Đề thi học sinh giỏi lớp 12 môn Lý

Chia sẻ: Nhi Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

Thêm vào BST

Báo xấu

155
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hãy tham khảo đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 để giúp các em biết thêm cấu trúc đề thi như thế nào, rèn luyện kỹ năng giải bài tập và có thêm tư liệu tham khảo chuẩn bị cho kì thi sắp tới đạt điểm tốt hơn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi lớp 12 môn Lý

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THANH HÓA Năm học 2010-2011 Môn thi: Vật lý. Lớp 12. THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 24 tháng 3 năm 2011 Số báo danh Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) …………………… Đề thi này có 8 câu, gồm 02 trang. Câu 1. (2,5 điểm) Một ròng rọc kép gồm hai hình trụ đặc đồng chất đặt đồng tâm. Hình trụ lớn có khối lượng M = 200g, bán kính R = 10cm, hình trụ nhỏ có khối lượng R r m = 100g, bán kính r = 5cm. Trên rãnh của từng hình trụ có quấn một sợi dây nhẹ không dãn, đầu tự do mỗi dây mang vật khối lượng lần lượt là m1 = 250g và m2 = 200g (hình vẽ). Ban đầu hệ đứng yên, thả cho hệ chuyển động. Tính gia tốc của từng vật và lực căng của mỗi dây treo. m1 m2 Câu 2. (2,5 điểm) Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 1kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Đặt giá B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên. Cho giá B chuyển động đi xuống với gia tốc a = 2m/s2 không vận tốc ban đầu. a. Tính thời gian từ khi giá B bắt đầu chuyển động cho đến khi vật rời giá B. b. Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian là lúc vật rời giá B. Viết phương trình dao động điều hòa của vật. Câu 3. (3 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f = 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt những khoảng d 1 = 25cm, d2 = 20,5cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. a. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. b. N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng nối S1S2. c. Điểm C cách S1 khoảng L thỏa mãn CS1 vuông góc với S1S2. Tính giá trị cực đại của L để điểm C dao động với biên độ cực đại. Câu 4. (3 điểm) Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và một bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C0 không đổi mắc song song với tụ xoay Cx. Tụ xoay Cx có điện dung biến thiên từ C1 = 10pF đến C2 = 250pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1200. Mạch thu được sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải từ 1 = 10m đến 2 = 30m. Cho biết điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay. a. Tính độ tự cảm L của cuộn dây và điện dung C0 của tụ. b. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 0 = 20m thì góc xoay của bản tụ bằng bao nhiêu? Câu 5. (3 điểm) Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây V1 D có độ tự cảm L mắc nối tiếp với điện trở D M R C thuần R và tụ điện có điện dung C (hình A A B vẽ). Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch N AB có biểu thức u = U0cos100πt (V) không V2 đổi. Các vôn kế nhiệt V1;V2 có điện trở rất lớn chỉ lần lượt là U1 = 120V; U2 =80 3 V. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch MB lệch
pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch NB góc /6 và lệch pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AN góc /2. Ampe kế nhiệt có điện trở không đáng kể chỉ 3 A. a. Xác định các giá trị của R; L và C. b. Tính U0 và viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch. Câu 6. (2 điểm) Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây đi 100 lần. Giả thiết công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi, điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i. Biết ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải tiêu thụ. Câu 7. (3 điểm) Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng 1 = 0,555m và 2 = 377nm vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện 0 thì thấy vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron có độ lớn gấp đôi nhau. a. Tìm giới hạn quang điện 0 của kim loại đó. b. Chỉ chiếu bức xạ có bước sóng 1, tách từ chùm electron bắn ra một electron có vận tốc lớn nhất rồi cho nó bay từ A đến B trong điện trường đều mà hiệu điện thế UAB = -3V. Tìm vận tốc của electron khi đến B. Câu 8. (1 điểm) Một thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự là 10cm, bán kính đường rìa là 0,5cm. Đặt một điểm sáng S đơn sắc trên trục chính phía ngoài tiêu điểm của thấu kính. Thấu kính có thể làm lệch tia sáng tới từ S một góc tối đa là bao nhiêu? Cho biết các hằng số: c = 3.10 8 m/s; h = 6,625.10 -34 J.s; e = 1,6.10-19 C; g = 10 m/s2 ------------------ HẾT ------------------ - Thí sinh không sử dụng tài liệu. - Giám thị không giải thích gì thêm.
Sở giáo dục và đào tạo thanh hoá Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh Thanh hoá Năm học 2010-2011 đề thi chính thức Môn thi: Vật lý. Lớp 12 THPT Ngày thi: 28/03/2011 Số báo danh Thời gian: 180 phút …………….. Đề thi có 13 câu gồm 02 trang Câu1 (2 điểm): Một đoạn mạch diện gồm 3 nhánh mắc song song.Nhánh thứ nhất là một tụ điện có điện dung ZC, nhánh thứ hai là một cuộn dây thuần cảm có cảm kháng ZL, Nhánh thứ 3 là một điện trở R. Gọi I, IC, IL, IR, là cường độ dòng điện hiệu dụng trên mạch chínhvà các mạch rẽ tương ứng, Z là tổng trở của đoạn mạch. Hãy cm các hệ thức sau: 2 1 1 1 1 I 2  I R  ( I L  I C ) 2 và 2  2  (  )2 Z R ZC ZL Câu2 (2 điểm): Tụ điện của máy phát sóng điện từ có điện dung C1 ứng với tần số phát sóng f1. Nếu mắc nối tiếp với C1 một điện dung C2 =100C1 thì tần số phát ra biến đổi đI bao nhiêu lần? Câu3 (2 điểm): CMR momen quán tính của một thanh rắn, mảnh, đồng chất cóc chiều dài L, khối lượng 1 m quay vuông góc với thanh tại một đầu của nó là mL2 . 3 Câu4 (2 điểm): Một cái cột dài L=2,5m đứng cân bằng trên mặt phẳng nằm ngang. Do bị đụng nhẹ cột đổ xuống đất trong mặt phẳng thẳng đứng. Trong khi đổ , đầu dưới của cột không bị trượt. Tính tốc độ của đầu trên của cột ngay trước khi chạm đất. Lấy g=10m/s2, momem quán tính của cột có giá trị tính như câu 3. Câu5 (2 điểm): Một chất điểm chuyển động theo vòng tròn với vận tốc không đổi v0 xung quanh trục chínhcủa thấu kính hội tụ, trong mặt phẳng vuông góc với trục chính và cách tháu kính khoảngd=1,5f. Hãy xác định: a) Vị trí đặt màn quan sát ảnh b) Độ lớn và hướng vận tốc ảnh Câu6 (2 điểm): Quỹ đạo của một vệ tinh nhân tạo là đường tròn nằm trong mặt phảng xích đạo. Hãy xác định độ cao cần thiết để vệ tinh đứng yên đối với mặt đất. Cho bán kính trung bình của trái đất R=6378km, khối lượng trái đất là 5,976.1024kg, hằng số hấp dẫn G=6,672.10-11Nm2/kg2 Câu7 (2 điểm): Một dây dẫn AB có chiều dài L=0,5m, cố định hai đầu và có dòng điện xoay chiều tần số f chạy qua. Biết rằng f không đổi và và có giá trị 40Hz
2 2 u1  220 2 cos(100t ); u 2  220 2 cos(100t  ); u 3  220 2 cos(100t  ) 3 3 Bình thường việc sử dụng điện của các pha là đối xứng vàđiện trở mỗi pha có giá trị R1=R2=R3=4,4  . Hỹa viết biểu thức của cường độ dòng điện trong dây trung hoà ở tình trạng sử dụng điện mất cân đối làm cho điện trở pha thứ 2 và thứ 3 giảm đI một nửa. Câu12 (1 điểm): Viết biểu thức điện áp của bộ nguồn nuôi mạng điện xoay chiều được cấu tạo bởi hai máy phát mắc nối tiếp. Biết điện áp hai đầu mỗi máy phát lần lượt là  u1  80 cos(100t )V ; u 2  100 cos(100t  )V ; K1 3 Câu13 (1 điểm): Cho hệ dao động như hình bên. Các lò xo có phương thẳng đứng và có độ cứng k1 và k2 . Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và các lò xo. Bỏ qua ma sát. Xác định độ cứng tương đương của hệ khi m thực hiện dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. m K2 ----------------------------------HếT-------------------------------------
Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh Năm học 2010-2011 Đề chính thức Môn thi: VậT Lý lớp 12 THPT- bảng a Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1. (4,0 điểm) Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD. a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất  B M A tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét. B b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó  thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu C v D khối lượng của thanh là m=5gam? N Bài 2(4,0 điểm) Hình 1 Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A như hình 2a. Từ một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác A k F dụng của một lực không đổi F hướng theo trục lò xo như hình vẽ. m a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi Hình 2a vật dừng lại lần thứ nhất. b) Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối k với một vật khối lượng M như hình 2b, hệ số ma sát giữa M và M F m mặt ngang là . Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật m dao động điều hòa. Hình 2b Bài 3.(3.0 điểm) Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 2m dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng 1m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S1 và AS1S1S2 . a)Tính giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa. b)Tính giá trị của l để tại A có được cực tiểu của giao thoa. A Bài 4(2,5 điểm) Một ampe kế nhiệt có điện trở không đáng kể mắc vào mạch để  K đo giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều trong mạch điện như hình R 3. Khi khóa K đóng, ampe kế chỉ I1=1A. Khi khóa K ngắt thì ampe kế chỉ bao nhiêu? Điốt là lý tưởng, R là điện trở thuần. Hình 3 Bài 5(3,0 điểm) Biểu thức của cường độ dòng điện trong một mạch dao động LC là i  I 0 cos t. Sau 1/8 chu kỳ dao động thì năng lượng từ trường của mạch lớn hơn năng lượng điện trường bao nhiêu lần? Sau thời gian bao nhiêu chu kỳ thì năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường của mạch? V0 Bài 6(3,5đ) S Hình 4
Một cái loa điện động với màng rung có diện tích S=300cm2, khối lượng m=5g và có tần số dao động riêng là f0=100Hz. Tần số dao động riêng của nó sẽ là bao nhiêu khi gắn nó lên miệng một cái hộp rỗng có thể tích V0=40lít như hình 4 .Trong khi hệ thống hoạt động, coi nhiệt độ của khí trong hộp là không đổi. Lấy áp suất khí quyển p0=105Pa. -------------Hết------------- Họ và tên thí sinh:....................................................................Số báo danh:.....................
Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh Năm học 2010-2011 Đề chính thức Môn thi: VậT Lý lớp 12 THPT- bảng b Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1. (5,0 điểm) Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD. a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất  B M A tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét. B b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó  thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu C v D khối lượng của thanh là m=5gam? N Bài 2(5,0 điểm) Hình 1 Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A như hình 2a. Từ một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng của một lực không đổi F A k F hướng theo trục lò xo như hình vẽ. m a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi Hình 2a vật dừng lại lần thứ nhất. b) Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối k với một vật khối lượng M như hình 2b, hệ số ma sát giữa M và M F m mặt ngang là . Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật m dao động điều hòa. Hình 2b Bài 3.(3,5 điểm) Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 2m dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng 1m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S1 và AS1S1S2 . a)Tính giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa. b)Tính giá trị của l để tại A có được cực tiểu của giao thoa. Bài 4(3,5 điểm) Mạch điện nối tiếp gồm một tụ điện 10F và một ampe kế xoay chiều có điện trở không đáng kể được mắc vào một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz. Để tăng số chỉ của ampe kế lên gấp đôi hoặc giảm số chỉ đó xuống còn một nửa giá trị ban đầu, cần mắc nối tiếp thêm vào mạch trên một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm bằng bao nhiêu? Bài 5(3,0 điểm) Biểu thức của cường độ dòng điện qua một mạch dao động LC là i  I 0 cos t. Sau 1/8 chu kỳ dao động thì năng lượng từ trường của mạch lớn hơn năng lượng điện trường bao nhiêu lần?
Sau thời gian bao nhiêu chu kỳ thì năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường của mạch? -------------Hết------------- Họ và tên thí sinh:....................................................................Số báo danh:.....................
