Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý 12 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Phan Chu Trinh (Có đáp án)

 SỞ GD-ĐT PHÚ YÊN ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ 12 
TRƯỜNG THPT PHAN CHU TRINH (NĂM HỌC 2017-2018)
 Thời gian làm bài :180 phút
Bài 1(4 điểm). Một giọt mưa rơi được 100m trong giây cuối cùng trước khi chạm đất. Nếu 
xem giọt mưa là rơi tự do thì nó bắt đầu rơi từ độ cao bao nhiêu?Lấy g = 9,8m/s2.
Bài 2(4 điểm). Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn P
nguyên tử) thực hiện một chu trình 1 – 2 – 3 – 4 – 1 được 
 1 2
 5 2P
biểu diễn trên giản đồ P-T như hình bên. Cho P 0 = 10 Pa; T0 0
= 300K.
 P0
 a) Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4. 4 3
 b) Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. 
 Vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T T
 0
 (cần ghi rõ giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu T0 2T0
 trình). 
 c) Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu trình.
Biết khối lượng mol của khí Hê li là  = 4g/mol;áp suất và nhiệt độ ở điều kiện tiêu 
 5
chuẩn :p0=1,01325.10 Pa,T0=273K.
Bài 3(4 điểm). Hai điện tích q 1 và q2 đặt cách nhau 15 cm trong không khí, chúng hút nhau với một 
 -6 
lực F = 4 N. Biết q1 + q2 = 3.10 C; |q1| < |q2|. Xác định loại(dấu) điện tích của q 1 và q2 . Vẽ các véc 
tơ lực tác dụng của điện tích này lên điện tích kia. Tính q1 và q2.
Bài 4(4điểm). Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2
a. Cho R = 10. Tính công suất tỏa nhiệt trên R, A B
nguồn, công suất của nguồn, hiệu suất của nguồn E, r
b. Tìm R để công suất trên R là lớn nhất? Tính 
công suất đó? R
c. Tính R để công suất tỏa nhiệt trên R là 36W
Bài 5(4 điểm). Một chất điểm dao động dọc theo trục Ox. Theo phương trình dao động x = 2cos(2 
t+ )(cm). Tính thời gian ngắn nhất vật đi từ lúc bắt đầu dao động đến lúc vật có li độ x = 3 cm và 
quãng đường vật đi trong thời gian đó.
 Hết c. Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể tích: 
 – 3 3 – 3 3
 V2 = 2V1 = 6,24.10 m ; V3 = 2V2 = 12,48.10 m .
 Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:
 A p (V V ) 2.105 (6,24.10 3 3,12.10 3 ) 6,24.102 J
 12 1 2 1 (0,5đ)
 V3 5 3 2
 A23 p2V2 ln 2.10 .6,24.10 ln2 8,65.10 J
 V2 (0,5đ)
 ( ) 105 (3,12.10 3 12,48.10 3 ) 9,36.102
 A34 p3 V4 V3 J (0,5đ)
 0 vì đây là quá trình đẳng tich. (0,5đ)
 A41
Bài 3(4 điểm). 
Hai điện tích hút nhau nên chúng trái dấu; vì q1 + q2 > 0 và |q1| 0. (1đ)
Véc tơ lực tương tác điện giữa hai điện tích:
 (1đ)
 2
 9 | q1q2 | Fr -12
Ta có: F = 9.10  |q1q2| = = 12.10 ;
 r 2 9.109
 -11 -6 
 vì q1 và q2 trái dấu nên |q1q2| = - q1q2 = -10 (1) và q1 + q2 = 3.10 (2). 
 Từ (1) và (2) ta thấy q1 và q2 là nghiệm của phương trình: 
 x2 -3.10-6x - 10-11 = 0 
. Kết quả x1=q=-2.10 -6C và x2=q=5.10 -6 C (2đ)
 -6 -6
 Vì |q1| < |q2|  q1 = -2.10 C; q2 = 5.10 C.
 E
Bài 4(4điểm). a)Áp dụng : I A B
 R r E, r
 I= 1A
 2 R
Tính công suất tỏa nhiệt trên R: PR=I R=10W 
(0,5đ)