ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH MÔN VẬT LÍ - LỚP 12 THPT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG by DẠY KÈM QUY NHƠN OLYMPIAD

ĐỀ

THI CHỌN HSG CẤP TỈNH MÔN VẬT LÍ

vectorstock.com/10212086

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN OLYMPIAD PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH MÔN VẬT LÍ - LỚP 12 THPT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

Së gi¸o dôc - ®µo t¹o b¾c giang §Ò chÝnh thøc

§Ò thi chän häc sinh giái tØnh M«n VËt lý 12 - THPT N¨m häc 2006 – 2007 Ngµy thi 08/ 04/ 2007 Thêi gian: 180 phót

C©u 1 (3 ®iÓm): Mét hÖ dao ®éng trªn mÆt ph¼ng n»m ngang gåm m K1 mét qu¶ cÇu khèi l-îng m g¾n víi lß xo lÝ t-ëng cã ®é cøng K1 vµ K2 mét sîi d©y cao su nhÑ cã hÖ sè ®µn håi K2 ®-îc bè trÝ nh- h×nh 1. ë vÞ trÝ c©n b»ng lß xo vµ sîi d©y ®Òu kh«ng biÕn d¹ng. H×nh 1 X¸c ®Þnh chu kú dao ®éng nhá cña qu¶ cÇu quanh vÞ trÝ c©n b»ng (Bá qua mäi ma s¸t). C©u 2 (3 ®iÓm): ë cïng mét vÞ trÝ, ng-êi ta dïng hai thiÕt bÞ ®Ó quan s¸t mét vËt ë rÊt xa: ThiÕt bÞ 1: Gåm mét g-¬ng cÇu låi R1 = 12cm vµ mét g-¬ng cÇu lâm R2 = 30cm ®ång t©m (H×nh 2). ThiÕt bÞ 2: Mét thÊu kÝnh héi tô. G2 G1 ¶nh thu ®-îc sau hai lÇn ph¶n x¹ C trªn G1 vµ G2 th× cã cïng kÝch th-íc víi ¶nh t¹o bëi thÊu kÝnh. H×nh 2 TÝnh tiªu cù cña thÊu kÝnh ? C©u 3 (4 ®iÓm): Thùc hiÖn giao thoa sãng trªn mÆt n-íc b»ng hai nguån kÕt hîp gièng nhau, cã tÇn sè f = 20 Hz, t¹i hai ®iÓm A vµ B çch nhau 8 cm. §iÓm M trªn mÆt n-íc çch A mét kho¶ng d 1 = 25 cm vµ çch B mét kho¶ng d2 = 20,5 cm dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i. Gi÷a M vµ ®-êng trung trùc cña AB cã hai d·y cùc ®¹i kh¸c. 1. TÝnh vËn tèc truyÒn sãng trªn mÆt n-íc ? 2. T×m kho¶ng çch nhá nhÊt tõ mét ®iÓm trªn ®-êng trung trùc cña AB (dao ®éng cïng pha víi nguån dao ®éng) ®Õn ®-êng th¼ng qua hai nguån ? 3. Gäi C vµ D lµ hai ®iÓm trªn mÆt n-íc sao cho ABCD lµ h×nh vu«ng. TÝnh sè ®iÓm dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i trªn ®o¹n CD ? C©u 4 (3 ®iÓm): §Æt hiÖu ®iÖn thÕ u  75 2 sin 100 t (V) vµo hai ®Çu mét ®o¹n m¹ch gåm cuén d©y nèi tiÕp víi mét tô ®iÖn. Dïng v«n kÕ cã ®iÖn trë rÊt lín lÇn l-ît ®o hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu cuén 1 d©y vµ cña tô ®iÖn ta ®-îc UCd = 100 (V) vµ UC = 35 (V). BiÕt L = (H). X¸c ®Þnh ®iÖn dung cña tô 2 k2 B ®iÖn vµ viÕt biÓu thøc c-êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch. A C©u 5 (4 ®iÓm): M¹ch dao ®éng (H×nh 3): C1 = C2 = C m¾c song song k1 L vµo nguån E = 10V. Lóc ®Çu kho¸ k1 ®ãng cßn kho¸ k2 ë A. Sau thêi E gian ®ñ lín chuyÓn k2 sang vÞ trÝ B th× thÊy n¨ng l-îng tõ tr-êng cùc C2 C1 -5 -6 ®¹i b»ng 5.10 J vµ cø sau thêi gian 2.10 (s) nã l¹i cùc ®¹i. 1. ViÕt biÓu thøc c-êng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch. Chän gèc H×nh 3 thêi gian lµ lóc chuyÓn kho¸ k2 sang vÞ trÝ B. 2. §óng lóc dßng trong m¹ch b»ng 0, më k1. ViÕt biÓu thøc c-êng ®é dßng ®iÖn trong tr-êng hîp nµy. Chän gèc thêi gian lóc më khãa k1. C©u 6 (3 ®iÓm): §Ó x¸c ®Þnh h»ng sè Pl¨ng vµ c«ng tho¸t, ng-êi ta räi vµo catèt cña mét tÕ bµo quang ®iÖn hai bøc x¹. Víi bøc x¹ cã b-íc sãng 1  620 (nm) th× cã ®iÖn thÕ h·m lµ U h1 .  Khi dïng ¸nh s¸ng cã b-íc sãng  2  1,251 th× hiÖu ®iÖn thÕ h·m thay ®æi 0,4 (V).  Khi dïng ¸nh s¸ng cã b-íc sãng 3  1,51 th× hiÖu ®iÖn thÕ h·m thay ®æi hai lÇn. X¸c ®Þnh h»ng sè Pl¨ng vµ c«ng tho¸t cña kim lo¹i lµm catèt ? Cho c = 3.108 m/s; e = -1,6.10-19 C. Hä vµ tªn: ...........................................................................................Sè b¸o danh: .......................

Së gi¸o dôc - ®µo t¹o b¾c giang tØnh

H-íng dÉn chÊm thi chän häc sinh giái

M«n VËt lý 12- THPT N¨m häc 2006 – 2007 (Thêi gian 180 phót) Thang ®iÓm: 20/20 – Sè trang: 03

§Ò chÝnh thøc

Néi dung

§iÓm

Ta thÊy trong mçi chu kú, chuyÓn ®éng cña qu¶ cÇu gåm hai giai ®o¹n: * Giai ®o¹n1: Khi qu¶ cÇu dÞch chuyÓn tõ vÞ trÝ c©n b»ng sang bªn ph¶i 1 ®o¹n x nhá, qu¶ cÇu chØ chÞu t¸c dông lùc ®µn håi cña lß xo: K  K1 x  ma  mx ''  x '' 1 x  0 m K1 2 m  2 T1  víi 1  m 1 K1

0,5

C©u

C©u 1: 3 ®iÓm

* Giai ®o¹n 2: Khi qu¶ cÇudÞch chuyÓn tõ vÞ trÝ c©n b»ng sang tr¸i, qu¶ cÇu chÞu t¸c dông 2 lùc ®µn håi cña lß xo vµ cña d©y: K  K2  K1 x  K 2 x  mx ''  x '' 1 x0 m K1  K 2 2 m  2 T2  víi 2  m 2 K1  K 2 VËy, chu kú dao ®éng nhá cña qu¶ cÇu lµ: T T m m T  1 2   2 K1 K1  K 2

C©u 2: 3 ®iÓm

* TÝnh tiªu cù: R1  6 cm 2 R G-¬ng cÇu lâm: f 2  2  15 cm 2 * Gäi AB lµ kÝch th-íc cña vËt,  lµ gãc tr«ng vËt (  rÊt nhá). * ThiÕt bÞ 1: G1 G2 A1B1 A2B2 S¬ ®å t¹o ¶nh: AB d1 d1 d 2 d2

G-¬ng cÇu låi: f1 

* VËt ë rÊt xa nªn qua G1 sÏ cho ¶nh A1B1 n»m ë tiªu diÖn cña g-¬ng nªn d1  6 cm, do ®ã A1B1 = f1  = 6. 

0,5

d f 24.15 * d2 = l  d1  24 cm  d 2  2 2   40 cm d 2  f 2 24  15

0,5

d 2 . A1 B1  10. d2

0,5

* A2B2 = k2 . A1 B1 

(1)

AB A3B3 * ThiÕt bÞ 2: d d' * VËt ë rÊt xa nªn qua thÊu kÝnh sÏ cho ¶nh ë tiªu diÖn nªn ®é lín cña A3 B3  f . ¶nh lµ: (2) * Tõ (1) vµ (2): f = 10 cm

C©u 3:

0,5

4 ®iÓm

1. TÝnh vËn tèc truyÒn sãng trªn mÆt n-íc: +) M dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i nªn: d1  d 2  k  +) Gi÷a M vµ ®-êng trung trùc cña AB cã hai d·y cùc ®¹i kh¸c nªn M n»m trong d·y cùc ®¹i thø 3; k = 3 +) d1  d 2  3    1,5 cm  v  . f  30 cm/s 2. Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt: +) Hai nguån gièng nhau nªn ®é lÖch pha cña ®iÓm M so víi hai nguån  (d1  d 2 ) lµ:    2 d +) M n»m trªn ®-êng trung trùc: d1 = d2 = d     +) §iÒu kiÖn M dao ®éng cïng pha víi hai nguån:   2k +) Do ®ã: d  k  = 1,5.k (cm) AB  4 cm. +) M n»m trªn ®-êng trung trùc nªn: d  2 +) VËy dmin = 4,5 cm (øng víi k = 3). +) Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt: hmin  4,52  42  2,06 cm 3. Sè ®iÓm dao ®éng cùc ®¹i trªn ®o¹n CD: +) §iÓm M n»m trªn ®o¹n CD nªn: AD  BD  d1  d 2  AC  BC +) Do ®ã: 8(1  2)  k.  8( 2 1)  2, 21  k  2, 21 +) VËy cã 5 ®iÓm trªn ®o¹n CD dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i

