Đáp án đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh Vật lí 12 Năm học 20102011 Sở GD ĐT Bắc Ninh13556

Sở giáo duc- Đào tạo Bắc ninh Kỳ thi học sinh giỏi THPT cấp tỉnh Năm học 2010- 2011 Môn: Vt lý Lp 12 Đáp án - Biểu điểm chấm Bài Lời giải chi tiết a Viết phương trình dao động: Điểm - Gọi v vận tốc hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo tồn động lượng ta 0,5 có: mv = ( M + m)v  v = 0,4 m/s = 40 cm/s - Phương trình dao động hệ hai vật: 0,5  x  A cos(t   )  v   A sin(t   ) Chọn gốc thời gian, trục tọa độ giả thiết, t = ta có:  x  A cos   0(cm)  v   A sin   40(cm / s ) = 0,5 (1) 100 k   20 rad/s 0,25 M m (2) Từ (1) (2) ta tìm A = cm,  = /2 0,5 - Phương trình dao động: x = 2cos(20t + /2)(cm) b Xác định thời gian ngắn nhất: 0,5 0,5 - Lực tác dụng vào mối hàn lực kéo hệ vật (M + m) dao động với x > - Lực tác dụng vào mối hàn lực đàn hồi y lị xo F đ = k x = kx 0,5 - Mối hàn bật F đ  1N  kx  1N  x  0,01m = cm - Thời gian ngắn từ lò xo bị nén cực đại mối hàn bị bật thời gian vật chuyển động x’ -2 B O P x 0,5  N từ B đến P ( x P = cm) Sử dụng hình chiếu chuyển động tròn ta xác định được: t = T/3 = /30 (s) - Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p = 2, Khi n2  1500 (vịng/phút) tần số dịng điện: n p 1500.2 f2    50 Hz  2  2 f  314 (rad/s) 60 60 - Vì bỏ qua điện trở máy nên: U  E2  200V U - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: I   U 2C2  200.105.314  0, 628A ZC - Với vận tốc quay rơto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định cách ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,25 tổng quát : U  E  NBS 0,5 (vì điện trở 0) - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ : I  np U NBSC  UC   Với   2 f  2 60 ZC NBSC  2 np  NBSC 4 p  n  K n   60  3600  2 NBSC 4 p - Với K  số  I  K n 3600 đường biểu diễn phụ thuốc I với n - tốc độ quay rơ to, có dạng nhánh parabol có bề lõm hướng lên chiều dương toạ độ - Với n  : I = - Với n1  150 v/ph : I1  K (150) 2 - Suy I  0,5 I 0,5 0,5 n2  1500 v/ph: I  K (1500)  0, 628 A I  150  I    I1   0, 00628 A   I  1500  100 100 - Đồ thị I = K n nhánh parabol có dạng hình vẽ a) - Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vịng trịn đồng tâm cách bước sóng Vậy :   2,5 cm  v   f = 100cm/s b) – Năng lượng sóng phân bố mặt sóng, nên theo phương truyền sóng, xa O, lượng sóng giảm Gọi dA bán kính mặt sóng A, d bán kính mặt sóng M , W lượng sóng cung cấp nguồn O 1s, đơn vị dài mặt sóng W nhận lượng W0  2 d - Nếu a biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, W0 : a2 hay W0 = ka2 W W W K ; đặt K  suy ka   a2  a  2 k 2 d 2 k d d K - Với d  d A  0,1 cm a A  cm, ta có : 32  dM 0,1 M O d A A K - tương tự M cách O khoảng d a  dM - Kết hợp lại ta có: 0,95 0,1 0,1 a cm  (cm) (biên độ sóng M) a3    dM dM dM 3 a) - Vẽ hình : Lăng kính nêm: D = A(n – 1), đáy mỏng nên B I gần - S ,S nguồn kết hợp (ảo), từ hình vẽ S S = a, ta có : a = S1S = 2d tanD  2d(n – 1)A (góc nhỏ: tanD  D( rad) ) a 1,8.103 Thay số  d =   0, m = 40 cm 2(n  1) A 2(1,5  1).15.3.104 b) - Khoảng cách D  d + d/  i  D  (d  d ' )  a a - Bề rộng miền giao thoa L, từ hình vẽ có : ThuVienDeThi.com 