HSG

Môn: Vật Lý

Đề thi: HSG

Họ tên người ra đề: Đỗ Văn Tuấn.

Trường: THPT Chuyên Vĩnh Phúc.

Sdt: 0988622986
SỞ GIÁO DỤC VÀC
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 CẤP TỈNH
Môn: VẬT LÝ 11 - CHUYÊN
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi có 01 trang)

Bài 1:
Một trụ đặc có khối lượng m, bán kính đáy R đang quay đều quanh trục của nó theo phương ngang với vận tốc góc
. Trụ được đặt nhẹ nhàng lên một sàn xe phẳng, dài nằm ngang. Xe có cùng khối lượng m với trụ và có thể trượt không ma sát trên mặt đất.Ngay sau đó xe chuyển động nhanh dần, nhưng sau một khoảng thời gian xe đạt được vận tốc ổn định và không đổi.
a. Xác định vận tốc ổn định của xe.
b. Xác định năng lượng mất mát từ khi trụ được đặt lên xe đến khi xe đạt vận tốc không đổi.
Bài 2:
Khối lăng trụ tam giác có khối lượng m1, với góc
như hình vẽ, có thể trượt theo đường thẳng đứng và tựa lên khối lập phương khối lượng m2, còn khối lập phương có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Bỏ qua mọi ma sát.
a. Tính gia tốc của mỗi khối và áp lực giữa hai khối ?
b. Xác định
sao cho gia tốc của khối lập phương là lớn nhất. Xác định giá trị gia tốc của mỗi khối trong trường hợp đó ?
Bài 3:
Cho mạch điện như hình vẽ. C = 2 (F, ,  nguồn điện có suất điện động và điện trở trong không đáng kể. Ban đầu các khóa K1 và K2 đều mở. Bỏ qua điện trở các khóa và dây nối.
1. Đóng khóa K1 (K2 vẫn mở), tính nhiệt lượng tỏa ra trên R1 sau khi điện tích trên tụ điện đã ổn định.
2. Với R3 = 30 (. Khóa K1 vẫn đóng, đóng tiếp K2, tính điện lượng chuyển qua điểm M sau khi dòng điện trong mạch đã ổn định.
3. Khi K1, K2 đang còn đóng, ngắt K1 để tụ điện phóng điện qua R2 và R3. Tìm R3 để điện lượng chuyển qua R3 đạt cực đại và tính giá trị điện lượng cực đại đó.
Bài 4:
Một quả cầu tâm O, bán kính R được làm bằng một chất trong suốt. Cách tâm O khoảng r, chiết suất của quả cầu tại những điểm đó được xác định:
. Từ không khí, chiếu một tia sáng tới quả cầu dưới góc tới i = 30o. Xác định khoảng cách ngắn nhất từ tâm O tới đường đi của tia sáng.
Bài 5:
Một khí lí tưởng với chỉ số đoạn nhiệt ( thực hiện một chu tình gồm hai quá trình đẳng tích và đẳng áp. Hãy tìm hiệu suất của chu trình đó nếu cả trong quá trình đốt nóng đẳng tích cũng như dãn nở đẳng áp, nhiệt độ tuyệt đối tăng n lần.


SỞ GIÁO DỤC VÀC
ĐÁP ÁN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 CẤP TỈNH
Môn: VẬT LÝ 11 - CHUYÊN




Bài 1:
2đ
(HS có thể làm theo một trong hai cách sau đây)
Gọi vận tốc của xe khi ổn định là V. Vận tốc của trụ so với xe khi đó là v, vận tốc quay của trụ khi đó là
. Ban đầu trụ trượt trên sàn xe, lực ma sát làm trụ chuyển động tịnh tiến nhanh dần, chuyển động quay chậm dần đến khi đạt điều kiện lăn không trượt
thì lực ma sát bằng 0 và hệ đạt trạng thái ổn định với các vận tốc không đổi.
Cách 1: Sử dụng các định luật bảo toàn:
a)
Định luật bảo toàn động lượng:



Định luật bảo toàn mô men động lượng với một trục nằm trên sàn xe vuông góc với mặt phẳng hình vẽ:


Với:
và

Giải các phương trình ta tìm được:

b)


Với
;
;
mà
. Biến đổi ta được:

Cách 2: Sử dụng phương pháp động lực học:
a)Đối với xe:


Đối với trụ:




Với:
và

Biến đổi ta được:

b)

Trong đó: Amsquay là công của lực ma sát trong chuyển động quay của trụ trên xe.
Amstt là công của lực ma sát trong chuyển động tịnh tiến tương đối của trụ trên xe.


Biến đổi ta được





0,25





0,25




0,25

0,25

0,25


0,25

0,25


0,25