C©u 4: 3 ®iÓm

0,25 0,5 0,25

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25

* Chøng minh cuén d©y cã ®iÖn trë thuÇn R * ThiÕt lËp hÖ ph-¬ng tr×nh: U C  35V

0,5

U R2  U L2  1002

0,5

U R2  (U L  U C ) 2  752 * Gi¶i hÖ ph-¬ng tr×nh: UC = 35 V; UL = 80 V; UR = 60 V U U * C-êng ®é dßng ®iÖn: I  L  L  1, 6 A Z L L 1 I * §iÖn dung cña tô ®iÖn: C    145.106 F  145 F .ZC .U C U  UC 3 * X¸c ®Þnh  : tgu  L     0, 643 rad i UR 4

* BiÓu thøc c®d®: i  1,6 2 sin(100 t  0,643) (A)

C©u 5: 4 ®iÓm

0,25

PhÇn 1: * Khi kho¸ k1 ®ãng hai tô m¾c song song: Cb  C1  C2  2C * Khi khãa k2 ë vÞ trÝ A víi thêi gian ®ñ lín c¸c tô ®-îc tÝch ®iÖn cùc ®¹i: U1 = U2 = Ub = E = 10 V Khi chuyÓn kho¸ k2 sang vÞ trÝ B ta cã m¹ch dao ®éng L Cb * N¨ng l-îng tõ tr-êng cùc ®¹i chÝnh lµ n¨ng l-îng cña m¹ch dao ®éng: 1 1 W  Cb .E 2  .2C.E 2  5.105 (J)  C  5.107 (F) 2 2 * Cø sau kho¶ng thêi gian t1 = 2.10-6 (s) th× n¨ng l-îng tõ tr-êng l¹i ®¹t T gi¸ trÞ cùc ®¹i: T    t1    5 .105 (rad/s) 2 ’ (T lµ chu kú n¨ng l-îng; T lµ chu kú cña dßng ®iÖn)

0,5 0,25 0,5 0,5 0,25

0,25 0,25

0,25

0,5

0,25

1 Q02 1 I 02  I 0  5 (A)  2 Cb 2 2C 2 * TÝnh  : t = 0; u = umax vµ i = 0    0 W

* TÝnh I0:

0,5

BiÓu thøc: i  5 .sin(5 .105 t ) (A) PhÇn 2: * Khi më kho¸ k1 m¹ch dao ®éng chØ cßn l¹i tô C1 vµ cuén d©y, n¨ng l-îng m¹ch dao ®éng gi¶m mét nöa I * X¸c ®Þnh I0: I 0  0  2,5 . 2 (A) 2 1 * X¸c ®Þnh  :     2  5 2.105 (rad/s) LC1 * X¸c ®Þnh  : t = 0; u = umax vµ i = 0    0

0,5 0,5 0,5

0,5

BiÓu thøc: i  2,5 . 2.sin(5 2.105 t ) (A)

C©u 6: 3 ®iÓm

0,25

1 2  A  mv0max  2 1 . h  mv02max (Uh < 0) * HiÖu ®iÖn thÕ h·m: eU 2 hc . h A * Do ®ã: eU

* C«ng thøc Anhxtanh:  

 * ThiÕt lËp hÖ ph-¬ng tr×nh: hc hc eU . h2  . h1   A (1); eU  A (2);

1

2

0,25

eU . h3 

* NhËn xÐt: 1  2  3  U h 2  U h1  0, 4V ;U h 3 

3

A

(3)

U h1 2

Thay vµo hÖ ph-¬ng tr×nh trªn e * Gi¶i hpt (1) vµ (2): h  21  6, 613.1034 Js c hc * Gi¶i hpt (1) vµ (3): A   0, 667eV  1, 067.1019 (J) 31

Chó ý: + NÕu thÝ sÝnh cã c¸ch gi¶i kh¸c ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a. + Mçi lçi kh«ng cã ®¬n vÞ trõ 0,25 ®iÓm, tèi ®a trõ 1 ®iÓm cho toµn bµi. + Khi gi¶i chØ viÕt c«ng thøc mµ kh«ng ph©n tÝch cho nöa sè ®iÓm cña phÇn ®ã. + Khi gi¶i chØ ®óng c«ng thøc mµ sai kÕt qu¶ cho nöa sè ®iÓm cña phÇn ®ã + Lµm phÇn sau thay sè theo kÕt qu¶ sai cña phÇn tr-íc th× kh«ng cho ®iÓm.

0,25 0,75

0,75

Së gi¸o dôc - ®µo t¹o b¾c giang

§Ò thi chän häc sinh giái tØnh

§Ò chÝnh thøc

M«n VËt lý - Líp 12 THPT N¨m häc 2007 – 2008 Thêi gian lµm bµi: 180 phót

C©u 1 (3 ®iÓm): Mét con l¾c lß xo gåm vËt nÆng khèi l-îng 400 g vµ lß xo ®é cøng K, c¬ n¨ng 25 mJ dao ®éng ®iÒu hoµ theo ph-¬ng th¼ng ®øng. T¹i thêi ®iÓm ban ®Çu, kÐo vËt xuèng d-íi vÞ trÝ c©n b»ng, khi ®ã lß xo cã ®é gi·n 2,6 cm råi truyÒn cho vËt vËn tèc 25 cm/s h-íng th¼ng ®øng lªn. Chän trôc Ox h-íng th¼ng ®øng xuèng, cho g = 10 m/s2. 1. TÝnh ®é cøng K cña lß xo. 2. ViÕt ph-¬ng tr×nh dao ®éng cña vËt. C©u 2 (3 ®iÓm): §iÓm s¸ng S n»m trªn trôc chÝnh cña mét thÊu kÝnh héi tô tiªu cù 10 cm, c¸ch thÊu kÝnh 15 cm. 1. X¸c ®Þnh vÞ trÝ, tÝnh chÊt cña ¶nh vµ vÏ ¶nh. 2. Sau thÊu kÝnh ®Æt mét g-¬ng cÇu låi (theo thø tù vËt – thÊu kÝnh – g-¬ng cÇu) ®ång trôc, mÆt ph¶n x¹ h-íng vÒ thÊu kÝnh, cã tiªu cù 12 cm vµ c¸ch thÊu kÝnh mét kho¶ng lµ X. T×m X ®Ó ¶nh qua hÖ trïng víi vËt. C©u 3 (3 ®iÓm): Cuén s¬ cÊp cña mét m¸y biÕn thÕ lÝ t-ëng gåm 1400 vßng, ®-îc m¾c vµo m¹ch ®iÖn xoay chiÒu cã u = 100

2 sin100t (V) th× thÊy ampe kÕ ë cuén s¬ cÊp chØ 0,1 A. ë cuén thø cÊp cã 28 vßng, ng-êi

ta m¾c mét nam ch©m ®iÖn cã ®iÖn trë thuÇn R, c«ng suÊt tiªu thô cña nam ch©m lµ 5W. H·y t×m: 1. HiÖu ®iÖn thÕ hiÖu dông cña cuén thø cÊp vµ c-êng ®é hiÖu dông qua nam ch©m ®iÖn. 2. §iÖn trë thuÇn cña nam ch©m vµ ®é lÖch pha gi÷a c-êng ®é dßng ®iÖn vµ hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu cuén thø cÊp.

 4

C©u 4 (3 ®iÓm): Sãng dõng trªn mét sîi d©y cã d¹ng: u  sin 

   x . cos10t   cm, trong ®ã u lµ li ®é t¹i 2  

thêi ®iÓm t cña phÇn tö M trªn d©y mµ vÞ trÝ c©n b»ng cña nã çch gèc O mét kho¶ng lµ x (x ®o b»ng cm, t ®o b»ng gi©y). 1. TÝnh vËn tèc sãng truyÒn däc trªn d©y. 2. X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña çc ®iÓm trªn d©y cã biªn ®é 0,5 cm. C©u 5 (3 ®iÓm): ChiÕu mét ¸nh s¸ng ®¬n s¾c cã b-íc sãng   0,4m vµo catèt lµm b»ng kali cña mét tÕ bµo quang ®iÖn. §Ó triÖt tiªu dßng quang ®iÖn th× hiÖu ®iÖn thÕ h·m cã ®é lín 0,85 V. Cho biÕt h = 6,625.10-34 J.s, c = 3.108 m/s vµ e = -1,6.10-19 C. 1. TÝnh giíi h¹n quang ®iÖn cña kali. 2. BiÕt r»ng c«ng suÊt cña chïm ¸nh s¸ng tíi catèt b»ng 1,25 W vµ c-êng ®é dßng quang ®iÖn b·o hoµ lµ 5 mA. H·y t×m hiÖu suÊt l-îng tö cña chïm quang ®iÖn. C©u 6 (2,5 ®iÓm): Trong thÝ nghiÖm giao thoa khe I©ng, hai khe S1 vµ S2 çch nhau mét kho¶ng a = 0,5 mm. V©n giao thoa høng trªn mµn E ®Æt çch hai khe lµ D = 1,6 m. 1. Kho¶ng çch gi÷a hai v©n tèi thø ba ë hai bªn v©n trung t©m lµ 1 cm. TÝnh b-íc sãng cña ¸nh s¸ng ®¬n s¾c dïng trong thÝ nghiÖm. 2. NÕu m«i tr-êng gi÷a hai khe S1, S2 vµ mµn E lµ n-íc cã chiÕt suÊt n = 4/3 th× kho¶ng çch gi÷a hai khe ph¶i b»ng bao nhiªu ®Ó kho¶ng çch gi÷a çc v©n giao thoa kh«ng thay ®æi. C©u 7 (2,5 ®iÓm): 1. ThÕ nµo lµ hai nguån sãng kÕt hîp? LÊy mét vÝ dô hai nguån sãng ®iÖn tõ lµ hai nguån kÕt hîp?

2. Mét m¹ch dao ®éng ®iÖn tõ gåm cuén d©y thuÇn c¶m cã ®é tù c¶m L, tô mét cã ®iÖn dung C1 vµ tô hai cã ®iÖn dung C2 (C1 > C2). NÕu m¾c tô mét nèi tiÕp víi tô hai råi m¾c víi cuén c¶m th× tÇn sè dao ®éng cña m¹ch lµ f = 10 MHz, nÕu m¾c tô mét song song víi tô hai råi m¾c víi cuén c¶m th× tÇn sè dao ®éng cña m¹ch lµ f/ = 4,8 MHz. TÝnh tÇn sè dao ®éng riªng cña m¹ch khi chØ dïng riªng tõng tô ®iÖn víi cuén c¶m L.

Hä vµ tªn: ...........................................................................................Sè b¸o danh: .......................

Së gi¸o dôc - ®µo t¹o b¾c giang tØnh

H-íng dÉn chÊm thi chän häc sinh giái

M«n VËt lý 12- THPT N¨m häc 2007 – 2008 (Thêi gian 180 phót) Thang ®iÓm: 20/20 – Sè trang: 03

§Ò chÝnh thøc

Néi dung

C©u

C©u 1: 3 ®iÓm

§iÓm

* T¹i VTCB kl = mg  kl = 0,4.10 = 4  l =

4 (mÐt) k

0,25

* T¹i thêi ®iÓm t = 0, kÐo m xuèng d-íi VTCB, lß xo d·n 2,6 cm 4 k

 x = 2,6 - l(cm) = 0,026 -

=> k >153,8 (N/m)

0,5

ChiÒu d-¬ng 0x h-íng xuèng  x > 0 * T¹i t = 0

x = 0,026 -

4 >0 k

0,25

v = - 0,25 m/s <0 * C¬ n¨ng E =

1 2 1 kx  mv 2  25.10 3 (J) 2 2

* Ta cã ph-¬ng tr×nh: 

1 4 1 k (0,026  ) 2  .0,4.(0,25) 2  25.10 3 2 k 2

0,0262.k2 - 0,233k + 16 = 0 

Chó ý: NÕu kh«ng lo¹i trõ 0,5 ®iÓm 2.

*=

0,25

k = 250 (N/m) Tho¶ m·n k = 94,67 (N/m) lo¹i

k 250   25 (Rad/s) m 0,4

* T¹i t = 0

x = 1cm

0,25

>0 0,5

v = -25cm/s < 0 =

1 = Asin ; sin > 0 

-25 = 25Acos ; cos<0

0,25

3 4 2 cm

0,5

* VËy ph-¬ng tr×nh ®iÒu hoµ lµ x =

2 sin( 25t 

0,25

3 ) (cm) 4

Chó ý: NÕu xÐt hai tr-êng hîp kÕt qu¶ cã hai ph-¬ng tr×nh trõ 0,5®

C©u 2: 3 ®iÓm

d1= 15 cm

d1 f k 15.10  = 30 (cm) d1  f k 15  10

 d'1 =

fk= 10 cm

0,5

* ¶nh lµ ¶nh thËt, c¸ch thÊu kÝnh 30 cm, vÏ ¶nh 2.

S TK S1

GC S2

d1' d2

d'2

0,25

TK S' d'3

0,5

* ¶nh S qua hÖ trïng víi S  d1 = d  d3= d = 30 (cm) '

* CT b¾c cÇu:

' 3

d2= l- d'1= l - 30

0,5

' 1

0,5

d 2- 2d2fg = 0 2

' 2

d = l - d3= l - 30 * Suy ra d2=

0,25

d 2 fg  d22 - 2d2fg= 0  d2(d2- 2fg) = 0 d 2  fg

0,25 0,25

* TH1: d2= 0  l = 30 (cm) * TH 2: d2= 2fg = -24(cm)  l = d2+ 30= -24+ 30= 6cm

C©u 3: 3 ®iÓm

U 2 n2   U2  2 V U1 n1 I1 n2   I2  5 A I 2 n1

* *

0,75 0,75

* Ta cã:

P  U 2 I 2 cos  I 22 .R  R  0,2

P  U 2 I 2 cos  cos  0,5    

0,5

 3

* V× m¹ch cã nam ch©m ®iÖn lµ m¹ch cã tÝnh c¶m kh¸ng  

C©u 4: 3 ®iÓm

 * T¹i c¸c nót: sin  4

 x  0 



x k 1  x k  4(k  1)  4k 

 2

0,5

 x  4k (cm) víi k lµ sè nguyªn

0,5

 nªn: 2

0,25

   4.2  8 cm

0,5

* V× kho¶ng c¸ch gi÷a hai nót liªn tiÕp lµ *

0,5

  5 Hz * TÇn sè dao ®éng: f  2 * VËn tèc truyÒn sãng: v  . f  8.5  40 cm/s  * Nh÷ng ®iÓm cã biªn ®é 0,5cm: AM  sin x  0,5 4

0,25 0,5

2 * KÕt qu¶: x    4k cm; Víi k nguyªn 3

0,5

C©u 5: 3 ®iÓm

 1.



 A  E 0 d max

0,5

E 0 d max  e.U h (U h  0,85V ) hc  0   0,55m A Pf Nf 

0,5



Ne 

0,5

I bh e

0,5

N H  e  0,0124  1,24% Nf

C©u 6: 2,5 ®iÓm

C©u 7: 2,5 ®iÓm

0,5

* Kho¶ng c¸ch gi÷a hai v©n tèi thø ba: 5i = 1cm ia * B-íc sãng    0,625 m D D * Kho¶ng c¸ch a  i * B-íc sãng ¸nh s¸ng trong m«i chiÕt suÊt n: c   n  v.T  .T  n n a * Thay vµo: a n   0,375mm n

0,5 0,5 0,5

0,5

0,5 0,5

* §Þnh nghÜa SGK (cïng tÇn sè, ®é lÖch pha kh«ng ®æi) 0,5

* VÝ dô: Giao thoa ¸nh s¸ng víi khe I©ng 1 * TÇn sè cña m¹ch dao ®éng: f  2 LC 1 1 1 * Hai tô m¾c nèi tiÕp:   C nt C1 C 2 * Hai tô m¾c song song: C ss  C1  C 2 f2

f12

f 22

* Tõ ®ã rót ra mèi quan hÖ: 1 1 1 /2 2 f f1 f 22 * Gpt víi ®iÒu kiÖn: f 1  f 2 v× C1 > C2  f 1  6 MHz ; f 2  8MHz

0,25 0,25 0,25

0,5 0,25

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

Đề chính thức

Năm học: 2008 – 2009, ngày thi 05/04/09 Thời gian làm bài: 180 phút

MÔN VẬT LÝ 12 – THPT

Câu 1. (3,0 điểm) Cho cơ hệ như hình vẽ 1, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100 (N/m) k M v0 Q được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200 (g) được gắn với lò xo m x bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50 (g) chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ ( Hình vẽ 1) O v 0 = 2 (m/s) tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính làm một và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang. a. Viết phương trình dao động của hệ vật. Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc O trùng tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 lúc xảy ra va chạm. b. Sau một thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 (N). Câu 2. (3,0 điểm) Một thanh đồng chất có chiều dài L được gắn vào giá tại điểm O (điểm O thay đổi). Khoảng cách từ O đến khối tâm G của thanh là OG = x. Thanh có thể dao động không ma sát quanh trục nằm ngang đi qua O trong mặt phẳng thẳng đứng. Lấy g = 10 (m/s 2 ), 2 = 10. a. Kích thích cho thanh dao động điều hòa. Viết biểu thức tính chu kỳ dao động nhỏ của thanh. b. Tìm L để chu kỳ dao động cực tiểu của thanh là T min = 2 (s). Câu 3. (3,0 điểm) Cho đoạn mạch điện MN như hình vẽ 2. X và Y là hai hộp kín, mỗi hộp V1 V2 chỉ chứa hai trong ba phần tử mắc nối tiếp: điện trở thuần, cuộn thuần cảm M N và tụ điện. Các vôn kế V 1 , V 2 và ampe kế A đo được ở cả dòng điện xoay A Y X Q chiều và một chiều. Điện trở các vôn kế rất lớn, điện trở ampe kế không ( Hình vẽ 2) đáng kể. Khi mắc hai điểm M và Q vào hai cực của nguồn điện một chiều, ampe kế A chỉ 1 (A), vôn kế V 1 chỉ 30 (V). Khi mắc M và N vào nguồn điện xoay chiều hình sin, tần số 50 (Hz) thì ampe kế A chỉ 2 (A), các vôn kế chỉ cùng giá trị 120 (V) nhưng u MQ vuông pha với u QN . Hộp X và Y có chứa những phần tử nào? Tính giá trị của các phần tử đó. Câu 4. (3,0 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y–âng, dùng ánh sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,5 (m), hai khe hẹp S 1 , S 2 cách nhau a = 2 (mm), khoảng cách từ màn (E 2 ) chứa hai khe tới màn hứng ảnh (E 3 ) là D = 2 (m). Hai khe được chiếu sáng từ một khe hẹp S trên màn (E 1 ) nằm cách màn (E 2 ) một khoảng D’ = 50 (cm). Khe S nằm trên đường trung trực của S 1 , S 2 , các khe S // S 1 // S 2 , các màn (E 1 ), (E 2 ), (E 3 ) song song với nhau và cùng vuông góc với trung trực của S 1 , S 2 . a. Xác định khoảng vân i, vị trí vân sáng bậc 4. b. Tạo một khe S’ trên màn (E 1 ), S’//S và cách khe S một khoảng y. Tìm y min để khi đồng thời chiếu vào hai khe S, S’ ánh sáng có ’ = 0,4 (m) thì trên màn (E 3 ) không quan sát được hệ vân giao thoa. Câu 5. (2,0 điểm) Trên mặt chất lỏng, tại O, người ta tạo một nguồn điểm dao động với phương trình u O = Acos(2t) (cm). Giả thiết rằng năng lượng của sóng không bị mất mát khi lan truyền. Tại điểm M trên mặt chất lỏng cách nguồn O một đoạn d M = 1 (m) sóng có biên độ A M = 8 (cm). Lập phương trình dao động của điểm N trên OM cách nguồn O một đoạn d N = 2 (m). Biết rằng tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 10 (m/s). Câu 6. (3,0 điểm) Chiếu vào một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện  0 = 0,5 (m) đang được đặt cô lập về điện bởi một bức xạ điện từ có bước sóng  = 0,25 (m). Hãy lập luận và xác định điện thế cực đại của quả cầu. Cho h = 6,625.10 – 34 (Js), e = 1,6.10 – 19 (C), me = 9,1.10 – 31 (kg). Câu 7. (3,0 điểm) Một mạch dao động LC lý tưởng, biết điện tích cực đại trên tụ là q 0 = 2 (nC), cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm là I 0 = 20 (mA).

