Đề thi chọn HSG Quốc gia môn Vật lí năm 2018 - Sở GD&ĐT Sóc Trăng (Vòng 1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> SÓC TRĂNG<br /> <br /> THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA<br /> Năm 2018<br /> <br /> ĐỀ CHÍNH THỨC<br /> <br /> Môn: VẬT LÝ<br /> (Thời gian làm bài 180 phút, không kể phát đề)<br /> Ngày thi: 15/9/2017<br /> ________________<br /> Đề thi này có 02 trang<br /> Bài 1: (4,0 điểm)<br /> Xét con lắc là hệ thống gồm thanh OA đồng chất tiết diện đều có<br /> khối lượng m, chiều dài 2R, khối tâm C và momen quán tính qua C là<br /> mR 2<br /> . Hai đĩa tròn (giống hệt nhau) đồng chất khối lượng m, bán kính<br /> 3<br /> <br /> R, có momen quán tính đối với trục đối xứng qua tâm đĩa và vuông góc<br /> với mặt đĩa là<br /> <br /> mR 2<br /> , đĩa phía trên có tâm trùng với điểm O, đĩa phía<br /> 2<br /> <br /> dưới có tâm đặt tại A. Cả hai đĩa đều liên kết chặt với thanh nhờ các<br /> chốt ở O và A. Hệ có thể quay trong mặt phẳng thẳng đứng Oxy, quay<br /> quanh trục đi qua O và vuông góc với mặt đĩa phía trên như hình 1. Bỏ<br /> qua ma sát giữa trục quay với thanh OA và mọi lực cản khác.<br /> a) Thiết lập biểu thức tính tần số góc của dao động trên?<br /> b) Từ vị trí cân bằng, kéo hệ lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 80 rồi thả nhẹ,<br /> chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian lúc vật qua vị trí có li độ 4 0 theo chiều<br /> dương. Viết phương trình dao động của hệ thông theo li độ góc? Biết R <br /> <br /> 1<br /> m , lấy<br /> 19<br /> <br /> g  10 m/s 2 .<br /> <br /> Bài 2: (5,5 điểm)<br /> 1) Một bình chứa khí có vỏ cách nhiệt lý tưởng. Lúc đầu bên trong bình có vách ngăn<br /> cách nhiệt chia bình làm hai phần, phần bên trái có thể tích 4 lít chứa chất khí X có áp suất<br /> 0,96 atm; phần bên phải có thể tích 5000 cm3 chứa chất khí Y có áp suất 4,8 atm và nhiệt độ<br /> giống phần bên trái. Tiến hành mở vách ngăn để hai khối khí p<br /> trộn lẫn vào nhau, sau khoảng thời gian đủ dài thì độ biến p 1<br /> 1<br /> thiên entrôpy của hệ có giá trị không đổi ∆S = 4,806 J/K.<br /> Tính nhiệt độ của hỗn hợp khí khi đó?<br /> 2) Một khối khí lý tưởng lưỡng nguyên tử thực hiện<br /> 2<br /> chu trình 1-2-3-4 như hình 2. Trong đó quá trình 1-2 và quá p 2<br /> trình 3-4 là đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ T1 và T3; quá trình<br /> 2-3 và quá trình 4-1 là đoạn nhiệt. Các đại lượng đã biết: p<br /> 4<br /> V1 = 2 lít và V3 = 8 lít.<br /> 4<br /> a) Thiết lập biểu thức tính V4 theo V1 và V3?<br /> 3<br /> p3<br /> Tính V4?<br /> b) Biết p1 = 7 atm. Tính công của khối khí trong các<br /> quá trình đoạn nhiệt và nhiệt lượng của khối khí trong các<br /> quá trình đẳng nhiệt?<br /> V2<br /> V1<br /> V3<br /> Hình 2<br /> <br /> 1<br /> <br /> V<br /> <br /> Bài 3: (4,0 điểm)<br /> <br /> M<br /> <br /> Một đĩa tròn mỏng, phẳng có bán kính R, ở giữa có<br /> khoét một lỗ tròn bán kính r, tâm lỗ tròn trùng với tâm của<br /> đĩa. Một mặt của đĩa được tích điện đều với mật độ điện<br /> tích mặt là σ như hình 3.<br /> a) Xây dựng công thức tính cường độ điện trường<br /> tại điểm M nằm trên trục của đĩa và cách tâm O của đĩa<br /> một đoạn D.<br /> b) Bây giờ, nếu hai mặt của đĩa được tích điện đều<br /> với mật độ điện tích mặt như ban đầu. Tính cường độ điện<br /> trường tại điểm N nằm trong mặt phẳng của đĩa và cách<br /> tâm đĩa một đoạn R’?<br /> <br /> D<br /> <br /> r<br /> R<br /> <br /> O<br /> <br /> Hình 3<br /> <br /> Bài 4: (4,0 điểm)<br /> Khảo sát một khối cầu trong suốt, đồng tính và<br /> có chiết suất n. Chiếu một tia sáng SI tới khối cầu tại<br /> I với góc tới i, tia này bị khúc xạ và lệch một góc r so<br /> với pháp tuyến rồi truyền đến điểm J của khối cầu, tại<br /> đây tia sáng bị phản xạ và sau đó ló ra ngoài tại K<br /> như hình 4. Thiết lập biểu thức tính góc lệch cực tiểu<br /> D của tia sáng theo i, r và n?<br /> <br /> S<br /> <br /> I<br /> <br /> J<br /> K<br /> Hình 4<br /> <br /> Bài 5: (2,5 điểm)<br /> Xét chuyển động của êlectron trong nguyên tử Hidro, giả sử ở trạng thái xác định thì<br /> hàm sóng của êlectron có dạng  <br /> <br /> 1<br /> <br /> 3<br /> <br /> r<br /> <br /> .a 2 .e a . Bên trong nguyên tử này, khảo sát bên<br /> <br /> <br /> trong khối cầu có bán kính a. Hãy chứng minh rằng xác suất tìm thấy electron trong hình<br /> cầu này thỏa mãn biểu thức w  1  5e 2 . Biết rằng a = 5,3.10-11 m. Đối với các số hạng p<br /> quá bé thì số hạng như p2, p3, p4,,.. có thể bỏ qua.<br /> <br /> --- HẾT --Họ tên thí sinh: .................................................... Số báo danh: ............................<br /> Chữ ký của Giám thị 1: ........................<br /> <br /> Chữ ký của Giám thị 2: ..................<br /> <br /> 2<br /> <br />