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2010-2011 Đề chính thức Môn thi: VẬT LÝ LỚP 12 THPT- ĐỀ 235 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Bài 1. (5,0 điểm) Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD. a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc  theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất B M tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét. B A b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó  thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu C v D khối lượng của thanh là m=5gam? N Bài 2(5,0 điểm) Hình 1 Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A như hình 2a. Từ một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng của một lực không đổi F A k F hướng theo trục lò xo như hình vẽ. m a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi Hình 2a vật dừng lại lần thứ nhất. b) Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối k với một vật khối lượng M như hình 2b, hệ số ma sát giữa M và M F m mặt ngang là . Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật m dao động điều hòa. Hình 2b Bài 3.(3,5 điểm) Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 2m dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng 1m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S1 và AS1S1S2 . a)Tính giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa. b)Tính giá trị của l để tại A có được cực tiểu của giao thoa. Bài 4(3,5 điểm) Mạch điện nối tiếp gồm một tụ điện 10F và một ampe kế xoay chiều có điện trở không đáng kể được mắc vào một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz. Để tăng số chỉ của ampe kế lên gấp đôi hoặc giảm số chỉ đó xuống còn một nửa giá trị ban đầu, cần mắc nối tiếp thêm vào mạch trên một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm bằng bao nhiêu? Bài 5(3,0 điểm) Biểu thức của cường độ dòng điện qua một mạch dao động LC là i  I 0 cos t. Sau 1/8 chu kỳ dao động thì năng lượng từ trường của mạch lớn hơn năng lượng điện trường bao nhiêu lần?
Sau thời gian bao nhiêu chu kỳ thì năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường của mạch? -------------Hết------------- Họ và tên thí sinh:....................................................................Số báo danh:.....................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THANH HÓA Năm học 2010-2011 Môn thi: Vật lý. Lớp 12. THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 24 tháng 3 năm 2011 Số báo danh Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) …………………… Đề thi này có 8 câu, gồm 02 trang. Câu 1. (2,5 điểm) Một ròng rọc kép gồm hai hình trụ đặc đồng chất đặt đồng tâm. Hình trụ lớn có khối lượng M = 200g, bán kính R = 10cm, hình trụ nhỏ có khối lượng R r m = 100g, bán kính r = 5cm. Trên rãnh của từng hình trụ có quấn một sợi dây nhẹ không dãn, đầu tự do mỗi dây mang vật khối lượng lần lượt là m1 = 250g và m2 = 200g (hình vẽ). Ban đầu hệ đứng yên, thả cho hệ chuyển động. Tính gia tốc của từng vật và lực căng của mỗi dây treo. m1 m2 Câu 2. (2,5 điểm) Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 1kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Đặt giá B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên. Cho giá B chuyển động đi xuống với gia tốc a = 2m/s2 không vận tốc ban đầu. a. Tính thời gian từ khi giá B bắt đầu chuyển động cho đến khi vật rời giá B. b. Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian là lúc vật rời giá B. Viết phương trình dao động điều hòa của vật. Câu 3. (3 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f = 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt những khoảng d1 = 25cm, d2 = 20,5cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. a. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. b. N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng nối S1S2. c. Điểm C cách S1 khoảng L thỏa mãn CS1 vuông góc với S1S2. Tính giá trị cực đại của L để điểm C dao động với biên độ cực đại. Câu 4. (3 điểm) Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L và một bộ tụ điện gồm tụ điện có điện dung C0 không đổi mắc song song với tụ xoay Cx. Tụ xoay Cx có điện dung biến thiên từ C1 = 10pF đến C2 = 250pF khi góc xoay biến thiên từ 00 đến 1200. Mạch thu được sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải từ 1 = 10m đến 2 = 30m. Cho biết điện dung của tụ xoay là hàm bậc nhất của góc xoay. a. Tính độ tự cảm L của cuộn dây và điện dung C0 của tụ. b. Để thu được sóng điện từ có bước sóng 0 = 20m thì góc xoay của bản tụ bằng bao nhiêu? Câu 5. (3 điểm) V1 D M R C Trang 1 A A B N V2
Cho mạch điện xoay chiều gồm cuộn dây D có độ tự cảm L mắc nối tiếp với điện trở thuần R và tụ điện có điện dung C (hình vẽ). Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB có biểu thức u = U0cos100πt (V) không đổi. Các vôn kế nhiệt V1;V2 có điện trở rất lớn chỉ lần lượt là U1 = 120V; U2 =80 3 V. Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch MB lệch pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch NB góc /6 và lệch pha so với điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AN góc /2. Ampe kế nhiệt có điện trở không đáng kể chỉ 3 A. a. Xác định các giá trị của R; L và C. b. Tính U0 và viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch. Câu 6. (2 điểm) Trong quá trình truyền tải điện năng đi xa cần tăng điện áp của nguồn lên bao nhiêu lần để giảm công suất hao phí trên đường dây đi 100 lần. Giả thiết công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi, điện áp tức thời u cùng pha với dòng điện tức thời i. Biết ban đầu độ giảm điện thế trên đường dây bằng 15% điện áp của tải tiêu thụ. Câu 7. (3 điểm) Chiếu lần lượt hai bức xạ có bước sóng 1 = 0,555 m và 2 = 377nm vào một tấm kim loại có giới hạn quang điện 0 thì thấy vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron có độ lớn gấp đôi nhau. a. Tìm giới hạn quang điện 0 của kim loại đó. b. Chỉ chiếu bức xạ có bước sóng 1, tách từ chùm electron bắn ra một electron có vận tốc lớn nhất rồi cho nó bay từ A đến B trong điện trường đều mà hiệu điện thế UAB = -3V. Tìm vận tốc của electron khi đến B. Câu 8. (1 điểm) Một thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự là 10cm, bán kính đường rìa là 0,5cm. Đặt một điểm sáng S đơn sắc trên trục chính phía ngoài tiêu điểm của thấu kính. Thấu kính có thể làm lệch tia sáng tới từ S một góc tối đa là bao nhiêu? Cho biết các hằng số: c = 3.108 m/s; h = 6,625.10-34 J.s; e = 1,6.10-19 C; g = 10 m/s2 ------------------ HẾT ------------------ - Thí sinh không sử dụng tài liệu. - Giám thị không giải thích gì thêm. Trang 2
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH THANH HÓA GIỎI TỈNH Năm học 2010-2011 ĐÁP ÁN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý. Lớp 12.THPT (Đáp án này gồm 4 trang, mỗi ý gắn với chấm tròn ứng với Ngày thi: 24/03/2011 0.5 điểm) Câu Nội dung Điểm Câu 1 Biểu diễn các lực tác dụng lên hệ (2,5 Vì R.P2 > r.P1 nên m2 đi xuống, m1 đi lên 0,5 đ) R + Áp dụng định luật II Newton cho m1, m2: Vật m1: - m1g + T1 = m1a1 (1) r Vật m2: m2g – T2 = m2a2 (2) 0,5 Áp dụng phương trình ĐLHVR cho ròng rọc:  T 2 R – T1 r = I (3) T1  Mặt khác: a = r (4) T2 1 a2 = R (5) m1 Từ (1), (2), (3), (4), (5):  (m2 R m1r ) g 1 1 2 0,5 P1 m2 với I MR 2 mr  m2 R 2 m1r 2 I 2 2 P2 Thay số: = 20 rad/s2 ; a1 = 1m/s2 ; a2 = 2m/s2 ; 0,5 T1 = m1(g + a1); T2 = m2(g - a2) , thay số T1 = 2,75N; T2 = 1,6N. 0,5 Câu a. Tìm thời gian 2 mg Khi vật ở VTCB lò xo giãn: Δl = = 0,1 m (2,5 k  đ) k k Fdh 0,5 Tần số của dao động: ω = = 10 rad/s  m N     m O Vật m: P + N + Fdh = ma . B Chiếu lên Ox: mg - N - k l = ma  0,5 Khi vật rời giá thì N = 0, gia tốc của vật a = 2 m/s2 P Suy ra: x m(g - a) at 2 Δl = = k 2 2m(g - a) 0,5 t= = 0,283 s ka b. Viết phương trình at 2 Quãng đường vật đi được cho đến khi rời giá là S = = 0,08 m 2 Tọa độ ban đầu của vật là: x0 = 0,08 - 0,1 = - 0,02 m = -2 cm Trang 1
Vận tốc của vật khi rời giá là: v0 = at = 40 2 cm/s 2 v0 0,5 Biên độ của dao động: A x2 0 2 = 6 cm Tại t = 0 thì 6cos = -2 và v 0 suy ra = -1,91 rad Phương trình dao động: x = 6cos(10t - 1,91) (cm) 0,5 Câu a. Tính tốc độ truyền sóng: 3 d1 d 2 Tại M sóng có biên độ cực nên: d1 – d2 = k (3 đ) k 0,5 - Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác k 3 Từ đó 1,5cm , vận tốc truyền sóng: v = f = 30 cm/s 0,5 b. Tìm vị trí điểm N 2 d Giả sử u1 u2 a cos t , phương trình sóng tại N: u N 2a cos t 0,5 2 d Độ lệch pha giữa phương trình sóng tại N và tại nguồn: Để dao động tại N ngược pha với dao động tại nguồn thì 2 d (2k 1) d 2k 1 2 Do d a/2 2k 1 a/2 k 2,16. Để dmin thì k=3. 2 2 0,5 2 a dmin= xmin xmin 3,4cm 2 c. Xác định Lmax Để tại C có cực đại giao thoa thì: L2 a 2 L k . ; k =1, 2, 3... và a = S1S2 Khi L càng lớn đường CS1 cắt các cực đại giao thoa có bậc càng nhỏ (k càng bé), vậy ứng với giá trị lớn nhất của L để tại C có cực đại là k =1 0,5 Thay các giá trị đã cho vào biểu thức trên ta nhận được: L2 max 64 Lmax 1,5 Lmax 20,6cm 0,5 Câu a. Tính L và C0 4 Bước sóng của sóng điện từ mà mạch chọn sóng thu được: 2 c LC (3 đ) 2 c L(C 0 C1 ) 10m ; 2 c L(C 0 C 2 ) 30m 0,5 1 2 2 1 C0 10 1 0,5 2 C0 = 20pF 2 C0 250 9 2 L 2 2 1 9,4.10 7 ( H ) 0,5 4 c (C0 C) b. Góc xoay của bản tụ. Vì điện dung của tụ là hàm bậc nhất của góc xoay Cx = a + b Khi = 00: C1 = 0 + b b = C1 = 10pF Trang 2
Khi = 1200: C2 = 10 + a.120 a = 2 pF/độ Vậy: Cx = 2a + 10 (pF) (1) 0,5 Để thu được sóng có bước sóng 3 thì: 3 2 c L(C 0 C x ) 2 C0 C1 1 1 2 Cx = 100 pF 0,5 3 C0 C x 4 Thay vào (1): 2 + 10 = 100 = 450 0,5 Câu a. Xác định giá trị R ; L ;C 5 Vẽ giãn đồ véc tơ đúng 0,5 (3 đ) R = UR/I = U2cos600 / I = 40Ω 0,5 ZC = UC/I = U2cos300 /I = 40 3 Ω C 4,59.10 5 F 0,5 ZL = UL/I = U1sin300/I = 20 3 Ω L 0,11H 0,5 b. Xác định U0 và viết biểu thức i    Từ GĐVT : U = U 1 + U C . Áp dụng định lý hàm số cosin ta được : 0,5 U2 = U12 + UC2 + 2U1.UC. cos1200 Thay số và tính toán ta được: U = 120V => U0 = 120 2 (V) 0,5 Lập luận để = - /6 i = 6 cos(100 t + /6) (A) Câu Đặt U, U1, ΔU , I1, P là điện áp nguồn, điện áp ở tải tiêu thụ, độ giảm điện áp 1 6 trên đường dây, dòng điện hiệu dụng và công suất hao phí trên đường dây lúc đầu. (2 đ) U’, U2, ΔU' , I2, P2 là điện áp nguồn, điện áp ở tải tiêu thụ, độ giảm điện áp trên đường dây, dòng điện hiệu dụng và công suất hao phí trên đường dây lúc sau. 2 P2 I2 1 I2 1 U' 1 0,5 Ta có: P1 I1 100 I1 10 U 10 0,15U1 Theo đề ra: ΔU = 0,15.U1 U' (1) 10 Vì u và i cùng pha và công suất nơi tiêu thụ nhận được không đổi nên: U2 I U1.I1 = U2 .I2 = 1 = 10 U2 = 10U1 (2) 0,5 U1 I2 (1) và (2): 0,5 Trang 3
U = U1 + ΔU = (0,15 + 1).U1 0,15.U1 0,15 U' = U 2 + ΔU' = 10.U1 + = (10 + ).U1 10 10 0,5 0,15 10+ U' 10 = 8,7 Do đó: = U 0,15+1 Câu a. Tính 0 7 hc hc mv1 2 0,5 (3 đ) (1) 1 2 0 2 2 hc hc mv2 mv1 hc (Vì 4 2 1 ) (2) 2 0 2 0 2 1 4 1 Từ (1) và (2): 0 3 1 3 2 0,5 Thay số 0 0,659 m 0,5 b. Tìm vận tốc quang e tại B. hc hc 0,5 Khi chỉ chiếu 1 thì: Wđ1 = WđA = 1 0 hc hc Theo định lí động năng: WđB - WđA = eUAB WđB = + eUAB 0,5 1 0 2 hc hc vB ( eU AB ) 1,086.106 m / s m 1 0 0,5 Câu Góc lệch cực đại nhận được ứng với tia sáng đến mép thấu kính. 8 -Do điểm S nằm bên ngoài tiêu điểm F của thấu kính nên cho ảnh thật S’ ở bên kia (1 đ) thầu kính.(hình vẽ) - Gọi là góc lệch của tia tới và tia ló, là góc hợp bởi tia ló và trục chính 0,5 Từ hình vẽ ta có: = + Theo giả thiết thì d, d’ >> r, khi đó tan = r/d ; tan = r/d’ 1 1 r 1 - Suy ra : = + = r/d + r/d’ = r ' = = rad = 2,90 0,5 d d f 20 Lưu ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa ------------------- HẾT ------------------- Trang 4
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 CHUYÊN - NĂM HỌC 2008 - 2009 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi : VẬT LÍ Thời gian làm bài : 180 phút ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Bài 1: (3 điểm) v Một quả nặng nhỏ khối lượng m, nằm trên mặt nằm ngang, được gắn với một lò xo nhẹ có độ cứng k. Đầu tự do của lò xo bắt đầu  được nâng lên thẳng đứng với vận tốc v không đổi như hình vẽ. Xác định độ giãn cực đại của lò xo. Bài 2: (3,5 điểm) Trên hình vẽ biểu diễn một chu trình biến đổi trạng thái của n p mol khí lý tưởng. Chu trình bao gồm hai đoạn thẳng biểu diễn sự 1 2 phụ thuộc của áp suất p vào thể tích V và một đường đẳng áp. Trên đường đẳng áp 1-2, sau khi thực hiện một công A thì nhiệt độ của nó 3 tăng 4 lần. Nhiệt độ ở các trạng thái 1 và 3 bằng nhau. Các điểm 2 V và 3 nằm trên đường thẳng đi qua gốc tọa độ. Hãy xác định nhiệt độ của khí ở trạng thái 1 và công mà khí thực hiện trong chu trình. Bài 3: ( 3,5 điểm) L Một xe trượt dài L = 4 m, khối lượng phân bố đều theo chiều  dài, đang chuyển động với vận tốc v 0 trên mặt băng nằm ngang thì gặp một dải đường nhám có chiều rộng l = 2m vuông góc với phương chuyển động. Xe dừng lại sau khi đã đi được một quãng đường S = 3m, như trên hình vẽ. Lấy g = 10 m/s 2. l a, Tính hệ số ma sát giữa bề mặt xe trượt với dải đường nhám. S b, Tính thời giam hãm của xe. Bài 4: (3,5 điểm) Cho hệ hai thấu kính L1 và L2 đặt đồng trục cách nhau l = 30 cm, có tiêu cự lần lượt là f1 = 6 cm và f2 = - 3 cm. Một vật sáng AB = 1 cm đặt vuông góc với trục chính, cách thấu kính L1 một khoảng d1, cho ảnh A’B’ tạo bởi hệ. a, Cho d1 = 15 cm. Xác định vị trí, tính chất, và chiều cao của ảnh A’B’. b, Xác định d1 để khi hoán vị hai thấu kính, vị trí của ảnh A’B’ không đổi. Bài 5: (3 điểm) Một vòng dây tròn phẳng tâm O bán kính R, mang điện tích Q>0 được phân bố đều trên vòng dây. Trang 1