a. Xác định chu kỳ biến thiên của năng lượng điện trường. b. Tại thời điểm t nào đó năng lượng điện trường bằng năng lượng từ trường. Hỏi sau thời gian t nhỏ nhất là bao nhiêu thì năng lượng điện trường lại bằng năng lượng từ trường. _______________ Hết ________________ (Giám thị coi thi không giải thích gì thêm!) Họ tên thí sinh……………………………………………..Số báo danh…………………

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

Đề chính thức

NĂM HỌC 2009 – 2010 MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 12 THPT

Ngày thi: 28/3/ 2010 Thời gian làm bài 180 phút ( không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 02 trang

Câu 1: (3,0 điểm) Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1 = 0,4m vào catôt của một tế bào quang điện. Khi đặt vào anôt và catôt của tế bào quang điện này một hiệu điện thế UAK = -2V thì dòng quang điện bắt đầu triệt tiêu. Cho hằng số Plăng h = 6,625.10-34Js, tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 m/s, khối lượng electron me = 9,1.10-31kg, độ lớn điện tích của electron e = 1,6.10-19C. 1. Tính công thoát của kim loại dùng làm catốt. 2. Nếu thay bức xạ 1 bằng bức xạ 2 = 0,2m, đồng thời giữ nguyên hiệu điện thế giữa anôt và catôt trên thì tốc độ lớn nhất của electron quang điện khi tới anôt có giá trị bằng bao nhiêu? Câu 2: (3,0 điểm) Trong thí nghiệm của Y- âng về giao thoa ánh sáng: khoảng cách giữa hai khe hẹp S1, S2 là a = 0,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là D = 1m. 1. Nguồn S phát ra ánh sáng đơn sắc, biết khoảng cách giữa 10 vân sáng liên tiếp là 2,7cm. Tính bước sóng ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra. 2. Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng nằm trong khoảng từ 0,38  m  0,76  m. a. Xác định vị trí gần vân trung tâm nhất mà tại đó những bức xạ đơn sắc của ánh sáng trắng cho vân sáng trùng nhau. b. Tại vị trí trên màn cách vân trung tâm 2,7cm có những bức xạ đơn sắc nào cho vân sáng trùng nhau. Câu 3: (3,0 điểm) L R MC N Cho mạch điện như hình 1. Cuộn dây thuần cảm có độ tự A B cảm L có thể thay đổi được, R là biến trở. Hiệu điện thế hai đầu V1

đoạn mạch AB có dạng u AB  200 2 cos100t (V ) . Điện trở dây nối không đáng kể, điện trở vôn kế vô cùng lớn. 1. Khi R = R1. Điều chỉnh độ tự cảm của cuộn dây để L  L1 

Hình 1 1



( H ) thì u AB trễ pha so với u MB và

 . Xác định R1, C và số chỉ của các vôn kế. 3 2. Khi L = L2 thì số chỉ vôn kế V1 không thay đổi khi R thay đổi. Tìm L2 và số chỉ của V1 khi đó. 3. Điều chỉnh biến trở để R = 100  , sau đó thay đổi L để vôn kế V2 chỉ giá trị cực đại. Tính L và số chỉ của các vôn kế V1, V2 khi đó. Câu 4: (3,0 điểm) Cho cơ hệ như hình 2: Một khối trụ đồng chất có khối lượng M, bán kính R được đặt lên mặt phẳng nghiêng cố định, góc nghiêng α = 300. Giữa chiều dài khối trụ có khoét một rãnh hẹp để phần R còn lại là lõi có bán kính . Một sợi dây mảnh có khối lượng không đáng kể, không giãn được quấn 2 nhiều vòng vào lõi trên rồi vắt qua ròng rọc B (khối lượng không đáng kể), đầu còn lại của dây nối với sớm pha hơn u AN cùng góc

B M . Phần dây AB song song với mặt phẳng 5 A nghiêng, khối trụ lăn không trượt trên mặt phẳng nghiêng. Bỏ qua ma sát lăn, ma sát ở ròng rọc. 1. Viết phương trình động lực học cho chuyển động của các vật. 2. Tính gia tốc a0 của trục khối trụ và gia tốc a của vật m.  3. Tính lực căng dây và lực ma sát giữa khối trụ và mặt phẳng nghiêng. Hình 2 Câu 5: (3,0 điểm) Cho cơ hệ như hình 3: Hai lò xo lí tưởng có độ cứng lần lượt là K1, K2; hai vật m1, m2 có khối lượng bằng nhau. Ban đầu K1 m1 m2 K2 các lò xo không biến dạng, hai vật tiếp xúc nhau và có thể trượt A không ma sát dọc thanh cứng AB nằm ngang. Kéo vật m2 để lò Hình 3 xo có độ cứng K2 bị nén một đoạn A2 rồi thả nhẹ. Va chạm giữa hai vật là xuyên tâm đàn hồi. 1. Tính độ nén cực đại A1 của lò xo có độ cứng K1 sau va chạm. Mô tả chuyển động và tính chu kì dao động của hệ. 2. Vẽ dạng đồ thị dao động của hệ kể từ thời điểm va chạm lần thứ nhất. Câu 6: (3,0 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 15cm. Phương trình dao động tại S1, S2 có dạng: u1  2 cos 40t (cm) , u 2  2 sin 40t (cm) . Tốc độ truyền

vật C có khối lượng m =

sóng trên mặt nước là 30cm/s. Coi biên độ của sóng không thay đổi trong quá trình truyền. 1. Lập phương trình dao động tổng hợp tại phần tử M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt là d1 = 15cm, d2 = 9cm. 2. Xác định tốc độ dao động cực đại của phần tử O nằm tại trung điểm của S1S2. 3. Gọi I là điểm nằm trên trung trực của S1S2, ngoài đoạn S1S2. Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại nằm trên chu vi của tam giác IS1S2. Câu 7: (2,0 điểm) L Cho mạch dao động LC như hình 4. Ban đầu điện tích trên tụ có điện dung C1 bằng Q0, còn tụ có điện dung C2 không tích điện, cuộn dây lí tưởng có độ tự cảm 1 L, bỏ qua điện trở thuần của mạch. Tìm sự phụ thuộc của cường độ dòng điện chạy Q0 qua cuộn dây vào thời gian trong các trường hợp sau: C1 K 2 C2 1. K đóng vào 1. 2. K đóng vào 2. Hình 4 Hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh:…………………………..Số báo danh………………………………

C m

HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG TỈNH NĂM 2009 – 2010 MÔN VẬT LÍ - LỚP 12 THPT (Đề chính thức) Nội Dung

Câu Ý

+ Áp dụng phương trình Anhxtanh: 1

2 2



1đ

2

 A

1 2 mv0 MAX 2

ai thay số:   0,6m D a) Vị trí gần vân trung tâm nhất mà tại đó những bức xạ của ánh sáng trắng cho vân sáng trùng nhau là vân đỏ bậc 1 trùng vân tím bậc 2: D + x d 1  xt 2   d thay số: x = 3,8mm a b) Những bức xạ của ánh sáng trắng cho vân sáng tại .D 5,4   ( m) x = 2,7cm thoả mãn: x  k a k + Ta có: 0,38(m)    0,76(m)  7,1  k  14,2 ; k nguyên => k = 8,9..14 Vậy có 7 bức xạ cho vân sáng tại vị trí x = 2,7 cm. + Từ đó ta tính được bước sóng các bức xạ:   0,675 ; 0,60 ; 0,54; 0,491; 0,45; 0,415; 0,386 ( m ) + Dùng giản đồ véc tơ: + Từ giản đồ véc tơ:    ODE dều: U AB U MB => UL = UAN = UAB = 200(V) D + Vậy vôn kế: V1; V2 cùng chỉ 200(V)  i UR + UC = 0,5UL => ZC = 0,5 ZL = 50  O 10 3  (F ) => C  UC E 5  U AN  3 +UR = UAB. cos => R = ZL  50 3 () 6 2 Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai điểm AN

+ Khoảng vân: i = 3mm =>  

+ U1 = UAN = I.ZAN = UAB. 2

 A  e.U AK

1  e U AK  mv02MAX 2 2 1 1 1 +áp dụng định lý động năng mv02MAX  mvM2 AX  e U AK 2 2 2hc 1 1 (  ) thay số v MAX  1,045.10 6 m / s => v MAX  m 2 1

=> 2

1

=> A = 1,768.10-19J = 1,1eV + Áp dụng phương trình Anhxtanh:

Điểm

R 2  Z C2 R 2  ( Z L2  Z C ) 2

U AB

+ U1 = 1

Z L2 .(Z L2 2 Z C )

R 2  Z C2 để U1 không phụ thuộc vào R thì: Z L2  0 hoặc Z L2  2Z C

1đ

1đ 1đ

1đ

Ghi chú

=> L2 = 0 hoặc L2 =

(H )

 + Khi đó U1 = UAB = 200(V) Áp dụng định lý Sin trong tam giác ODE U sin  R 2 => UL= UAB . Trong đó sin   R   sin  U AN 5 R 2  Z C2  => ULmax khi   vậy ULmax = 100 5 (V ) 3

1đ

2 => vôn kế V2 chỉ 100 5 (V )

2  100(V ) => Vôn kế V1 chỉ 100(V) + UAN = U 2 L max  U AB

+ UR = UAN.sin  = 40 5 (V ) U U 2,5 (H ) => I  R  L max => ZL = 250(  ) => L  R ZL  B

+ a T

T fms

a0 + 

C m

0,25đ

1 + Phương trình định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến của các vật khi chiếu trên các trục với chiều dương như đã chỉ ra trên hình vẽ: T  mg  m.a (1) Mg sin   T  f ms  M .a0 - Đối với chuyển động quay quanh trục của khối trụ: a R 1 f ms .R  T .  I .  M .R 2 0  T  2. f ms  M .a0 (2) 2 2 R + Khối trụ lăn không trượt, điểm tiếp xúc I giữa khối trụ và mặt nghiêng đứng yên tức thời và đóng vai trò làm tâm quay tức thời. +Ta gọi gia tốc góc của khối trụ quanh trục của nó là , cũng là gia tốc góc quanh tâm quay tức thời I. Ta có quan hệ với gia tốc dài:

a 0  R.  R 3   a  R  .  .a 0     2 2   Mg sin  Từ (2) và (3) rút ra: f ms  3 2M sin   3m 4g .g  0 Và a 0  2. 33m  2M  39 3 2M sin   3m 2g .g   a  a0  3m  2M  2 13

(3)

0,75đ

0,5đ

M sin   3m 2  sin  5 .g  Mmg  Mg  3m  2M  3m  2M 26 3 Mg sin  + Từ (2) và (3) rút ra: f ms  3 T  mg  m.

1đ

Gọi m = m1 = m2 + Vận tốc của m2 ngay trước va chạm với m1 là V0: K2 1 1 K 2 . A22  mV02  V0  A2 0,5đ 2 2 m2 + Vì va chạm là xuyên tâm đàn hồi nên áp dụng ĐLBTĐL và BTCN Do m1= m2 = m nên V2 = 0, V1 = V0 Vậy ngay sau va chạm hai vật trao đổi vận tốc cho nhau + Áp dụng ĐLBTCN K2 0,5đ 1 1 1 m1V02  K 2 A22  K 1 A12  A1  A2 . 2 2 2 K1 * Mô tả chuyển động của hệ: + Sau khi lò xo K1 bị nén cực đại, dưới tác dụng của lực đàn hồi đẩy m1 tới vị trí cân bằng thì thu được tốc độ V1 = V0, va chạm đàn hồi với 0,5đ m2. Tương tự như trên: sau va chạm hai vật trao đổi vận tốc cho nhau, m2 nén lò xo K2 tới độ nén cực đại A2. Quá trình xảy ra lặp lại như cũ . Vậy hệ dao động tuần hoàn với chu kì: m m2 1 0,5đ ) => T  (T1  T2 )   ( 1  2 K1 K2 Chọn t = 0 là thời điểm va chạm lần 1,ta có đồ thị dao động. A2

0 -A1

t T1/2

1đ

(T1+T2)/2

+ Phương trình dao động tại S1 và S2 có dạng: + u1 = 2cos(40  t ) ; u2 = 2cos(40  t - 0,5  ) - Phương trình sóng tại M có dạng: + u1M  2 cos(40t  6

2d1



) ; u 2 M  2 cos(40t 

2d 2



)

Phương trình dao động tổng hợp: d  d2     (d 2  d1 )    u M  u1M  u 2 M  4 cos   cos40t   1   (1)  4  4 0,75đ   v + Bước sóng    1,5(cm) f + Với d1 = 15cm, d2 = 9cm, thay vào (1) ta được  0, 5đ u  2 2 cos(40t  )(cm) 4   (d 2  d1 )     Từ (1) dao động tại M có biên độ: a  4 cos  4  + Tại O có d1 = d2 => a0 = 2 2 (cm) + Tốc độ dao động của phân tử O: V0 = a0.  = 80 2 (cm / s) Xác định số điểm dao động cực đại trong đoạn S1,S2,

0,75đ

+ Điểm M dao động cực đại khi hai sóng tới cùng pha:    2k => d2 – d1 = (2k  1) ( k  z ) 2 1  + Xét tam giác MS1S2 ta luôn có: d 2  d1  2k   S1 S 2 2 2 =>- 9,75 < k<10,25 => k = 0,  1,  2,.....  9,-10 Vậy trong khoảng S1S2 có 20 đường dao động cực đại Vậy trên chu vi tam giác IS1S2 có 40 điểm dao động cực đại.

Chọn điện tích của bản tụ C1 nối ới A là q chiều dương (+) như hình vẽ: + Ta có i = -q’ Sđđ tự cảm xuất hiện ở cuộn dây etc = - Li’ = Lq” + Theo định luật Ôm: uAB + uBA = 0 1 q 0 Li’ 0 => q   LC1 C1

0,5đ

q B

Nghiệm của phương trình: q  Q0 cos(1t  1 ) với 1 

1 LC1

=> i = -q’ = I 0 sin(1t  1 ) với I0 = 1 .Q0 + Từ điều kiện ban đầu => 1  0 Q0 t Vậy i  sin LC1 LC1 - Ta xét tại một thời điểm tùy ý sau khi khoá K đóng.

0,5đ

- Giả sử tại thời điểm đó, điện tích trên tụ thứ nhất là q1, còn trên tụ thứ hai là q2 và trong mạch có dòng điện i. Vì ta chỉ quan tâm tới giá trị q2max, nên ta sẽ tìm biểu thức q2(t). q q + Theo định luật Ohm ta có :  Li'  2  1 C 2 C1 Vì i  q 2' và q1 + q2 = q0, đưa về phương trình của q2 : q C  C2 q 2''  1 q2  0 LC1C 2 LC1 qC - Đặt: X  q 2  0 2 ta được phương trình: X ' ' 02 X  0 , trong C1  C 2 đó  0 

C1  C 2 - là tần số dao động riêng của mạch. Nghiệm của LC1C 2

phương trình trên là : X (t )  A cos0t  B sin 0t + Dùng điều kiện ban đầu: tại t = 0 q2 = 0 hay X(0) = 

q0C 2 và C1  C 2

i = 0 hay X' = 0, ta tìm được : A =  được: q 2 (t ) 

q0C 2 và B = 0. Cuối cùng, trở lại biến q2 ta C1  C 2

q0 C 2 (1  cos 0 t ) C1  C 2

0,5đ

=> i (t ) 

q0 C 2  0 sin  0 t C1  C 2

0,5đ Chú ý: + Nếu thiếu một đơn vị trừ: 0,25điểm + nếu thiếu từ 2 lỗi trở lên trừ 0,5điểm; Học sinh làm theo cách khác đúng cho điểm tối đa.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ - LỚP 12 THPT Ngày thi: 02/4/2011 Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

Đề chính thức (Đề thi gồm 02 trang)

Câu 1: (3,0 điểm) Một thanh cứng đồng chất, khối lượng m, chiều dài l, có thể quay tự do trong mặt phẳng thẳng đứng, xung quanh trục nằm ngang đi qua một đầu thanh (Hình 1). Nhấc thanh lên cao hơn đường nằm ngang một góc  = 30o rồi thả rơi không vận tốc ban đầu. Cho gia tốc rơi tự do là g, bỏ qua mọi lực cản. Khi thanh rơi qua đường nằm ngang, hãy tính: 1. Tốc độ góc và gia tốc góc của thanh. 2. Lực mà thanh tác dụng vào trục quay.

Hình 1

Câu 2: (4,0 điểm) Con lắc lò xo gồm một vật có khối lượng m = 500 g và một lò xo có độ cứng k = 0,5 N/cm, khối lượng không đáng kể được treo thẳng k đứng như hình 2. Ban đầu giá đỡ (E) ở vị trí lò xo bị nén một đoạn 1,5 cm, giá đỡ chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc a = 1,5 m/s2 m và vận tốc ban đầu bằng không. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/s2. E 1. Tìm thời gian kể từ khi (E) bắt đầu chuyển động cho tới khi vật m bắt Hình 2 đầu rời khỏi (E). 2. Sau khi vật rời khỏi giá đỡ, chứng minh con lắc lò xo dao động điều hòa. Tính chu kì và biên độ dao động của con lắc. Câu 3: (4,0 điểm) Cho mạch điện xoay chiều như hình 3. Cuộn dây có điện trở thuần r không đổi, độ tự cảm L thay đổi được, biến trở R. Bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối, điện trở vôn kế vô cùng lớn. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp

r, L

C2 B

F C1

V Hình 3

xoay chiều ổn định uAB = 160 2 cos100t (V). 1. Điều chỉnh R đến giá trị R1 và độ tự cảm L đến giá trị L1. Khi khoá K mở, ampe kế chỉ

1 A và dòng điện trong mạch nhanh pha hơn điện áp uAB một góc

và điện áp hai đầu vôn kế nhanh pha

 . Vôn kế chỉ 120 V 6

 so với dòng điện trong mạch. Tính R1, L1, C2 và r. 3

2. Thay đổi R đến giá trị R2 và độ tự cảm L đến giá trị L2. Khi K đóng, dòng điện trong mạch có giá trị hiệu dụng lớn gấp 3 lần khi K mở và hai dòng điện này vuông pha với nhau. Tìm hệ số công suất của đoạn mạch AB khi K mở.

Câu 4: (2,5 điểm) Cho mạch điện như hình 4. Các phần tử trong mạch đều là lí tưởng, bỏ qua điện trở của dây nối. Ban đầu khóa K mở, điện tích trên các tụ điện có giá trị ổn định. Khảo sát sự biến thiên điện tích của các tụ điện khi đóng khóa K.

E(r = 0) C2

L(r = 0)

Hình 4

Câu 5: (3,0 điểm) Thí nghiệm giao thoa Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1, khoảng cách giữa hai khe a = 1 mm. Ban đầu, tại M cách vân trung tâm 5,25 mm người ta quan sát được vân sáng bậc 5. Giữ cố định màn chứa hai khe, di chuyển từ từ màn quan sát ra xa và dọc theo đường thẳng vuông góc với mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 0,75 m thì thấy tại M chuyển thành vân tối lần thứ hai. 1. Xác định bước sóng λ1. 2. Làm lại thí nghiệm với nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ có bước sóng λ 1 và λ2, giữ nguyên vị trí của màn quan sát sau khi di chuyển. Trong khoảng rộng L = 1,2 cm trên màn, đếm được 17 vân sáng, trong đó có 3 vân là kết quả trùng nhau của hai hệ vân. Biết hai trong ba vân trùng nhau nằm ngoài cùng của L. Tính bước sóng 2. Câu 6: (3,5 điểm) Trong thí nghiệm với tế bào quang điện, người ta dùng nguồn sáng đơn sắc có bước sóng 0,25 m, công suất bức xạ 1 mW. Người ta thu được đường đặc trưng Vôn – Ampe như hình 5. 1. Xác định giới hạn quang điện của kim loại làm I (μA) catôt và hiệu suất lượng tử (hiệu suất quang điện). 2. Khi UAK = 2,50 V. Đổi cực của nguồn nối với 2,0 tế bào quang điện (cực dương nối với catôt, cực âm nối với anôt). Tìm điều kiện tần số của bức xạ chiếu tới catôt để có dòng quang điện. Cho: hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s; tốc độ ánh - 1,42 0 2,50 UAK (V) 8 sáng trong chân không là c = 3.10 m/s; điện tích êlectrôn Hình 5 qe = -e = -1,6.10-19 C.

----------------------------- HÕt ----------------------------Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh:............................................................... Số báo danh: ....................................................................... SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG (Bản hướng dẫn chấm có 05 trang)

HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 - THPT KỲ THI NGÀY 02/4/2011 MÔN THI: VẬT LÍ (Đề chính thức)

CÂU Câu 1

NỘI DUNG Động lực học vật rắn - Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng : l 1 mg sin 30o  I O 2 (1) 2 2 …………………………………………. 1 IO  I G  md 2  ml 2 3 Thay vào (1) ta được : 3g 3g 2  ……………………………………………..........   2 2l - Áp dụng phương trình động lực học cho chuyển động quay quanh O vào thời điểm xét ( = 0): 3g l 1 mg  ml 2     ……………………………………………… 2l 2 3 Gọi Fx và Fy là thành phần của lực F mà trục quay tác dụng lên thanh (Hình a). Áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động của khối tâm: 3 l Fx  ma Gx  m2  Fx  mg ……………………………… 4 2 l mg  Fy  ma Gy  m  2 1  Fy   mg ………………… 4 10 mg 4 - Theo định luật III Niu-tơn, thanh tác dụng lên trục quay một lực F ' có: 3mg ' mg 10 Fx'   , Fy  và có độ lớn F '  mg (Hình b)……………… 4 4 4 Dao động cơ 1. Tính thời gian + Khi vật rời khỏi giá đỡ, lò xo có độ biến dạng là  . Ở thời điểm vật rời khỏi giá đỡ (phản lực giá đỡ tác dụng lên vật bắt đầu N = 0), ta có:

Do đó: F 

Câu 2

Fx2  Fy2 

Điểm 3,0 điểm 0,5đ

0,5đ

4,0 điểm

P  Fđh  ma  mg  k.  ma

 m(g  a ) 0,5.(10  1,5)     0,085(m)  8,5cm …………………………… k 50 + Khi giá đỡ bắt đầu chuyển động thì lò xo nén một đoạn là  1  1,5cm , do đó

quãng đường đi được của giá đỡ kể từ khi bắt đầu chuyển động đến khi vật rời khỏi giá đỡ là: S     1  8,5  1,5  10cm ………………………………………………

0,5đ

0,5đ 0,5đ

+ Thời gian:

1 2S 2.0,1 S  at 2  t    0,365(s) ………………………………........ 2 a 1,5 2. Chứng minh vật dao động điều hòa. Tính chu kì và biên độ dao động - Chứng minh vật dao động điều hòa: Chọn trục tọa độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc O tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới. Khi vật ở vị trí cân bằng (không còn giá đỡ), lò xo dãn một đoạn  0 :

0,5đ

Uh = 1,42 V; Ibh = 2 μA…………………………………………………………………… 1 1. Theo định lý động năng ta có: eU h  mv 02 max 2 - Theo công thức Einstein: hc 1 hc  A  mv 02 max  A   eU h  5,678 .10 19 (J )  2  hc  0,35m  ………………  Giới hạn quang điện của kim loại làm catôt:  0  A Năng lượng của photon ánh sáng kích thích là: 

hc 1,9875 .10 25   7,95.10 19 J 6  0,25.10

P  1,26.1015 ……………………  I - Số electron bật ra khỏi catôt trong 1 giây là: n e  bh  1,25.1013 e n  Hiệu suất lượng tử: H  e  0,99% …………………………………………… n

 Số photon chiếu tới catôt trong 1 giây là: n  

0,5đ

0,5đ 0,5đ

2. Khi đổi cực của nguồn nối với tế bào quang điện, ta có: UAK = -2,50V < 0  Điện trường giữa anôt và catôt có tác dụng cản trở chuyển động của các quang êletrôn. - Để có dòng quang điện qua tế bào quang điện, thì các quang êlectrôn có động

0,5đ

năng ban đầu cực đại phải sang được đến anôt, nghĩa là: Wđ 0 max  e.U AK ………..

0,5đ

Do đó: hf  A  Wđ 0 max  A  e.U AK

f 

A  e.U AK

h Thay số: A = 5,23.10 J; e = 1,6.10 C; UAK = -2,50 V; h = 6,625.10-34J.s, ta được: f ≥ 1,39.1015 Hz -19

-19

Lưu ý khi chấm bài: + Nếu thiếu một đơn vị trừ: 0,25 điểm + Nếu thiếu từ 2 lỗi trở lên trừ 0,5 điểm + Học sinh làm theo cách khác đúng cho điểm tối đa.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 06 trang)

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HOÁ CẤP TỈNH NĂM HỌC 2018-2019 MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 12 Ngày thi: 16/3/2019 Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề Mã đề: 201

Cho biết: hằng số Plăng h = 6,625.10 -34 J.s; tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.10 8 m/s; 1 eV = 1,6.10 -19 J. I. PHẦN TRẮC NGHIỆM (14,0 điểm) Câu 1: Tại Bắc Giang, một máy đang phát sóng điện từ, coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi với cảm ứng từ cực đại là B0 = 0,15 T và cường độ điện trường cực đại là E0 = 10 V/m. Xét một phương truyền có phương thẳng đứng hướng lên. Tại điểm M trên phương truyền, ở thời điểm t, vectơ cường độ điện trường hướng về phía Nam và đang có độ lớn 6 V/m thì vectơ cảm ứng từ có A. độ lớn 0,06 T và hướng về phía Tây. B. độ lớn 0,06 T và hướng về phía Đông. C. độ lớn 0,09 T và hướng về phía Đông. D. độ lớn 0,09 T và hướng về phía Bắc. Câu 2: Đặt điện áp u  200 2cos(100t + )(V) vào hai đầu tụ điện thì cường độ dòng điện trong mạch có biểu thức là i  2 2cos100t (A). Giá trị của  là   B.  . C. . D. . 2 2 Câu 3: Cho hai điện tích điểm q1, q2 (với q1.q2 < 0) đặt cố định trong không khí, cách nhau một đoạn r. Lực điện tương tác giữa chúng là q .q q .q A. lực đẩy có độ lớn F  k 1 2 2 . B. lực hút có độ lớn F  k 1 2 . r r q .q q .q C. lực hút có độ lớn F  k 1 2 2 . D. lực đẩy có độ lớn F  k 1 2 . r r Câu 4: Biên độ dao động cưỡng bức của hệ không phụ thuộc vào A. biên độ dao động của hệ trước khi chịu tác dụng của ngoại lực điều hòa. B. hệ số ma sát giữa hệ vật và môi trường. C. độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức với tần số dao động riêng của hệ. D. biên độ của ngoại lực điều hòa. Câu 5: Đại lượng nào sau đây không phải là đặc trưng sinh lí của âm? A. Độ to. B. Âm sắc. C. Độ cao. D. Tần số. Câu 6: Chọn câu sai. Quang phổ liên tục A. do các chất rắn, lỏng hoặc khí có áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng. B. là một dải có màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục. C. dùng để xác định thành phần cấu tạo của nguồn phát sáng. D. của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì giống nhau. Câu 7: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về pin quang điện? A. Pin quang điện ứng dụng trong các máy đo ánh sáng, vệ tinh nhân tạo, máy tính bỏ túi,… B. Pin quang điện hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện ngoài. C. Hiệu suất của pin quang điện khoảng trên dưới 10%. D. Pin quang điện là nguồn điện biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng.

A. 0.

Câu 8: Mạch điện AB theo thứ tự gồm: biến trở R, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp, M là điểm giữa cuộn dây và tụ điện. Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi còn tần số góc  thay đổi được. Để điện áp hiệu dụng giữa A và M không phụ thuộc vào giá trị của R thì  phải có giá trị là A.

2 . LC

1 . 2 LC

1 . LC

1 . 2LC

Câu 9: Một vật dao động điều hòa, chuyển động của vật từ vị trí biên về vị trí cân bằng là chuyển động A. nhanh dần đều. B. chậm dần. C. chậm dần đều. D. nhanh dần. Câu 10: Chiếc điều khiển từ xa tivi khi sử dụng phát ra loại tia nào sau đây? A. Tia hồng ngoại. B. Tia tử ngoại. C. Tia X. D. Tia catốt. Câu 11: Một sóng cơ có chu kì 0,2 s truyền trong một môi trường đàn hồi với tốc độ 1 m/s. Bước sóng của sóng này bằng A. 0,2 m. B. 0,5 m. C. 5,0 m. D. 0,1 m. Câu 12: Công thoát êlectron của một kim loại là A = 3,55 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là A. 0,50 m.

B. 0,35 m.

C. 0,30 m.

D. 0,26 m.

Câu 13: Một khung dây phẳng có diện tích 25 cm gồm 100 vòng dây được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung dây và có độ lớn bằng 2,4.10-3 T. Người ta cho từ trường giảm đều đặn đến 0 trong khoảng thời gian 0,4 s. Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong khung có độ lớn là 2

A. 15 V. B. 1,5 mV. C. 150 V. D. 15 mV. Câu 14: Khi nói về điện từ trường, phát biểu nào sau đây sai? A. Điện trường không lan truyền được trong điện môi. B. Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường xoáy. C. Điện trường và từ trường là hai mặt thể hiện khác nhau của một trường duy nhất gọi là điện từ trường. D. Trong quá trình lan truyền điện từ trường, vectơ cường độ điện trường và vectơ cảm ứng từ tại một điểm luôn vuông góc với nhau. Câu 15: Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm cuộn dây có hệ số tự cảm L 

0,1 H 2

và một tụ điện có điện dung C = 10 nF. Để thu được sóng điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ 12 m đến 18 m thì cần phải mắc thêm một tụ xoay có điện dung Cx với tụ C. Điện dung của tụ xoay biến thiên trong khoảng từ A. 20 nF đến 80 nF.

20 nF đến 80 nF. 3

20 nF đến 90 nF. 3

D. 20 nF đến 90 nF.

Câu 16: Một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1 m và vật nhỏ có khối lượng 100 g mang điện tích 2.105 C. Treo con lắc đơn này trong điện trường đều với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang và có độ lớn 5.104 V/m. Trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều của vectơ cường độ điện trường sao cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trọng trường g một góc 54o rồi buông nhẹ cho con lắc dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình dao động, lực căng dây cực đại gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 2,58 N. B. 1,45 N. C. 6,59 N. D. 1,02 N.

Câu 17: Cho hai vật dao động điều hòa có li độ biến thiên theo thời gian như hình vẽ bên. Tổng tốc độ của hai dao động ở một thời điểm có giá trị lớn nhất là A. 280 cm/s. B. 200 cm/s. C. 100 cm/s. D. 140 cm/s.

x (cm) 8 6 t (s)

x1 x2

-6 -8

0,05

0,10

0,15

Câu 18: Chiếu một chùm ánh sáng Mặt Trời tới bề mặt chất lỏng theo phương hợp với mặt chất lỏng một góc 30o. Chiết suất của chất lỏng đối với ánh sáng đỏ là 1,68 và đối với ánh sáng tím là 1,70. Bề rộng của dải quang phổ dưới đáy bể là 1,5 cm. Độ sâu chất lỏng trong bể gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 1,2 m. B. 1,5 m. C. 0,8 m. D. 1,8 m. Câu 19: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ khối lượng 100 g. Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới tới vị trí lò xo bị dãn 2 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Cho g = 10 m/s2 và π 2  10. Trong mỗi chu kì thì khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng vào vật ngược chiều với lực kéo về là 1 1 2 1 A. B. C. D. s. s. s. s. 10 15 15 30 Câu 20: Mắc một biến trở Rx vào hai cực của một nguồn điện có điện trở trong là r. Khi Rx = 2  hoặc Rx = 8  thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở Rx đạt giá trị như nhau. Giá trị của r bằng A. 4 . B. 5 . C. 16 . D. 1,6 . Câu 21: Cho mạch RLC nối tiếp (cuộn dây thuần cảm) được mắc vào mạng điện sinh hoạt 220 V – 50 Hz. Sau 5 giờ hoạt động, công tơ điện cho biết điện năng tiêu thụ của đoạn mạch RLC là 0,05 kWh. Biết hệ số công suất của mạch là 0,9. Điện trở thuần R của mạch có giá trị là A. 2100, 4 . B. 4356,5 . C. 2178, 2 . D. 3920, 4  . Câu 22: Hai điện tích điểm q1 = – q2 = q cố định tại A, B cách nhau một đoạn 2a (a > 0) trong chân không. Điểm M thuộc đường trung trực của AB và cách AB một khoảng x. Cường độ điện trường tại M đạt giá trị cực đại khi a . A. x = a. B. x = 2a. C. x = 0. D. x  2 Câu 23: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,30 m vào chất phát quang thì ánh sáng phát quang phát ra có bước sóng 0,55 m. Biết rằng cứ 1000 phôtôn chiếu vào thì có 3 phôtôn phát quang bật ra. Tỉ số giữa công suất của chùm sáng phát quang và công suất của chùm bức xạ kích thích bằng A. 5,5.10-3. B. 5,45.10-3. C. 1,64.10-3. D. 3.10-3. Câu 24: Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước với hai nguồn sóng kết hợp tại A và B có phương trình u A  u B  a cos t, biết AB = 12 cm. Sóng do các nguồn phát ra có bước sóng là 2 cm. Gọi O là trung điểm của AB; C, D là hai điểm trên mặt nước cách đều hai nguồn và OC = OD = 8 cm. Số điểm dao động cùng pha với nguồn trên đoạn CD là A. 3 điểm. B. 5 điểm. C. 2 điểm. D. 4 điểm. Câu 25: Tại điểm O đặt điện tích điểm Q. Trên tia Ox có ba điểm theo đúng thứ tự A, M, B (M là trung điểm của AB). Độ lớn cường độ điện trường tại điểm A, M lần lượt là EA = 900 V/m, EM = 225 V/m. Độ lớn cường độ điện trường tại B gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 50 V/m. B. 160 V/m. C. 120 V/m. D. 450 V/m.

Câu 26: Trong một môi trường đẳng hướng, không hấp thụ âm có ba điểm A, B, C thẳng hàng. Tại điểm O có một nguồn âm điểm công suất P0. Khi di chuyển máy đo từ A đến C thì thấy: Mức cường độ âm tại B có giá trị lớn nhất là LB  20lg(200) dB ; mức cường độ âm tại A, C là LA = LC = 40 dB. Bỏ nguồn âm tại O và đặt tại A một nguồn âm điểm khác có công suất P1. Để mức cường độ âm tại B vẫn như trước thì P P A. P1 = 2P0. B. P1  0 . C. P1  0 . D. P1 = 3P0. 2 3 Câu 27: Một sợi dây đàn hồi được căng ngang đang có sóng dừng với A là nút sóng, B là bụng sóng gần A nhất và cách A là 6 cm. Điểm M trên dây ở giữa A, B và cách A là 2 cm. Biết trong mỗi chu kì sóng thì thời gian để tốc độ dao động của B không lớn hơn tốc độ dao động cực đại của M là 0,02 s. Tốc độ truyền sóng trên dây bằng A. 8 m/s. B. 6 m/s. C. 12 m/s. D. 4 m/s. Câu 28: Một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác đều ABC và làm bằng thủy tinh đặt trong không khí. Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ là 1, 414  2 và đối với ánh sáng tím là 1,5. Chiếu vào mặt bên của lăng kính một chùm sáng trắng hẹp sao cho tia đỏ có góc lệch cực tiểu. Góc tạo bởi giữa tia ló màu đỏ và tia ló màu tím là A. 30,12o. B. 37,37o. C. 15,33o. D. 7,37o.  Câu 29: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x  5cos(4 t  )(cm). Kể từ thời điểm t = 0 6 đến thời điểm vật đi qua vị trí M có x = - 2,5 cm lần thứ 2019 theo chiều âm thì lực kéo về sinh công dương trong thời gian là A. 504,417 s. B. 502,625 s. C. 504,625 s. D. 504,375 s. Câu 30: Một học sinh tiến hành thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa khe Yâng. Học sinh đó đo được khoảng cách hai khe a  1, 20  0,03 (mm); khoảng cách từ hai khe đến màn quan sát D  1,60  0,05 (m) và khoảng vân i  0,80  0, 02 (mm). Sai số tương đối của phép đo gần đúng bằng A. 8,13%. B. 1,60%. C. 0,96%. D. 5,83%. Câu 31: Một nhà máy phát điện gồm 4 tổ máy có cùng công suất P hoạt động đồng thời. Điện sản xuất ra được đưa lên đường dây và truyền đến nơi tiêu thụ với hiệu suất truyền tải là 80%. Khi một tổ máy ngừng hoạt động, giữ nguyên điện áp hiệu dụng nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên chính đường dây đó là A. 90%. B. 85%. C. 75%. D. 80%. Câu 32: Một mạch dao động LC lí tưởng, tụ điện có điện dung C thay đổi. Khi C = C1 thì tần số dao động riêng của mạch là 7,5 MHz và khi C = C2 thì tần số dao động riêng của mạch là 10 MHz. Nếu C = C1 + C2 thì tần số dao động riêng của mạch là A. 12,5 MHz. B. 2,5 MHz. C. 17,5 MHz. D. 6,0 MHz. Câu 33: Cho hai con lắc lò xo mắc vào hai mặt tường đối diện nhau và cùng đặt trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang, các lò xo có độ cứng lần lượt k1 = 100 N/m, k2 = 400 N/m; vật k1 m1 m2 k2 nặng ở hai con lắc có khối lượng bằng nhau như hình vẽ bên. Kéo vật thứ nhất về bên trái, vật thứ hai về bên phải rồi đồng thời buông nhẹ để hai vật dao động điều hòa cùng năng lượng là 0,125 J. Biết khoảng cách giữa hai vị trí cân bằng của hai vật là 10 cm. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai vật trong quá trình dao động là A. 2,52 cm. B. 9,81 cm. C. 6,25 cm. D. 3,32 cm. Câu 34: Một anten parabol đặt tại điểm M trên mặt đất phát ra sóng điện từ theo phương tạo với mặt phẳng ngang góc 45o hướng lên cao. Sóng này phản xạ trên tầng điện li rồi trở lại mặt đất tại điểm N. Tầng điện li coi như một lớp cầu bắt đầu từ độ cao h = 100 km so với mặt đất. Cho bán kính Trái Đất là R = 6400 km; 1'  3.104 rad. Độ dài của cung MN gần bằng

A. 201,6 km.

B. 192,3 km.

C. 180,9 km.

D. 190,8 km.

Câu 35: Tại điểm O trong nhà máy, một còi báo cháy (xem là nguồn âm điểm) phát âm đẳng hướng ra không gian với công suất không đổi. Hai điểm P và Q lần lượt trên mặt đất sao cho OP  OQ. Một thiết bị xác định mức cường độ âm M chuyển động không vận tốc đầu từ P với gia tốc a không đổi đến Q, sau khoảng thời gian t1 thì M đo được mức cường độ âm lớn nhất (tại H); tiếp đó M chuyển động thẳng đều từ H đến Q hết thời gian 0,125t1. So với mức cường độ âm tại P, mức cường độ âm tại Q A. nhỏ hơn 6 dB. B. lớn hơn 6 dB. C. nhỏ hơn 4 dB. D. lớn hơn 4 dB. Câu 36: Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số P(W) không đổi vào hai đầu đoạn mạch AB mắc nối tiếp gồm biến trở R và cuộn cảm thuần. Gọi  là độ lệch pha của điện áp hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện trong mạch. Hình vẽ bên là đồ thị biểu diễn công suất tiêu thụ của đoạn mạch theo giá trị của . Giá trị 1 gần giá trị nào nhất sau đây? 1 (rad) O A. 0,32 rad. B. 0,48 rad. P(W) P( W) C. 0,52 rad. D. 0,42 rad. Câu 37: Điểm sáng M trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm và cách thấu kính 15 cm. Cho M dao động điều hòa với chu kì 2 s trên trục tọa độ vuông góc với trục chính của thấu kính quanh vị trí ban đầu với biên độ dao động là 4 cm. Tốc độ trung bình điểm ảnh M ' của điểm sáng M trong một chu kì bằng A. 25 cm/s. B. 15 cm/s. C. 32 cm/s. D. 16 cm/s. Câu 38: Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng. Lần thứ nhất: Nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc 1  560 nm và  2 (670 nm   2  740 nm) thì trong những khoảng giữa hai vạch sáng gần nhau nhất cùng màu với vạch sáng trung tâm có 6 vạch sáng màu của bức xạ λ 2 . Lần thứ hai: Nguồn sáng phát ra đồng thời 3 bức xạ đơn sắc λ1 , λ 2 , λ3 với λ 3 

7 λ 2 . Khi đó trong khoảng giữa hai 12

vạch sáng gần nhau nhất và cùng màu với vạch sáng trung tâm có số vạch sáng đơn sắc khác là A. 21 vạch. B. 23 vạch. C. 25 vạch. D. 22 vạch. Câu 39: Trong hiện tượng giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp O1, O2 dao động cùng pha và cùng biên độ. Chọn hệ trục Oxy thuộc mặt nước với gốc tọa độ O là điểm đặt O1, còn nguồn O2 nằm trên tia Oy. Trên Ox có hai điểm P, Q đều nằm trên các vân giao thoa cực đại sao cho hiệu đường đi đến hai nguồn có giá trị lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là 9 cm và 3 cm. Trên trục Ox khoảng cách giữa hai điểm dao động với biên độ cực đại gần O nhất là 5,5 cm. Số điểm dao động với biên độ cực đại trong khoảng giữa O1O2 là A. 7 điểm. B. 5 điểm. C. 6 điểm. D. 3 điểm. Câu 40: Đặt một vật phẳng nhỏ AB trước một thấu kính phân kì thu được ảnh A 'B'. Thấu kính cố định, nếu dịch chuyển vật ra xa thấu kính 30 cm thì ảnh dịch chuyển 1 cm. Ảnh lúc đầu cao bằng 1,2 lần ảnh lúc sau. Tiêu cự của thấu kính bằng A. - 30 cm. B. - 36 cm.

C. - 20 cm.

D. - 25 cm.

II. PHẦN TỰ LUẬN (6,0 điểm) Bài 1 (2,0 điểm): Mắt của một người có điểm cực cận Cc, cực viễn Cv cách mắt lần lượt là 16 cm và 50 cm. 1. Mắt người này bị tật gì? 2. Muốn nhìn rõ vật ở vô cực không phải điều tiết, người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Biết kính đeo sát mắt. 3. Người ấy đeo kính trên cách mắt 1 cm, khi ấy mắt nhìn rõ điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu? Bài 2 (4,0 điểm): Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. 1 L C R A B Biết cuộn cảm thuần có độ tự cảm L  H, R là biến trở, M π tụ điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp u AB  200 2cos100πt (V). max 1. Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại là Umax R . Tính C0 và UR .

2. Khi C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM có giá trị UAM không phụ thuộc vào giá trị R. Tính C1 và UAM khi đó. 3. Điều chỉnh biến trở để R  100 . a) Điều chỉnh C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại là UCmax . Tính C2 và

UCmax . b) Điều chỉnh C = C3 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM đạt giá trị cực đại Umax AM . Tính C3 và

Umax AM .

------ HẾT -----Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh: .................................................................Số báo danh:................................. Cán bộ coi thi số 1 (Họ tên và ký)............................................................................................... Cán bộ coi thi số 2 (Họ tên và ký)...............................................................................................

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC

HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH NGÀY THI: 16/3/2019 MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 12 Bản hướng dẫn chấm có 06 trang

I. PHẦN TRẮC NGHIỆM (14,0 điểm) Mã đề 201 Mã đề 202 Mã đề 203 Câu Đ.A Câu Đ.A Câu Đ.A C B C 1 1 1 B C B 2 2 2 C C D 3 3 3 A B A 4 4 4 D A A 5 5 5 C A C 6 6 6 B D A 7 7 7 D A C 8 8 8 D C A 9 9 9 A A B 10 10 10 A B A 11 11 11 B B B 12 12 12 B D D 13 13 13 A B A 14 14 14 C D A 15 15 15 B C A 16 16 16 B D B 17 17 17 B D A 18 18 18 C A B 19 19 19 A B B 20 20 20 D B D 21 21 21 C D C 22 22 22 C B C 23 23 23 B C A 24 24 24 C A D 25 25 25 D A D 26 26 26 D D B 27 27 27 D B C 28 28 28 C B C 29 29 29 A D C 30 30 30 B C D 31 31 31 D A D 32 32 32 C A B 33 33 33 A C D 34 34 34 B C C 35 35 35 D D B 36 36 36 D C D 37 37 37 A D D 38 38 38 A A B 39 39 39 A C C 40 40 40

Mã đề 204 Câu Đ.A B 1 D 2 A 3 C 4 B 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 D 11 C 12 B 13 D 14 B 15 C 16 C 17 A 18 C 19 D 20 B 21 D 22 A 23 C 24 B 25 B 26 C 27 A 28 B 29 B 30 C 31 D 32 D 33 C 34 D 35 D 36 A 37 B 38 D 39 C 40

Mã đề 205 Câu Đ.A A 1 A 2 B 3 D 4 D 5 A 6 C 7 C 8 B 9 D 10 B 11 D 12 A 13 A 14 B 15 C 16 D 17 C 18 B 19 D 20 B 21 C 22 A 23 D 24 C 25 C 26 A 27 B 28 B 29 A 30 B 31 D 32 C 33 D 34 D 35 B 36 A 37 C 38 C 39 A 40

Mã đề 206 Câu Đ.A B 1 D 2 A 3 C 4 D 5 C 6 B 7 D 8 B 9 D 10 D 11 D 12 C 13 A 14 B 15 C 16 D 17 B 18 A 19 C 20 B 21 D 22 D 23 B 24 C 25 A 26 B 27 B 28 C 29 C 30 A 31 B 32 A 33 D 34 A 35 A 36 C 37 A 38 C 39 A 40

II. PHẦN TỰ LUẬN (6,0 điểm) CÂU Ý CÂU 1

NỘI DUNG QUANG HÌNH

ĐIỂM 2,0

1 2

Mắt người này bị tật gì? Mắt người này bị tật cận thị. Muốn nhìn rõ vật ở vô cực không phải điều tiết, người đó phải đeo kính có độ tụ bao nhiêu? Biết kính đeo sát mắt. + Vì mắt bị cận nên kính phải đeo để sửa tật là kính cận (Thấu kính phân kì). + Tiêu cự của kính phải đeo: Khi đeo kính nhìn rõ các vật ở xa vô cùng mà mắt không phải điều tiết. Ta có: d    d '  f k  OCV  50 cm. + Độ tụ của kính cần đeo: Dk 

1 1   2dp. f k 0,5

0,5

0,25 0,25 0,25

Người ấy đeo kính trên cách mắt 1 cm, khi ấy mắt nhìn rõ điểm gần nhất cách mắt bao nhiêu? + Khi vật gần kính nhất thì ảnh ảo qua kính ở điểm Cc, ta có: 0,25

d'c = OOk  OCc  1 16  15 cm + Áp dụng công thức thấu kính: d 'c f k 1 1 1 15.(50)    d    21, 43 cm c ' ' dc dc fk d c  f k 15  (50)

CÂU 2 1

+ Vật gần nhất cách mắt khi đó là: d c + OOk  21, 43  1  22, 43cm.

0,25

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở đạt cực đại là Umax R . Tính C0

4,0

và Umax R . U R  I.R 

U.R  Z

U (Z  Z ) 1 L 2 C R

 ZL  ZC0  ZC0  Umax R

0,25

1 104  (F). ω2 L π

0,5 0,25

Umax  U  200 V. R 2

0,25

Khi C = C1 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM có giá trị UAM không phụ thuộc vào giá trị R. Tính C1 và UAM khi đó. + Ta có: U AM  U RC  I.ZRC 

U. R 2  ZC2 R  (ZL  ZC ) 2



U Z (Z  2Z ) 1  L 2L 2 C R  ZC

0,25

+ Để U AM không phụ thuộc vào R  ZL  0 103   ZC1  0,5ZL  50   C1  (F). 5π  ZL  2ZC1

+ Điện áp: UAM  U  200 V. 3

0,5 0,25

Điều chỉnh biến trở để R  100 . Điều chỉnh C = C2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt giá trị cực đại là

UCmax . Tính C2 và UCmax . + Có thể giải bằng phương pháp giản đồ vectơ hoặc đại số.

0,5 0,25

+ Khi U C  U Cmax  ZC2 

104 R 2  Z 2L 1002  1002 (F).   200   C2  2π ZL 100

0,25

U.ZRL U R  Z   200 2 (V). R R Điều chỉnh C = C3 thì điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AM đạt giá trị cực đại 2

+ U Cmax  3b

2 L

max Umax AM . Tính C3 và UAM .

+ Ta có: U AM 

U Z (Z  2Z ) 1  L 2L 2 C3 R  ZC3

+ Đặt y  f  ZC3  

2 ZL (ZL  2ZC3 ) 2ZL ZC3  2ZL2 ZC3  2ZL R 2  y '  2 2 R 2  ZC2 3 (R 2  ZC3 )

2 2 + Để Umax AM  y đạt giá trị min  ZC3  ZL ZC3  R  0 2 2 + Để Umax AM  y đạt giá trị min ZC  ZL ZC  R  0  ZC3 

 C3 

2UR Z2L  4R 2  ZL

Z2L  4R 2  ZL 2

0,25

103  19, 67(F) 5( 5  1)

+ Khi đó: U max AM 

0,5

 323, 61(V).

0,25

Chú ý:

- Học sinh làm cách khác đúng cho điểm tối đa của phần đó; - Giải sai ra kết quả đúng không cho điểm; - Sai hoặc thiếu đơn vị trừ 0,25 điểm cho một lỗi, toàn bài trừ không quá 0,5 điểm do lỗi đơn vị. - Nếu học sinh không viết công thức gốc để biến đổi thì không cho điểm phần biến đổi và nếu áp dụng công thức cho kết quả đúng chỉ cho điểm bằng ½ điểm ý đúng đó.