là một tụ điện có dung kháng ZC, nhánh thứ hai là một cuộn dây thuần cảm có cảm kháng ZL và nhánh thứ 3 là một điện trở R. Gọi I, IC , IL, IR là cường độ dòng điện hiệu dụng trên mạch chính và các mạch rẽ tương ứng, Z là tổng trử của đoạn mạch. Hãy chứng minh các hệ thức sau: 1 1 1 1 2 I 2  I R  ( I L  I C ) 2 và 2 2  2 (  ) Z R ZC Z L Câu 2 ( 2 điểm): Tụ điện của máy phát sóng điện từ có giá trị điện dung C1 ứng với tần số f1. Nếu mắc nối tiếp với C1 một tụ khác có điện dumen quán tính của một thanh rắn, mảnh, đồng chất có chiều dài L, khối lượng m đối với trục quay vuông góng C2 = 100C1 thì tần số phát ra sẽ biến đổi đi bao nhiêu lần? 1 Câu 3 ( 2 điểm): Chứng minh rằng mô c với thanh tại một đầu của nó là I = mL2 3 Câu 4 ( 2 điểm): Một cái cột nhà dài L = 2,5m đứng cân bằng trên mặt phẳng ngang. Do bị đụng nhẹ cột đổ xuống đất trong mặt phẳng thẳng đứng . Trong khi đổ, đầu dưới của cột không bị trượt. Tính tốc độ của đầu trên của cột ngay trước khi chạm đất. Lấy g = 10m/s2; mô men quán tính của cột có giá trị như câu 3 Câu 5 ( 2 điểm): Một chất điểm chuyển động theo một vòng tròn với vận tốc không đổi v0 xung quanh trục chính của thấu kính hội tụ, trong mặt phẳng vuông góc với trục chính và cách thấu kính một khoảng d = 1,5f (f là tiêu cự của thấu kính). Hãy xác định: a. Vị trí đặt màn để quan sát. b. Độ lớn và hướng vận tốc của ảnh. Câu 6 (2 điểm): Quĩ đạo của một hành tinh nhân tạo là một đường tròn nằm trong mặt phẳng xích đạo. Hãy xác định độ cao cần thiết để vệ tinh đứng yên so với mặt đất. Cho bán kính trung bình của trái đất R = 6378km, khối lượng của trái đất M = 5,967.1024kg, hằng số hấp dẫn g = 6,672.10-11N.m2/kg2 Câu 7 (2 điểm): Một dây AB có chiều dài L = 50m, cố định hai đầu và có dòng điện xoay chiều tần số f chạy qua. Biết rằng tần số dòng điện không đổi và có giá trị 40Hz < f < 60Hz. Khi dây AB nằm vuông góc với đường sức từ của từ trường ngoài không đổi, thì trên dây tạo ra sóng dừng. Vận tốc truyền sóng trên dây là v = 10m/s. Hãy xác định số bụng sóng dừng trên dây. Câu 8 (1 điểm): Xác định li độ tại thời điểm mà động năng bằng 4 lần thế năng của một dao động tử điều hoà, biết rằng biên độ dao động là 4cm. Câu 9 (1 điểm): hc mv0 max a. Từ công thức Anhxtanh về hiện tượng quang điện:  A , hãy tìm lại đơn vị đo của  2 hằng số Planck. 1 g 1 k b. Hãy chứng tỏ rằng hai biểu thức f  và f  có cùng thứ nguyên (đơn vị đo) 2 l 2 m Câu 10 (1 điểm): Một bản kim cương được chiếu sáng bởi ánh sáng có tần số f = 0,55.1015 s-1 .Chiết suất của kim cương đối với tia sáng này là n = 2,46. Bước sóng của tia sáng này trong chân không và trong kim cương là bao nhiêu. Câu 11 (1 điểm): Trong mạng lưới điện dân dụng mắc hình sao, điện áp mỗi pha là 2 2 u1= 220 2 cos100t ; u 1= 220 2 cos(100t+ ) ; u1= 220 2 cos(100t - ) 3 3 Bình thường, việc sử dụng các pha là đối xứng và điện trở mỗi pha có giá trị R1 = R2 = R3 = 4,4. Hãy viết biểu thức cường độ dòng điện trong dây trung hoà ở tình trạng sử dụng điện mất cân đối làm cho điện trở pha thứ 2 và thứ 3 giảm đi một nửa.