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,75 1,0 0,5 0,5 0,25 L d' d'  La a d d theo đầu L = 10i d  d'  a 1 10 d 0,   0, 645 m = 64,5 cm (1,8.103 ) 1 10.0,5.106.0, d' 0, 645  2,9.103 m = 2,9 mm, mà L = 10i  i  0, 29mm - L = a  1,8.103 d 0, c) - Ánh sáng tử ngoại gần xạ không trông thấy gây tượng giao thoa Để quan sát tượng đó, người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh kết vân sáng ứng với vạch tối ảnh - Với 15 vạch tối đếm được, ta có 14 khoảng vân i Vì a D không đổi, chiết suất n coi khơng đổi, nên ta có: 10  14 '   '  0,357  m a) Ta có E  (mU  mn  mMo  mLa  2mn )c  (234,99  94,88  138,87  1, 01) 931MeV c c2 = 214,13 MeV = 214,13 1,6.10 – 13 = 342,608.10 – 13 J  3,43.10 – 11 J m b) - Trong 1g U235 có số hạt U235 : N  N A  6, 023.1023 hạt 235 A - Năng lượng toả 1g U235 phân hạch hết : E  N E  6, 023.1023.3, 43.1011  8, 79.1010 J 235 8, 79.1010 - Lượng lượng K (kWh) : K   2, 44.104 3, 6.10 - Lượng than cần đốt để thu lượng lượng kể : E 8, 79.1010 m   3.103 kg q 2,93.107 c) - Sự cố số lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima thảm hoạ động đất sóng thần dấy lên mối lo ngại chung rị rỉ phóng xạ Tuy nhiên điều đáng lo ngại có liên quan đến tượng phân hạch hạt nhân không hạ nhiệt độ lị nhiên liệu có chứa U235 làm giàu tan chảy khối tan chảy nhập với đến vượt khối lượng tới hạn điều kiện để phản ứng phân hạch dây truyền xảy mức vượt hạn (s > 1) - Khối lượng tới hạn phụ thuộc vào tỉ lệ U235 làm giàu Nhưng tỉ lệ U235 làm giàu dùng làm nhiên liệu lò phản ứng thường không cao, nên để vượt khối lượng tới hạn mà gây nên phản ứng vượt hạn không dễ xảy Chọn mốc O uur ur F - Bảo tồn cho vị trí ban đầu vị trí nằm ngang : F y an G I0 L g sin  uu r mg sin       (1) Fx 2 L O at - Phương trình chuyển động quay quanh O qua vị trí nằm ngang: ur P L mL2 3g    M P  I 0  mg  (2) 2L L g sin  L g sin   (3) - Gia tốc pháp tuyến khối tâm thanh: an    2 L 0,5 0,25 0,5 0,5 1,0 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 ThuVienDeThi.com L 3g L 3g   (4) 2L 3g sin  - Lực tác dụng lên theo Ox là: Fx  man  m 3mg mg  mg    tức Fy hướng - Lực tác dụng lên theo Oy là: Fy  mat  mg  4 lên - Vậy lực tác dụng lên trục quay là: F  Fx  F y - Gia tốc tiếp tuyến khối tâm thanh: at   Hay độ lớn: F  F x F y  mg sin   16 Fy mg - Góc hợp lực F với phương ngang: tan     Fx 3mg sin  6sin  - Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa Thiếu đơn vị lần trừ 0,25 điểm, tồn thiếu sai đơn vị trừ khơng q điểm Điểm thi tổng điểm câu khơng làm trịn ThuVienDeThi.com 0,25 0,25 0,5 0,5 ... sin  6sin  - Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa Thi? ??u đơn vị lần trừ 0,25 điểm, toàn thi? ??u sai đơn vị trừ không điểm Điểm thi tổng điểm câu khơng làm trịn ThuVienDeThi.com 0,25... d 0, c) - Ánh sáng tử ngoại gần xạ không trông thấy gây tượng giao thoa Để quan sát tượng đó, người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh kết vân sáng ứng với... sóng, nên theo phương truyền sóng, xa O, lượng sóng giảm Gọi dA bán kính mặt sóng A, d bán kính mặt sóng M , W lượng sóng cung cấp nguồn O 1s, đơn vị dài mặt sóng W nhận lượng W0  2 d - Nếu