a, Xác định cường độ điện trường do điện tích trên dây gây ra tại điểm A trên trục xx’ (xx’đi qua tâm O và vuông góc với mặt phẳng vòng dây) cách O một đoạn OA = x. b, Tại tâm O, đặt một điện tích điểm –q. Ta kích thích để điện tích –q lệch khỏi O một đoạn nhỏ dọc theo trục xx’. Chứng tỏ điện tích –q dao động điều hòa và tìm chu kì của dao động đó. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và ma sát với môi trường. (xem tiếp trang sau) Bài 6: (3,5 điểm) Cho đoạn mạch RLC không phân nhánh, cuộn dây L thuần cảm, điện trở của ampe kế rất nhỏ. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U AB = 150 V không đổi vào hai đầu đoạn mạch, thì thấy hệ số công suất của đoạn mạch AN bằng 0,6 và hệ số công suất của đoạn mạch AB bằng 0,8. R L C A a,Tính các điện áp hiệu dụng UR, UL và UC, biết đoạn A N B mạch có tính dung kháng. b, Khi tần số dòng điện bằng 100 Hz thì thấy điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha /2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn NB và số chỉ của ampe kế là 2,5A. Tính các giá trị của R, L, C. ------------------------- Hết ---------------------------- Trang 2
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2007-2008 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ LỚP 12 THPT- BẢNG A Bài 1. (4đ) Khi thanh MN chuyển động thỡ dũng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều MN. 0.25đ Cường độ dũng điện cảm ứng này bằng: E Bvl I  . R R 0.5đ Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn: B 2l 2 v Ft  BIl  . R 0.5đ Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ. 0.25đ Vỡ vậy cụng suất cơ học (công của lực kéo) được xác định: B 2l 2 v 2 P  Fv  Ft v  . R 0.25đ Thay các giá trị đó cho nhận được: P  0,5W . 0.25đ Cụng suất tỏa nhiệt trờn thanh MN: 2 B 2l 2 v 2 Pn  I R  . R 0.25đ Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công cơ học sinh ra được chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên động năng không tăng), điều đó phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng. 0.25đ b) Sau khi ngừng tỏc dụng lực, thanh chỉ cũn chịu tỏc dụng của lực từ. Độ lớn trung bỡnh của lực này là: F B 2l 2 v F t  . 2 2R 0.5đ Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thỡ cụng của lực từ này là: B 2l 2 v A  FS  S. 2R 0.25đ
Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là: 1 Wđ  mv 2 . 2 0.25đ Theo định luật bảo toàn năng lượng thỡ đến khi thanh dừng lại thỡ toàn bộ động năng này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên: 1 2 B 2l 2 v mv  S. 2 2R 0.25đ Từ đó suy ra: mvR S  2 2  0,08( m)  8cm. B l 0.25đ Bài 2(4đ) a) Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lũ xo, gốc tọa độ trùng vào vị trí cân bằng của vật sau khi đó cú lực F tác dụng như hỡnh 1. Khi đó, vị trí ban đầu của vật có tọa độ là x0. Tại vị trớ cõn bằng, lũ xo bị biến dạng một lượng x0 và: F F   kx0  x0   . k F k m 0.25đ Tại tọa độ x bõt kỳ thỡ độ biến dạng của lũ xo là (x–x0), x O nờn hợp lực tỏc dụng lờn vật là: Hỡnh 0  k ( x  x0 )  F  ma. 0.5đ Thay biểu thức của x0 vào, ta nhận được:  F  k  x    F  ma   kx  ma  x" 2 x  0.  k 0.25đ Trong đó   k m . Nghiệm của phương trỡnh này là: x  A sin(t   ). 0.25đ m Như vậy vật dao động điều hũa với chu kỳ T  2 . Thời gian kể từ khi tỏc dụng lực F k lên vật đến khi vật dừng lại lần thứ nhất (tại ly độ cực đại phía bên phải) rừ ràng là bằng 1/2 chu kỳ dao động, vật thời gian đó là: T m t   . 2 k 0.5đ Khi t=0 thỡ: