Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nghệ An có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2011 -2012)

Chia sẻ: ĐOÀN VĂN LƯỢNG | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

384
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn củng cố kiến thức đã học và rèn luyện kỹ năng làm bài thi, mời các bạn cùng tham khảo đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nghệ An lớp 12 "Môn Vật lý" năm học 2011 -2012 dưới đây. Chúc các bạn thi tốt.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nghệ An có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2011 -2012)

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2011 2012 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÝ LỚP 12 THPT BẢNG B Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (5,0 điểm). Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, có hai nguồn kết hợp tại hai điểm A, B (AB = 18cm) dao động theo phương trình u1 u 2 2 cos 50 t (cm). Coi biên độ sóng không đổi. Tốc độ truyền sóng là 50cm/s. a) Viết phương trình sóng tổng hợp tại điểm M trên mặt nước cách các nguồn lần lượt d1, d2. b) Xác định số điểm đứng yên trên đoạn AB. c) Trên đoạn AB có mấy điểm cực đại có dao động cùng pha với nguồn. d) Gọi O là trung điểm AB, điểm M ở mặt chất lỏng nằm trên đường trung trực của AB và gần O nhất sao cho phần tử chất lỏng tại M dao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại O. Tính MO. Câu 2 (6,0 điểm). Cho đoạn mạch AB gồm R, L, C mắc nối tiếp như hình vẽ 1. Đặt vào hai đầu đoạn 2 10 3 mạch một điện áp xoay chiều u AB 220 2 cos 100 t (V ) , R 50 3 , L H, C F. 5 a) Viết biểu thức cường độ dòng điện, biểu thức của các điện áp uAN và uMB. A L N C B R M b) Điều chỉnh C để công suất trên cả đoạn mạch đạt cực đại. Tìm C và giá trị cực đại của công suất. Hình 1 2 c) Giữ nguyên L H , thay điện trở R bằng R1 1000 , 4 điều chỉnh tụ điện C bằng C1 F . Giữ nguyên điện áp hiệu dụng của nguồn, thay đổi tần số f 9 đến giá trị f0 sao cho điện áp hiệu dụng UC1 giữa hai bản cực của tụ điện đạt cực đại. Tìm f 0 và giá trị cực đại của UC1. Câu 3 (5,0 điểm): Một sợi dây cao su nhẹ đàn hồi có độ cứng k = 25N/m đầu trên được giữ cố định, đầu dưới treo vật m = 625g. Cho g = 10m/s2, 2 10 . 1) Kéo vật rời khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới một đoạn bằng 5cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Chọn gốc thời gian là lúc thả vật, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống. a) Viết phương trình dao động của vật. b) Tính tốc độ trung bình của vật kể từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc vật qua vị trí có x = 2,5cm lần thứ 2. 2) Vật đang ở vị trí cân bằng, truyền cho vật vận tốc 2m/s hướng thẳng đứng xuống dưới. Xác định độ cao cực đại của vật so với vị trí cân bằng. Câu 4 (3,0 điểm). Cho quang hệ gồm hai thấu kính hội tụ, đồng trục f1 = 10cm; f3 = 25cm; khoảng cách giữa hai thấu kính là O1O3 = 40cm. a) Đặt một vật sáng AB = 2cm vuông góc với trục chính trước thấu kính O 1 một đoạn d1 = 15cm. Xác định vị trí và tính chất của ảnh qua quang hệ. b) Đặt thêm thấu kính O2 đồng trục với hai thấu kính trên và tại trung điểm của O 1O3, khi đó độ phóng đại ảnh qua hệ 3 thấu kính không phụ thuộc vị trí đặt vật. Xác định f2 và vẽ đường đi của tia sáng. Câu 5 (1,0 điểm). Cho mạch điện như hình 2. Với E = 1,5V; r = 0; R = 50 . Biết D rằng đường đặc trưng vônampe của điôt D (tức là sự phụ thuộc của dòng điện đi E,r R qua điôt vào hiệu điện thế hai đầu của nó) được mô tả bởi công thức I = 10 2U2, trong đó I được tính bằng ampe còn U được tính bằng vôn. Xác định cường độ dòng điện trong mạch. Hình 2
Hết Họ và tên thí sinh:........................................................................... Số báo danh:.......................... SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2011 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÍ LỚP 12 THPT – BẢNG B (Hướng dẫn chấm gồm 03 trang) Câu NỘI DUNG Điể m Bước sóng : vT 0,5 2cm ............................................................................................. 1.a Phương trình sóng từ các nguồn truyền tới điểm M : 0,5 (1,5đ) u1M 2 d1 2 d2 2 cos(50 t ); u 2 M 2 cos(50 t ) ................................................ Phương trình sóng tổng hợp tại M 0,5 uM 4 cos (d 2 d1 ) cos 50 t (d1 d 2 ) (cm). 2 Độ lệch pha : (d 2 d1 ) 0,5 1.b .................................................................................... 2 (1,5đ) Điểm đứng yên khi : (d 2 d1 ) ( 2k 1) 0,5 d 2 d1 (2k 1) ..................... 2 Số điểm đứng yên trên AB : (2k 1) AB 9,5 k 8,5 với k nguyên 2 => k nhận các giá trị từ : 9, 8..............7, 8. có0,5 18 điểm........................................... Phương trình sóng : u M 4 cos (d 2 d1 ) cos 50 t (cm). 0,5 Hay : u M 4 cos (d 2 d1 ) cos 50 t (cm). 1.c (1,0đ) ........................................... Các điểm dao động cực đại cùng pha với nguồn khi : cos (d 2 d1 ) 1 d2 d1 4k 2 . Khi đó : (4k 2) AB 2 0,5 => 5
....................................... 0,25 Để điểm M nằm trên đường trung trực AB thì : (2k + 1) >9 => k > 2 0,25 4............................. Điểm M gần nhất khi kmin : kmin = 5. Khi đó : AM = 11cm Khoảng cách MO là : MO AM 2 AO 2 2 10 (cm) .............................................. Tổng trở : Z R2 (Z L ZC )2 0,5 100 3 ( ) ................................................................. 1 trong đó Z L L 200 ; Z C 50 C 0,5 ....................................................... 2.a U0 Cường độ dòng điện : I0 1,8 A Z 0,5 (3,5đ) .............................................................................. ZL ZC Độ lệch pha : tan 3 i u ............................. 0,5 R 3 3 Biểu thức cường độ dòng điện : i 1,8 cos(100 t )A 0,5 3 ............................................. Biểu thức uAN : Z AN R 2 Z L2 218 U0AN = I0ZAN 392,4V ZL 200 0,25 tan AN AN 1,16rad uAN i uAN 0,11rad ...... R 50 3 u AN 392,4 cos(100 t 0,11)(V ) .................................................................... .. 0,25 Biểu thức uMB : Z AN Z L Z C 150 U0MB = I0ZMB = 1,8.150 = 270(V) Vì ZL > ZC nên MB 2 ..................................................................................... 0,25 u MB 270 cos(100 t )(V ) 270 cos(100 t )(V ) .............................. 0,25 3 2 6 Công suất trên đoạn mạch đạt cực đại khi : Z C , ZL 200 0,5 2.b ........................................... 4 (1,5đ) , 1 100,5 Điện dung của tụ : C F .Z C , 2 ............................................................................. 2 220 0,5 Công suất cực đại là : Pmax I 2 max .R .50 3 558,7(W ). 50 3 ................................... Điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ:
U C1 I .Z C1 U .Z C1 U 0,25 2 2 2 R 1 (Z L ZC ) R12 ZL …………………………………… 1 Z C21 Z C1 Ta thấy UC1 đạt cực đại khi mẫu số cực tiểu. Biến đổi biểu thức ở mẫu số ta 2.c được: 0,25 (1,0đ) MS = L2C 2 4 (C 2 R 2 2 LC ) 2 1 ………………..……………. 1 1 1 1 ………….. 2C1 L C12 R12 Mẫu số cực tiểu khi: 0 1000 (rad / s ) f0 0 500 Hz. ….. 0,25 2C12 L2 2 1 U. 0C1 Giá trị cực đại của UC1 là: U C1Max 2 480,2(V ). ……………… 2 1 R 1 0 L 0,25 0 C1 3.1 Phương trình dao động của vật có dạng: x A cos( t ) ……………………………. 0,5 k 25 Tần số góc: 2 (rad / s ) ……………………………………………….. 3.1.a m 0,625 0,5 (2,0đ) x0 A cos 5 Tại thời điểm t = 0: A 5cm; 0 ………………………………. v0 A sin 0 Phương trình dao động là: x 5 cos 2 t (cm). …………………………………………….. 0,5 0,5 Từ mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều ta xác định được thời 1,0 gian kể từ lúc vật bắt đầu chuyển động đến lúc vật qua 3.1.b trí (2,0đ) x = 2,5cm là: -5 -2,5 5 O 4 2 t t ( s) ………………………… 1,0 3 3 12,5S Tốc độ trung bình: tđtb 18,75(cm / s ). 2/3 t mg Tại vị trí cân bằng độ giãn của dây là l 0,25m 25cm. Vì vậy vật chỉ dao động 3.2 k 0,5 điều hòa khi A hmax = 32,5cm. 0,25 Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: AB TK O1 A1B1 TK O3 A 0,5
………………………………….. Áp dụng công thức thấu kính, ta có: 0,5 4.a / d1 f1 d2 f2 50 d1 30cm. d 2 l d1/ 10cm. d 2/ cm ………………. (2,0đ) d1 f1 d2 f2 3 d1/ d 2/ 50 100 0,5 Độ phóng đại: k . A2 B2 k AB cm. …………………………. d1d 2 15 15 Vậy ảnh A2B2 qua hệ thấu kính là ảnh ảo, ngược chiều với vật và bằng lần vật…….. 0,5 B I O1 F3 O2 O3 F’1 J 0,25 4.b K R (1,0đ) ………………………………………… …….... Khi vật dịch chuyển dọc theo trục chính thì tia BI song song trục chính không đổi. 0,25 Để độ phóng đại ảnh không phụ thuộc vị trí đặt vật thì tia ló KR phải song song với trục 0,25 chính………………………………………………………………………………… ……. Suy ra tia JK kéo dài phải qua F3, từ hình vẽ, ta có F3 là ảnh của F1’ qua TK O 0,25 ’ d 2 d 2/ Ta có: d2 = 10cm; d2 = 5cm f2 10(cm) d 2 d 2/ ……………………………. Vậy cần phải đặt một TKPK có tiêu cự f2 = 10cm tại O2. Ta có : U + UR = E, trong đó UR = IR 0,25 = 2 5 0,01U .R……………………………………….. 0,25 (1,0đ Thay số vào ta được phương trình : 0,5U + U – 1,50,25 2 = ) 0……………………………….. Giải phương trình này và lấy nghiệm U = 1V, suy ra U0,25 0,5V………………………… UR Dòng điện trong mạch là: I = 0,01A. R ………………………………………………. Lưu ý : HS giải bằng các cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa