Đề thi chọn đội tuyển dự thi học sinh giỏi Quốc gia năm 2019 môn Vật lý Lớp 12 - Sở GD&ĐT tỉnh Bắc Ninh

Nội dung text: Đề thi chọn đội tuyển dự thi học sinh giỏi Quốc gia năm 2019 môn Vật lý Lớp 12 - Sở GD&ĐT tỉnh Bắc Ninh

1. UBND TỈNH BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO DỰ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2019 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Môn thi: Vật lí ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi thứ hai: 05/10/2018 (Đề thi có 02 trang) ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Câu 1: (4,0 điểm) Một thanh AB đồng chất tiết diện đều có khối lượng là m, chiều dài l đang nằm yên trên sàn ngang nhẵn. Thanh có thể quay tự do quanh một trục thẳng đứng đi qua đầu A của thanh. A B 1. Một quả cầu nhỏ khối lượng m chuyển động trên mặt sàn với vận tốc v x đến va chạm tuyệt đối đàn hồi theo phương vuông góc với thanh tại một điểm  cách trục quay một đoạn là x như hình 1 (x < ℓ). m a) Xác định vận tốc góc của thanh và vận tốc của viên bi ngay sau va chạm. Hình 1 b) Với giá trị nào của x thì ngay sau va chạm vận tốc góc của thanh lớn nhất? 2. Nối thêm một thanh BC giống hệt thanh AB vào B sao cho thanh này C có thể quay tự do quanh B trên sàn. Ban đầu hệ nằm yên và góc lệch của thanh BC so với đường thẳng đi qua thanh AB là θ. Quả cầu nhỏ khối lượng m chuyển động trong mặt sàn với vận tốc ban đầu vtới va chạm tuyệt đối đàn hồi theo phương vuông góc với thanh AB tại một điểm cách B A θ đầu A một khoảng x như hình 2 (x < ℓ). Tìm giá trị của x sao cho sau va chạm quả cầu đứng yên. x  Câu 2: (4,0 điểm) m Hình 2 Một mol khí lí tưởng biến đổi theo chu trình được biểu diễn như đồ thị hình 3. Trong đó quá trình AB khí tăng nhiệt đẳng tích, quá p trình giãn đẳng nhiệt BC thể tích của khí tăng hai lần. Quá trình CD có B p, V phụ thuộc tuyến tính vào nhau sao cho khi đến D thì thể tích tăng hai lần còn áp suất giảm 14 lần so với C. Cuối cùng khí thực hiện quá trình nén đoạn nhiệt DA để trở về trạng thái đầu tiên. Đường thẳng C qua A và C đi qua gốc tọa độ. a) Xác định loại khí lí tưởng đã dùng là đơn nguyên tử, lưỡng A nguyên tử hay đa nguyên tử. D b) Xác định các quá trình nhận nhiệt, tỏa nhiệt của khí. O Hình 3 V c) Xác định hiệu suất của chu trình. Câu 3: (4,0 điểm) Kính thiên văn có vật kính và thị kính là hai thấu kính hội tụ đặt đồng trục. Thấu kính dùng làm vật kính có tiêu cự 19,4m và đường kính rìa 102cm. Thấu kính dùng làm thị kính có tiêu cự 24mm và đường kính rìa 5mm. Hướng trục kính thiên văn vào tâm của đĩa Mặt Trăng. Một người cận thị để sửa tật phải đeo kính sát mắt có độ tụ -2 điốp. Người ấy bỏ kính cận ra và đặt mắt sát sau thị kính rồi điều chỉnh kính thiên văn sao cho có thể quan sát ảnh cuối cùng trong trạng thái mắt không điều tiết. 1. Tính khoảng cách giữa vật kính và thị kính lúc đó. Tính độ bội giác của ảnh lúc đó. 2. Biết khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trăng là 384000km. Tính đường kính của vùng trên Mặt Trăng mà người quan sát nhìn thấy được qua kính thiên văn này. 1
2. Câu 4: (4,0 điểm) Thanh mảnh AB chiều dài l , có khối lượng trên một đơn λ2 vị chiều dài phụ thuộc khoảng cách x từ A theo công thức x a (x) (1 ) , ρ 0 là hằng số. Thanh có thể quay tự do A 0 l trong mặt phẳng thẳng đứng quanh một trục nằm ngang cố λ1 định qua A. Bỏ qua mọi ma sát, lực cản không khí. a) Tính chu kỳ nhỏ của thanh quanh vị trí cân bằng. b) Thanh AB được tích điện đều với mật độ điện dài B 1>0. Trong mặt phẳng thẳng đứng chưa thanh và vuông góc Hình 4 với trục quay, phía trên trục quay một đoạn a có một dây dẫn thẳng dài vô hạn nằm ngang tích điện đều với mật độ điện dài 2>0 (hình 4). Kích thích cho thanh AB dao động nhỏ xung quanh vị trí cân bằng, trong quá trình dao động coi 1,2 không đổi. Tính chu kỳ dao động của thanh. Câu 5: (4,0 điểm) Xác định đường kính trong của ống trụ nhưng không phá hỏng ống qua dao động xoay. Cho các dụng cụ sau: - Một ống hình trụ dày, nặng, đồng chất và đường kính ngoài có thể đo được. Hai đầu ống được bịt kín bằng vật liệu cứng, mỏng và rất nhẹ so với khối lượng ống. A, B, C C là các móc treo nhỏ đặt đối xứng tam giác đều tại các điểm ở mép ngoài của ống A (hình 5) có thể được dùng để treo ống trụ này vào giá treo bằng các sợi dây; B - Một viên bi có móc treo nhỏ; - Các sợi dây dài, mảnh, mềm, nhẹ, không giãn; - Thước đo chiều dài; - Đồng hồ bấm giây; - Giá đỡ, giá treo cần thiết. Hình 5 Yêu cầu: a) Trình bày phương án thí nghiệm đo gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm. b) Với giá trị của gia tốc trọng trường xác định được ở ý a), trình bày phương án thí nghiệm xác định đường kính trong của ống. Hết (Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: .Số báo danh: 2