Câu 12 (1 điểm): Viết biểu thức điện áp của bộ nguồn nuôi mạng điện xoay chiều được cấu tạo bởi hai máy phát  mắc nối tiếp. Biết điện áp hai đầu mỗi máy phát lần lượt là u1= 80cos100t (V); u1= 100cos(100t + ) (V) 3 Câu 13 (1 điểm): Cho hệ dao động như hình vẽ bên. Các lò xo có độ cứng k1 và k2. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và các lò xo. Bỏ qua ma sát. Xác định độ cứng tương đương của hệ khi m thực hiện dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. ----------------------------------------Hết---------------------------------------------
SỞ GD & ĐÀO TẠO NGHỆ AN ĐỀ THI HSG TRƯỜNG NĂM HỌC 2010 – 2011 TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU 2 Môn: VẬT LÍ, khối 11 Thời gian làm bài: 120 phút, không kể thời gian phát đề Câu 1. ( Học sinh học chương trình cơ bản không phải làm câu a ) Một tụ phẳng dược cấu tạo bởi 2 tấm kim loại có dạng hình vuông, diện tích mỗi bản là 1m2, khoảng cách giữa hai bản là 5mm. Tụ được mắc vào 2 cực của nguồn có hiệu điện thế 2000V. Người ta nhúng chìm hệ thống này trong dầu với vận tốc v = 10cm/s (như hình vẽ h1). Biết hằng số điện môi của dầu là  = 2 a. Chọn mốc thời gian là lúc bắt đầu nhúng tụ vào dầu, hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi của điện tích của tụ b. Sau khi đã nhúng chìm hẳn, người ta ngắt nguồn ra khỏi tụ và đặt vào giữa hai bản tụ một tấm kim loại có chiều dày 1mm, có diện tích lớn hơn các bản (hình h2). Tính: + Hiệu điện thế gữa hai bản tụ sau khi đã đặt tấm kim loại vào giữa 2 bản tụ + Công cần thực hiện để đưa tấm kim loại vào giữa 2 bản tụ h1 h2 Câu 2. Biết rằng trong đồng số êlectrôn dẫn bằng với số nguyên tử. Đồng có khối lượng mol là M = 64g/mol, và có khối lượng riêng là  = 9,0 kg/dm3. Một sợi dây đồng có đường kính 1,8mm, mang dòng điện không đổi I = 1,3A.. Hãy tìm vận tốc trôi của các êlectrôn dẫn trong dây đồng Câu 3. Khi làm thí nghiệm để đo từ trường trái đất ở một vị trí bằng la bàn tang (như đã làm thí nghiệm trong chương trình học), người ta thu được kết quả như sau: - Thí nghiệm với số cuộn dây N12 = 200 vòng, d = 210mm Lần thí nghiệm I’ (mA) I’’ (mA)  1 33,43 33,45 450 2 33,45 33,41 450 3 33,51 33,43 450 Biết rằng từ trường của Trái Đất ở đây có phương nằm ngang và có hướng về bắc. Khi đặt ở đây một dây dẫn thẳng, dài mang dòng điện I = 16A theo phương Tây – Đông thì tại điểm cách dây dẫn 8,0cm về phía trên sẽ có từ trường là bao nhiêu? Câu 4. Cho một khung dây hình vuông cạnh 2,00m, có điện trở 25, đặt vuông góc với một từ trường đều, sao cho nửa diện tích của khung dây nằm r B trong từ trường như trên hình h3. Khung dây chứa một bộ pin 20,0V điện trở trong không đáng kể. Cường độ của từ trường thay đổi theo thời gian theo quy luật B = 0,870t, trong đó B tính bằng tesla, t bằng giây. Tính cường độ dòng điện sinh ra trong mạch h3 ................... Hết ...........................
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ THI HSG TRƯỜNG MÔN VẬT LÍ LỚP 11 Câu 1(6đ). a a(3đ). Tại thời điểm t ( t ≤ = 10s ), tụ được xem như 2 tụ mắc song song C1 và C2. (0,25đ) v d a x M hình vẽ (0,25đ) 0 (a  x)S  xS với C1 = ; C2 = 0 (0,25đ) ad ad  (a  x)S 0 xS S  S(  1)  C = C1 + C2= 0 + = 0  0 v.t (0,75đ) ad ad d ad  SU  S(  1)U  Điện tích của tụ ở thời điểm t: q = CU = 0  0 v.t (0,25đ) d ad = 3,54. 10 6 + 3,54. 10 7 t với 0 ≤ t ≤ 10s (0,25đ)  S Sau 10s, điện dung của tụ là C = 0 = 3,54. 10 9 (F) (0,25đ) d 6  q = CU = 7,08. 10 (C) không đổi (0,25đ) Đồ thị: q(C) 7,08 3,54 0 10 t(s) (vẽ đúng 0,5đ) b(3đ). Tụ được xem như hai tụ ghép nói tiếp C1 và C'2 ' (0,25đ) '  S  0S với C1 = 0 và C'2 = ( với b là bề dầy của tấm kim loại) (0,5đ) y d  (y  b) C1C'2 '  S  điện dung của tụ: C’ = ' ' = 0 = 4,425. 10  9 (F) (1,0đ) C1  C 2 db q 7, 08.10 6  U’ = = = 1600(V) (0,5đ) C' 4, 425.10 9 1 Năng lượng của tụ trước khi đưa tấm kim loại vào: W = qU = 7,08.10 – 3 (J) (0,25đ) 2 1 Năng lượng của tụ sau khi đưa tấm kim loại vào: W’ = qU’ = 5,664.10 – 3 (J) (0,25đ) 2 Công cần thực hiện để đưa tấm kim loại vào bằng độ giảm năng lượng của tụ:
A = W – W’ = 1,416.10 – 3 (J) (0,25đ) q Ne Câu 2(5đ). Từ I = = (0,5đ) t t N: số e dẫn chuyển qua 1 tiết điện của dây dẫn trong thời gian t = số nguyên tử đồng có trong thể tích V ở hình vẽ (0,25đ) N = nNA trong đó n: số mol đồng có trong thể tích V (0,25đ) NA : số Avôgađrô enN A emN A e AV eN A Sl eN A d 2 I = = = = = v (1,75đ) t M .t M .t M t 4M l = v.t 4MI v= (0,25đ) (hình vẽ 0,5đ) eN Ad 2 với: M = 64g/mol = 64.10 – 3 kg/mol;  = 9,0kg/dm3 = 9,0.10 3kg/m3, NA = 6,02.10 23mol – 1 , e = 1,6.10 – 19 C d = 1,8mm = 1,8.10 – 3 m (0,75đ) 3 4.64.10 .1,3 v= = 3,8. 10 5 m/s (0,75đ) 1, 6.10 .9.10 .6, 02.1023.3,14.(1,8.10 3 )2 19 3 I '  I '' NI Câu 3(5đ). Áp dụng I = và BT  4.10 7 (1,0đ) 2 d tan  Lần thí nghiệm I’ (mA) I’’ (mA)  I (mA) BT(T) 0 1 33,43 33,45 45 33,44(0,25đ) 4,00.10 – 5 (0,25đ) 2 33,45 33,41 450 33,43(0,25đ) 4,00.10 – 5(0,25đ) 0 3 33,51 33,43 45 33,47(0,25đ) 4,00.10 – 5(0,25đ) BT1  BT2  BT3  B = 4,00.10 – 6(T) (0,5đ); BT = 0 (0,25đ) 3  Từ trường của Trái Đất ở nơi làm TN là: BT = 4,00.10 – 5(T) (0,25đ) Từ trường của dây dẫn sinh ra tại điểm phía trên, cách dây 8,0cm: Áp dụng quy tắc cái đinh ốc 1 ta xác định được: r Bd có: + phương nằm ngang (0,25đ) + chiều: hướng Nam (0,25đ) I 2.107.16 + độ lớn: Bd = 2.10 – 7 = 2 = 4,00.10 – 5(T) (0,5đ) r 8.10 r r r r Từ trường tổng hợp tại điểm cách dây dẫn 8,0cm phía trên là: B  Bd  BT  0 (0,5đ) Câu 4(4đ). Suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung dây:  S. 4.0,87t C = = = = 1,74(V) (1,0đ) t t 2.t Suất điện động cảm ứng sinh ra trong khung đóng vai trò giống như một nguồn mắc xung đối với bộ pin như hình vẽ. (1,0đ) Theo định luật Ohm, ta có:   r 20  1, 74 B I= p C= = 0,73(A) (1,0đ) R 25 (vẽ hình đúng 1đ)
Đối với HS học chương trình cơ bản b(6đ). Tụ được xem như hai tụ ghép nói tiếp C1 và C'2 ' (0,5đ) '  S  0S với C1 = 0 và C'2 = ( với b là bề dầy của tấm kim loại) (1đ) y d  (y  b) C1C'2 '  S  điện dung của tụ: C’ = ' ' = 0 = 4,425. 10  9 (F) (2,0đ) C1  C 2 db q 7, 08.10 6  U’ = = = 1600(V) (1,0đ) C' 4, 425.10 9 1 Năng lượng của tụ trước khi đưa tấm kim loại vào: W = qU = 7,08.10 – 3 (J) (0,5đ) 2 1 Năng lượng của tụ sau khi đưa tấm kim loại vào: W’ = qU’ = 5,664.10 – 3 (J) (0,5đ) 2 Công cần thực hiện để đưa tấm kim loại vào bằng độ giảm năng lượng của tụ: A = W – W’ = 1,416.10 – 3 (J) (0,5đ) Lưu ý: - HS có thể làm theo cách khác, đúng vẫn được tính điểm
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TUYÊN QUANG NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề này có 04 câu trong 01 trang) Câu 1.(5 điểm): Một tấm bê tông nằm ngang được cần cẩu nhấc thẳng đứng lên cao với gia tốc a = 0,5 m/s2. Bốn giây sau khi rời mặt đất người ngồi trên tấm bê tông ném một hòn đá với vận tốc v0 = 5,4 m/s theo phương làm với tấm bê tông một góc 300 . a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất. b) Tính khoảng cách từ nơi đá chạm đất đến vị trí ban đầu của tấm bê tông (coi như chất điểm). Lấy g = 10 m/s2. Câu 2.(4 điểm): Trong một ống hình trụ thẳng đứng với hai tiết diện khác nhau có hai pít tông nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không dãn. Giữa hai pít tông có 1 mol khí lí tưởng. Pít tông trên có diện tích tiết diện lớn hơn pít tông dưới là S  10cm 2 . Áp suất khí quyển bên ngoài là p0  1atm . Biết khối lượng tổng cộng của hai pít tông là 5 kg, khí không bị lọt ra ngoài. (Bỏ qua ma sát giữa các pít tông và thành ống). a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tông S1 b) Phải làm nóng khí đó lên bao nhiêu độ để pít tông dịch chuyển lên trên một đoạn l = 5cm. S2 Câu 3.(6 điểm): Mạch điện mắc như hình vẽ. Bộ nguồn gồm A2 hai nguồn giống nhau, mỗi pin có suất điện động E  1,5V ; r  0,5 R1  6; R2  2 ; RMN  6 B điện trở các Ampekế và dây nối không đáng kể. A D R1 A1 R2 a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N C b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A M N RMN Câu 4.(5 điểm): Cho quang hệ như hình vẽ, với L là thấu kính hội tụ, tiêu cự f  20cm . G là gương phẳng. a) Cho x  70cm và l  50cm . (G) (L) Hãy xác định ảnh A3B3 của AB qua quang hệ. Vẽ hình B b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có A O1 O2 độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x x l --------------- HẾT-----------------
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TUYÊN QUANG NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN VẬT LÝ Câu hỏi Đáp án Điểm Câu 1 a) Tính thời gian từ lúc ném đá đến lúc rơi xuống mặt đất. (5điểm) Lúc t = 4 s, tấm bê tông ở độ cao y0 và vận tốc v1 1 2 1 y0  a.t  .0,5.4 2  4m .................................................................. 0,25đ 2 2 v1  at  0,5.4  2m / s ........................................................................ 0,25đ - Nếu gọi v là vận tốc của đá đối với mặt đất    v  v0  v1 .......................................................................................... 0,25đ - Chọn hệ trục tọa độ Oxy Ta có: vx  v0 .cos   5,4. cos 300  4,7 m / s ....................................................... 0,25đ v y  v0 .sin   v1  5,4.sin 300  2  4,7 m / s ............................................. 0,25đ vx tg   1    450 ...................................................................... 0,25đ vy Vậy ta được: v  vx2  v y  4,7 2m / s ................................................. 2 0,5đ y y v v v1 v0 O x O x */ Kể từ khi nắm. - Ta có các phương trình chuyển động của vật x  v. cos  .t (1).............................................................................. 0,25đ 1 2 gt (2)........................................................................ y  v sin t  2 0,25đ - Thời gian hòn đá đi lên: Ta biết v y  v. sin   g .t v. sin  4,7 2 2 v y  0  t1   .  0,47 s (3).................... g 10 2 0,5đ v 2 sin 2  (4,7 2 ) 2 2 - Độ cao hòn đá đạt tới: y1   .  1,10m (4)................... 0,5đ 2g 2.10 4
2 yMax - Thời gian rơi xuống đất: t2   1,01s (5), (ymax = y0 + y1)............. 0,5đ g Vậy thời gian từ lúc nắm đến khi chạm đất là: t = t1 + t2 = 1,48 s (6)................................................ 0,5đ b) Tính khoảng cách từ nơi đá chạm đất đến vị trí ban đầu của tấm bê tông (coi như chất điểm). L  x  v cos  .t  4,7.1,48  7 m (7)........................................... 0,5đ Câu 2 a) Tính áp suất p của khí giữa hai pít tông (4điểm) Ta có: S1  S 2  S và m  m1  m2 Điều kiện cân bằng của hai pít tông là: m1 g T     p  p0   (1) F  F0  P1  T S1 S1      .............................. 0,5đ F  P2  F0  T mg T p  2  p0  (2) S2 S2 T  S1 ( p  p0 )  m1 g (3) Từ (1) và (2)  ......... . ............................ 0,5đ T  S 2 ( p  p0 )  m2 g (4)  ( S1  S 2 )( p  p0 )  ( m1  m2 ) g  mg ........................................ 0,25đ mg  p  p0  1,5.105 Pa ....................................................... 0,25đ S b) Nhiệt độ cần làm nóng T - Khi làm nóng khí thì pít tông dịch chuyển lên trên một đoạn l. Muốn pít tông cân bằng ở vị trí này thì p' = p (p': áp suất chất khí sau khi dịch chuyển pít tông)........................................................................................ 0,5đ Theo phương trình Menđêleep - Clapayron pV  nRT (n = 1).............................................................. 0,5đ p ' (V  V )  R(T  T ) ........................................................... 0,5đ V p  T  T  V mà V  lS ......................................... 0,5đ V R Sl  T  p  0,9 K ........................................................ 0,5đ R  F    S1 F0 T P1   T F0   S2 P2 F
Câu 3 a) Tìm số chỉ các Ampekế khi con chay C ở M và N (6điểm) - Khi con chạy C ở M, điện trở mạch ngoài là RN  RMN , dòng điện không đi qua A1 nên (IA1 = 0)............................................................................. 0,25đ E 3 Từ giả thiết: I    0,43 A R N  rb 6  1 Dòng điện mạch chính đi qua A2 nên IA2 = I = 0,43A....................... 0,25đ - Khi con chạy C ở vị trí N, mạch ngoài được mắc như sau ( RMN // R1 // R2 ) ....................................................................................... 0,25đ E 3 do đó RN  1,2 và I    1,36 A ............................. 0,25đ R N  rb 1,2  1 Hiệu điện thế mạch ngoài: U N  U NM  U BA  U BD  IR N  1,36.1,2  1,63V ..... 0,25đ U NM 1,63  I NM    0,27 A ............................................... 