SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BẾN TRE

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010
Môn: VẬT LÝ
Thời gian: 180 phút (không kể phát đề)

Câu 1: (4 điểm)
Một xilanh thẳng đứng có tiết diện S, chứa một lượng khí nitơ, bên trên có pittông
khối lượng m trượt không ma sát trong xilanh hình vẽ 1. Ban đầu độ cao của cột
khí trong xilanh là h, áp suất khí trời là p
0
. Phải truyền cho khí trong xilanh một
nhiệt lượng là bao nhiêu để nâng pittông lên cao thêm một đoạn là
h
4
? Tìm hiệu
suất của động cơ này.
Câu 2: (4 điểm)
Hai quả tạ giống nhau A và B được nối với nhau bằng một dây không co dãn có
chiều dài là l, khối lượng không đáng kể hình vẽ 2. Lúc đầu tạ B ở độ cao h =
2l
3
,
chiều cao của bàn cũng bằng l. Thả cho tạ B nó rơi và nó kéo tạ A trượt trên mặt
bàn hoàn toàn nhẵn. Sau khi va chạm vào sàn, tạ B đứng yên còn tạ A bay ra xa
bàn. Hỏi ở độ cao nào của quả tạ A thì dây căng trở lại?
Câu 3: (4 điểm)
Cho mạch điện hình vẽ 3, biết u
AB

thanh khi thanh quay quanh trục với tần số góc n trong hai trường hợp:
a) Trục quay đi qua đầu A của thanh.
b) Trục quay đi qua một điểm trên thanh, cách đầu A của thanh một đoạn Δl.

- Hết -

m A S
h B
h Hình vẽ 1 Hình vẽ 2 A C R M L,r B
Hình vẽ 3

B D G H Hình vẽ 4
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BẾN TRE

HƯỚNG DẪN CHẤM
THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CẤP
TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010
Môn: VẬT LÝ

Câu Nội dung Điểm Ghi chú
a ) Khi trục quay qua một đầu thanh, suất điện động xuất
hiện trong thanh khi thanh quay là:
E
C
=
Δφ
Δt
= B |
ΔS
Δt

BA
= E
C
=
π
B l
2
n

b) Tương tự trên, ta có:
E’
C
= |E
1
– E
2
| =
1
2
B ω
[]
(l - Δl)
2
- Δl
2

=
1
2
B ω (l

5Trong quá trình tuyền nhiệt, áp suất khí trong xilanh là:
P =
P
0
+ mg
S
=
P
0
S + mg
S
(1)

Công khối khí thực hiện để nâng pittông lên 1 đoạn h/4 là:
A = P.ΔV =
(P
0
S + mg)h
4
(với ΔV =
Sh
4
) (2)

Độ biến thiên nội năng của n mol khí:
ΔU =
niRΔT

S + mg)h
4

Q =
(i + 2).h.(P
0
S + mg)
8 ⇒ Q =
7h(P
0
S + mg)
8Hiệu suất của quá trình:
H =
A
QTừ (2) và (3) ⇒ H = 28,57%

+ Dây sẽ căng khi khoảng cách OC = l tức là:
OC
2
= l
2
= x
2
+ y
2
. (4)
Thay (1) và (3) vào (4), ta được:
t = 2
gl 3/ (5)
Thay (5) vào (3) ta được tọa độ điểm C của quả tạ A, từ
đó dây lại căng và sau đó tạ A chuyển động tròn.

X
C
=
2l
2
3

Y
C
=
l
3

Đoạn EG có điện trở R
V
, có U
V
= 6 (V)
⇒ I
V2
=
6
R
VNút E và nút G cho ta:
I
3
= I
4
=
2
R
0
+
6
R
V

Do đó:
U

GD
(với U
CD
= 22 V; U
EG
= 6 V)
⇒ 22 = U
3
+ 6 + U
4

⇒ U
3
= U
4
= 8 V (2)
Từ (1) và (2) ⇒ 8 = 2

+
6R
0
R
V ⇒ R
0
= R
V
Vậy : I

1
= I
2
= I
3
+ I
V1
=
30
R
0Do đó: U
1
= U
2
= R
0
.
30
R
0

= 30 V
Vậy vôn kế V chỉ:
U
AB
= U
AC

AB
nhanh pha hơn i một
góc
π
2
, do đó pha ban đầu của nó phải là
π
2
. Theo đề bài,
pha ban đâu là
π
3
chứng tỏ cuộn dây có r khác không
Do cộng hưởng:
I =
P
U
= 2 (A)
tanϕ
MB
=
Z
L
r
= tan
π
3
= 3
⇒ Z
L

= Z
L
= 20 3 (Ω)
⇒ C =
10
-3
2 3
π

(F)

Biểu thức: i = 2 cos100
π
t (A)

b) Lập biểu thức U
C
=
UZ
C
(R + r )
2
+ (Z
L
– Z
C
)
2
(F)