Đề chọn đội tuyển quốc gia môn Vật lý lớp 12 năm học 2010 2011 Sở GD ĐT Thanh Hóa Vòng 1 Hệ Không Chuyên giải chi tiết là tài liệu môn Vật Lý trong chương trình Lớp 12 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Những địa chỉ uy tín để bạn mua sách
Nội dung tóm tắt
SỞ GD&ĐT THANH HÓA KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA
NĂM HỌC 2010-2011
ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT – Vòng 1
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
( Đề gồm 02 trang)
Câu 1( 3 điểm).
Một hạt chuyển động chậm dần trên đường thẳng với gia tốc a mà độ lớn phụ thuộc vận tốc theo quy luật , trong đó k là hằng số dương. Tại thời điểm ban đầu vận tốc của hạt bằng .Tìm quãng đường hạt đi được cho đến khi dừng lại và thời gian đi hết quãng đường ấy.
Câu 2( 3 điểm).
Một đĩa khối lượng M được treo bằng một sợi dây mảnh, có hệ số đàn hồi k vào điểm O cố định. Khi hệ thống đang đứng yên thì một vòng nhỏ có khối lượng m rơi tự do từ độ cao h ( so với mặt đĩa) xuống và dính chặt vào đĩa). Sau đó, hệ dao động theo phương thẳng đứng. Xe, hình bên.
a) Tính năng lượng và biên độ dao động của hệ.
b) Lực hồi phục tác dụng lên hệ trong quá trình dao động có công suất cực đại là bao nhiêu?
Câu 3 (3 điểm).
Một máy lạnh lí tưởng luôn duy trì trong buồng lạnh nhiệt độ không đổi ). Khi nhiệt độ không khí trong phòng là thì rơle phải điều khiển cho động cơ của máy làm việc theo chu kỳ cứ hoạt động 2 phút lại nghỉ 4 phút.
a) Nếu nhiệt độ không khí trong phòng là thì chu kỳ thời gian mỗi lần nghỉ và đóng của động cơ phải như thế nào để duy trì được nhiệt độ trong buồng lạnh như trên?
b) Nhiệt độ trong không khí trong phòng cao nhất là bao nhiêu thì máy vẫn có thể duy trì được nhiệt độ trong buồng lạnh là ?
Câu 4 ( 3 điểm).
Ban đầu hai tụ điện phẳng không khí A và B giống hệt nhau, cùng điện dung C, được mắc nối tiếp vào nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Sau đó, lấp đầy khoảng không giữa hai bản của tụ điện B một chất điện môi có hằng số điện môi . Hãy tính điện tích, hiệu điện thế và năng lượng của mỗi tụ điện trước và sau khi đưa chất điện môi vào tụ điện B.
Câu 5 ( 4 điểm).
Hai mặt cầu kim loại đồng tâm có các bán kính là a, b ( a < b) được ngăn cách nhau bằng một môi trường có hằng số điện môivà có điện trở suất p. Tại thời điểm t = 0 mặt cầu nhỏ bên trong được tích một điện tích dương Q trong thời gian rất nhanh.
a) Tính năng lượng trường tĩnh điện trong môi trường giữa hai mặt cầu trước khi phóng điện.
b) Xác định biểu thức phụ thuộc thời gian của cường độ dòng điện chạy qua môi trường giữa hai mặt cầu.
Câu 6 (2 điểm).
Một khung dây hình chữ nhật làm bằng dây dẫn có bán kính tiết diện r = 1mm. Khung có chiều dài a = 10m rất lớn so với chiều rộng b = 10cm ( a, b được đo từ khoảng cách các trục của khung dây). Độ từ thẩm của môi trường .Bỏ qua từ trường bên trong dây dẫn. Hãy tìm độ tự cảm của khung.
Câu 7 ( 2 điểm).
Tại tâm của một căn phòng hình vuông, diện tích, người ta treo một cái đèn. Cho rằng đèn là một nguồn sang điểm, hãy xác định độ cao treo đèn để độ rọi trong phòng lớn nhất.
SỞ GD&ĐT THANH HÓA KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2010-1011
HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT
Câu 1:
Ta có
Lấy tích phân ta có
Thời gian chuyển động cho đến khi dừng hẳn
Quãng đường đi được
Vậy quãng đường đi được đến khi dừng hẳn
Kết quả là .
Câu 2:
a) Sau va chạm: Sự bảo toàn động lượng trong đó
nên
Hệ có động năng ban đầu
Cũng ngay sau va chạm, hệ vật + đĩa còn cách vị trí cân bằng , đó chính là li độ của hệ khi có vận tốc . Vậy năng lượng toàn phần của hệ dao động là:
Từ suy ra biên độ dao động (1)
b) Công suất của lực phục hồi có biểu thức (2). Lấy đạo hàm theo t để tìm cực đại ta có .Với và .Ta có
Mặt khác và ta suy ra công suất cực đại khi li độ và vận tốc có giá trị
Thay vào (2) ta nhận được với A xác định ở (1)
Câu 3:
Máy lạnh lí tưởng nên ( nhiệt độ ngăn lạnh; nhiệt độ phòng)
Khi máy lạnh làm việc ổn định, cứ mỗi lần rơle đóng và ngắt, tác nhân lấy đi từ buồng lạnh nhiệt lượng đúng bằng nhiệt lượng mà buồng lạnh nhận vào từ môi trường trong khoảng thời gian phút.
Nhiệt lượng này tỉ lệ với chênh lệch nhiệt độ và thời gian
Ngoài ra, nên ta có: (*) ( hệ số tỉ lệ k phụ thuộc vào cấu tạo máy lạnh và điều kiện tiếp xúc của máy với môi trường)
Thay (*) ta tính được
Với điều kiện mới từ (*) tính được .Nghĩa là nếu nghỉ 4 phút thì phải làm việc 7,55 phút.
Nhiệt độ phòng cao nhất duy trì được ứng với việc động cơ hoạt động không nghỉ
Khi đó từ (*) suy ra:
Câu 4:
Ban đầu
Ngoài ra và
Sau khi đã đưa điện môi vào tụ điện B
Câu 5:
Tại thời điểm t khi điện tích của mặt cầu là q thì cường độ điện trường là và có hướng đối xứng xuyên tâm ra ngoài (1)
Tại t = 0 mặt cầu bên trong có q(0) = Q nên
Năng lượng tĩnh điện trong môi trường lúc t= 0 là
Tích phân có kết quả
Định luật Ôm dạng vi phân ta có dạng (2)
Từ (1) và (2) ta có:
Phương trình này có nghiệm là
Do đó cường độ dòng điện
Câu 6:
Giả sử trong mạnh có dòng điện I nào đó:
Tại diện tích nhỏ dS = adx thì từ thông do 2 cạnh dài (a) gửi qua là
Từ thông qua dS là
Lấy tích phân ta được
So sánh với ta có
Câu 7:
Độ rọi gây ra bởi nguồn điểm O có cường độ sáng I là
suy ra độ rọi
Từ hình vẽ ta có và thay vào trên ta có
Xét vì và
Đạo hàm tại Ngoà