0,25đ RMN 1,2 U BA 1,63 I BA    0,27 A .................................................. 0,25đ R1 6 U 1,63 0,25đ và I BD  BD   0,81A ................................................. R2 2 Do đó tại nút N: I A1  I  I NM  1,36  0,27  1,09 A ......................................... 0,5đ I A2  I  I BD  1,36  0,81  0,55 A ........................................... 0,5đ A2 B A D R1 A1 R2 C M N RMN b) Con chạy C ở vị trí nào thì A2 chỉ 0,3A Gọi điện trở phần MC là x, phần CN = 6 - x - Điện trở mạch ngoài: RCN nt ( RMC // R1 // R2 ).............................................. 0,25đ R1 R2 RMC 12 x  2 x 2  18  Ta có: RN  RCN   (1)......... 0,25đ R1 R2  R1 RMC  R2 RMC 2x  3 Eb Ta lại có: I   Eb  I ( R N  rb ) (2)........................................ 0,25đ R N  rb Hiệu điện thế mạch ngoài: U N  Eb  Irb  3  I ............................................ 0,25đ Ta có: U NC  I (6  x) ............................................................................ 0,25đ U BD  U N  U NC  (3  I )  I (6  x)  3  7 I  xI ............................ 0,25đ U BD 3  7 I  xI I BD   (3)....................................................... 0,25đ R2 2 3  7 I  xI Từ giả thiết: I A2  0,3 A ; tại nút D I A2  I  I BD  0,3  I  ........... 0,25đ 2
18 I (4).................................. 0,25đ 5(9  x) 18  12 x  2 x 2  18  Thay (4) vào (2) ta được: 3    1 ............................... 0,25đ 5(9  x)   2x  3    2 x 2  9 x  9  0 ............................................... 0,25đ giải pt ta được: x  3 hoặc x  1,5 . Vậy cả hai giá trị của x đều đúng.... 0,25đ Câu 4 a) Xác định ảnh tạo bởi quang hệ (5điểm) L G L 0,5đ AB A1B1 A2B2 A3B3 d1 , d1  d2, d2  d3 , d3 d1 f 70.20 - Với A1B1: d1  70cm ; d1    28cm (ảnh thật)..................... 0,25đ d 1  f 70  20 d1 28 2 k1      ................................................................ 0,25đ d1 70 5 - Với A2B2: d 2  l  d1  50  28  22cm ; d 2  d 2  22cm (ảnh ảo)..............  0,25đ d k 2   2  1 .............................................................................. 0,25đ d2 d f 72.20 - Với A3B3: d 3  l  d 2  50  22  72cm ; d 3  3    27,7cm 0,25đ d 3  f 72  20 (ảnh thật)  d3 27,7 5 k1      ............................................................ d3 72 13 0,25đ A3 B3  5   2 2 - Độ phóng đại của hệ: k   k 3 k 2 k1    (1)    ..................... 0,25đ AB  13   5  13 Vậy ảnh A3B3 của AB tạo bởi quang hệ là ảnh thật, cùng chiều và bằng 0,25đ 2 vật. 13 (L) (G) B B3 A1 A2 0,5đ A A3 O1 O2 B1 B2 b) l bằng bao nhiêu thì A3B3 có độ lớn không đổi và không phụ thuộc vào x. - Khi l có giá trị thay đổi, ta có: 20 x d1  x ; d1   .................................................................. 0,25đ x  20 d 2  l  d 1 ; d 2   d 2  d 1  l ......................................................   0,25đ
20 x 2(lx  10 x  20l )   d 3  l  d 2  l  d 2  2l  d 1  2l   ............ 0,5đ x  20 x  20 Ta lại có: A3 B3 f f 20 20 k  k 3 k 2 k1  .1.  .  AB f  d3 f  d1 2(lx  10 x  20l ) 20  x 20  x  20 200  ................................................................ 0,5đ (l  20) x  20l  200 Vậy k = h/s và k không phụ thuộc vào x khi l = 20cm.................... 0,5đ 1 Khi đó k   2