7 đề THI HSG CAP TINH CO DAP AN

UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 – 2011 MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 12 - THPT Thời gian làm : 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 22/03/ 2011 *** Bài (4 điểm) Cho hệ hình vẽ, lị xo lý tưởng có độ cứng k = 100(N/m) gắn chặt vào tường Q, vật M = 200 (g) gắn với lò xo mối nối hàn Vật M vị trí cân bằng, vật m = 50(g) chuyển động theo phương ngang với tốc độ v = (m/s) tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hịa Bỏ qua ma sát vật M với mặt phẳng ngang a) Viết phương trình dao động hệ vật Chọn trục tọa độ hình vẽ, gốc O vị trí cân bằng, gốc thời gian t = lúc xảy va chạm b) Sau thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, thời điểm t hệ vật vị trí lực nén lị xo vào Q cực đại Sau khoảng thời gian ngắn (tính từ thời điểm t) mối hàn bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn chịu lực nén tùy ý chịu lực kéo tối đa 1(N) Bài (3điểm) Một máy phát điện pha mà rơ to có cực từ quay với tốc độ n vòng/phút Hai cực máy mắc với tụ điện có điện dung C = 10  F Cho điện trở máy không đáng kể Hãy vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay rô to, tốc độ quay rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vịng/phút suất điện động hiệu dụng tương ứng 200 V Bài (3 điểm) Nhờ nguồn dao động, người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 40 Hz a) Trên mặt nước xuất sóng trịn đồng tâm O, đỉnh sóng cách 2,5 cm Tính tốc độ truyền sóng ngang mặt nước b) Tại điểm A cách O 0,1cm biên độ sóng cm Hãy tìm biên độ sóng điểm M theo khoảng cách d = OM, cho biết lượng sóng khơng dần ma sát trình lan truyền, phân bố mặt sóng trịn Bài (4 điểm) Cho lưỡng lăng kính dạng nêm, đáy mỏng, góc chiết quang 15 / , làm thuỷ tinh coi suốt với ánh sáng dùng làm thí nghiệm, có chiết suất n = 1,5 coi không đổi với ánh sáng dùng thí nghiệm Phía trước lăng kính có đặt khe sáng hẹp S (đơn sắc) đường thẳng qua đáy trùng với đáy chung a) Tìm khoảng cách d khe S lưỡng lăng kính để hai ảnh S S2 S qua lưỡng lăng kính cách khoảng a = 1,8 mm Lấy 1/ = 3.10 – rad b) Tại vùng giao thoa màn, người ta đếm 11 vân sáng Xác định khoảng cách từ lưỡng lăng kính đến màn, suy bề rộng vùng giao thoa khoảng vân i Biết bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm   0,5 m c) Thay khe sáng khe sáng tử ngoại gần Để quan sát hình ảnh giao thoa người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng thông thường chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh đếm 15 vạch tối tồn miền giao thoa Giải thích tượng hình ảnh quan sát được, tính bước sóng ánh sáng tử ngoại nói Bài (3 điểm) Một kiểu phân hạch U235 : loại, La kim loại lan tan họ đất hiếm) U  01n  235 92 95 42 Mo  139 57 La  n  1 e (Mo kim a) Tính lượng E toả từ phản ứng theo đơn vị Jun (J) Cho biết khối lượng hạt : mU = 234,99u ; mMo= 94,88u ; mLa = 138,87u ; mn = 1,01u ; bỏ qua khối lượng electron ; lấy 1u = 931 MeV/c2 b) Nếu coi giá trị E tìm lượng trung bình cho phân hạch 1g U235 phân hạch hết cho lượng kWh Cần phải đốt lượng than để lượng lượng đó, biết suất toả 1 nhiệt than q = 2,93.107 J/kg Lấy số Avôgađrô N A  6, 023.10 mol c) Trong cố lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima (Nhật Bản) động đất sóng thần, người ta lo ngại tượng xảy ? (hiện tượng có liên quan đến kiến thức em học phản ứng phân hạch hạt nhân dây truyền) Hiện tượng xảy khơng ? Bài (3 điểm) Cho đồng chất chiều dài L, khối lượng m Thanh quay khơng ma sát quanh trục nằm ngang, vng góc với α qua đầu O Ban đầu giữ vị O trí hợp với phương ngang góc  hình vẽ, sau bng nhẹ cho quay quanh O Lấy gia tốc trọng trường g Hãy xác định véc tơ lực trục quay tác dụng lên thanh qua vị trí nằm ngang 23 ………………… Hết ………………… (Đề thi gồm 02 trang) Sở giáo duc- Đào tạo Kỳ thi học sinh giỏi THPT cấp tỉnh Bắc ninh Năm học 2010- 2011 Môn: Vt lý Lp 12 Đáp án - Biểu điểm chÊm Bài a Viết phương trình dao động: Lời giải chi tiết Điểm - Gọi v vận tốc hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo tồn động 0,5 lượng ta có: mv = ( M + m)v  v = 0,4 m/s = 40 cm/s 0,5 - Phương trình dao động hệ hai vật: Chọn gốc thời gian, trục tọa độ giả thiết, t = ta có: (1)  = rad/s (2) 0,5 Từ (1) (2) ta tìm A = cm,  = /2 - Phương trình dao động: x = 2cos(20t + /2)(cm) b Xác định thời gian ngắn nhất: - Lực tác dụng vào mối hàn lực kéo hệ vật (M + m) dao động với x > 0,5 - Lực tác dụng vào mối hàn lực đàn hồi lò xo Fđ = k= kx - Mối hàn bật F đ 1N  kx  1N 0,5 0,5  x  0,01m = cm - Thời gian ngắn từ lò xo bị nén cực đại mối hàn bị bật thời gian vật chuyển động từ B đến P ( x P = cm) Sử dụng hình chiếu 0,5 chuyển động tròn ta xác định được: t = T/3 = /30 (s) 0,5 0,25 - Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p = 2, Khi n2  1500 (vịng/phút) tần số dòng n p 1500.2 f2    50 Hz  2  2 f  314 (rad/s) 60 60 điện: 0,25 - Vì bỏ qua điện trở máy nên: U  E2  200V 0,25 U2 I2   U 2C2 ZC  200.105.314  0, 628A - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: 0,5 - Với vận tốc quay rơto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định NBS U E cách tổng quát : (vì điện trở 0) I U NBSC  UC   ZC Với - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ : np   2 f  2 60 NBSC  2 np  NBSC 4 p 2 I   n  K n  60  3600  - Suy NBSC 4 p K 3600 - Với số  I  K n 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) n2  1500 v/ph: I  K (1500)  0, 628 A 0,5 0,5 0,5 0,25 I1  150  I   I1   0, 00628   I  1500  100 100 A K n - Đồ thị I = 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, W W0  2 d đơn vị dài mặt sóng nhận lượng - Nếu a biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, W0 : a2 hay W W W K ka   a2  K a2  2 d 2 k d ; đặt 2 k d W0 = ka suy K 32  0,1 - Với d  d A  0,1 cm a A  cm, ta có : K a2  dM - tương tự M cách O khoảng d - Kết hợp lại ta có: 0,95 0,1 0,1 a a3    dM dM dM 3 cm  (cm) (biên độ sóng M) 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 = S1S2 = 2d tanD  2d(n – 1)A (góc nhỏ: tanD  D( rad) ) a 1,8.103   0, 4 Thay số  d = 2(n  1) A 2(1,5  1).15.3.10 m = 40 cm 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,75 1,0 0,5 0,5  D  (d  d ' )  a a b) - Khoảng cách D  d + d/  - Bề rộng miền giao thoa L, từ hình vẽ có : L d' d'  La a d d theo đầu L = 10i d  d'  a 1 10 d 0,   0,645 (1,8.103 ) 1 10.0,5.106.0, m = 64,5 cm d' 0, 645 a  1,8.103  2,9.103 d 0, -L= m = 2,9 mm, mà L = 10i  i  0, 29mm 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 0,25 a) Ta có 1,0 i 931MeV E  ( mU  mn  mMo  mLa  2mn )c  (234,99  94,88  138,87  1, 01) c c2 = 214,13 MeV = 214,13 1,6.10 – 13 = 342,608.10 – 13 J  3,43.10 – 11 J m N  NA  6, 023.10 23 A 235 b) - Trong 1g U235 có số hạt U235 : hạt - Năng lượng toả 1g U235 phân hạch hết : E  N E  6, 023.1023.3, 43.10 11  8, 79.1010 235 J K 8, 79.1010  2, 44.10 3, 6.10 - Lượng lượng K (kWh) : - Lượng than cần đốt để thu lượng lượng kể : E 8, 79.1010 m   3.103 q 2,93.107 kg 0,5 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 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 khơng hạ nhiệt độ lị nhiên liệu có chứa U235 làm giàu tan chảy khối tan chảy nhập với đến 0,5 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 lị phản ứng thường khơng cao, nên để vượt khối lượng tới hạn mà gây nên phản ứng vượt hạn không dễ xảy Chọn mốc O - Bảo toàn cho vị trí ban đầu vị trí nằm ngang : 0,5 G O I L 3g sin  mg sin       (1) 2 L ĐỀ CHÍNH -THỨC Phương trình chuyển động quay quanh O qua vị trí nằm ngang: M P  I 0  mg L mL2 3g     (2) 2L 0,5 0,25 L 3g sin  L 3g sin    (3) L 2 - Gia tốc pháp tuyến khối tâm thanh: L 3g L 3g at     (4) 2L - Gia tốc tiếp tuyến khối tâm thanh: - Lực tác dụng lên theo Ox là: - Lực tác dụng lên theo Oy là: tức Fy hướng lên - Vậy lực tác dụng lên trục quay là: Hay độ lớn: Fy mg tan     Fx 3mg sin  6sin  - Góc hợp lực F với phương ngang: an   0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 - Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa Thiếu đơn vị lần trừ 0,25 điểm, toàn thiếu sai đơn vị trừ không điểm Điểm thi tổng điểm câu khơng làm trịn UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2012 – 2013 MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 12 – THPT Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi 29 tháng năm 2013 ================ Câu (4,0 điểm) Tại hai điểm A B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động phương với phương trình u A = 5cos4t uB = 5cos(4t + 0,5); u tính cm, t tính s Tốc độ lan truyền sóng mặt chất lỏng v  40cm / s Coi biên độ sóng truyền khơng giảm a) Thiết lập phương trình sóng điểm M mặt chất lỏng cách A, B khoảng d1, d2 b) Tìm điều kiện hiệu khoảng cách d = d2 - d1 để M dao động với biên độ cực đại c) Cho AB = 70cm, xác định vị trí điểm N trung trực AB, gần trung điểm O AB mà N dao động pha với O d) Trên đường trịn tâm O đường kính AB có điểm dao động với biên độ cực đại? Câu (5,0 điểm) Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 30 Hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng thay đổi với tăng khoảng cách x tính từ đỉnh mặt phẳng nghiêng theo quy luật μ = 0,1x Vật dừng lại trước đến chân mặt phẳng nghiêng Lấy g = 10 m/s2 Tính thời gian kể từ lúc trượt vật dừng lại? Một vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu lị xo nhẹ có độ cứng k chiều dài tự nhiên ℓ0 hình vẽ Vật trượt khơng k m ma sát ngang Cho ngang quay Q quanh trục thẳng đứng qua đầu lại lị xo ℓ với tốc độ góc ω khơng đổi Xét hệ quy chiếu gắn với thanh: a) Tính chiều dài lò xo vật nằm cân (với ω < k/m) b) Đưa vật khỏi vị trí cân để lị xo dãn thêm đoạn x thả nhẹ Chứng tỏ vật dao động điều hịa viết phương trình dao động Câu (4,0 điểm) Trên mặt phẳng nghiêng góc α có hộp nhỏ A khối lượng m hình trụ trịn rỗng B khối lượng m (có mơ men quán tính I  m2 r , với r bán kính) Hai vật bắt đầu chuyển động xuống phía Hộp trượt với hệ số ma sát  , cịn hình trụ lăn khơng trượt a) Tìm góc nghiêng α để chuyển động hai vật luôn cách khoảng không đổi b) Để có chuyển động hệ số ma sát hình trụ mặt phẳng nghiêng phải thỏa mãn điều kiện gì? Câu (3,0 điểm) Mạch chọn sóng LC có C tụ phẳng khơng khí, hai tụ có hình chữ nhật cách d = cm, thu sóng có bước sóng  = 100 m Đưa từ từ vào khoảng hai tụ điện điện môi dày l = cm, có số điện mơi ε = song song với hai tụ Đến điện môi chiếm nửa khoảng không gian hai tụ mạch thu sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu? Câu (4,0 điểm) Một mạch điện xoay chiều gồm hai hộp kín X Y ghép nối tiếp (trong hai hộp kín hộp chứa ba phần tử R, L C) Đặt vào hai đầu mạch điện áp không đổi 12 (V) điện áp hai đầu hộp Y 12(V) Khi đặt vào hai đầu mạch   u  100 2cos 100 t  (V ) 3  điện áp xoay chiều điện áp hai đầu hộp X   u X  50 6cos  100 t  (V ) 6  cường độ dòng điện mạch   i  2cos 100 t  ( A) 6  Trong X, Y chứa phần tử nào? Tìm giá trị Cuộn sơ cấp máy biến áp có N = 1000 vịng, thứ cấp có N2 = 2000 vòng Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U = 110V điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở U2 = 126V Tìm tỉ số điện trở cảm kháng cuộn sơ cấp Hết -(Đề thi gồm 02 trang) KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT CẤP TỈNH ĐÁP ÁN MÔN THI: VẬT LÝ Câu (4,0 điểm) Tại hai điểm A B mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động phương với phương trình u A = 5cos4t uB = 5cos(4t + 0,5); u tính cm, t tính s Tốc độ lan truyền sóng mặt chất lỏng v  40cm / s Coi biên độ sóng truyền khơng giảm a) Thiết lập phương trình sóng điểm M mặt chất lỏng cách A, B khoảng d 1, d2 b) Tìm điều kiện hiệu khoảng cách d = d2 - d1 để M dao động với biên độ cực đại c) Cho AB = 70cm, xác định vị trí điểm N trung trực AB, gần trung điểm O AB mà N dao động pha với O d) Trên đường trịn tâm O đường kính AB có điểm dao động với biên độ cực đại? TT Câu Ý a Nội dung giải điểm Điểm Phương trình sóng A truyền tới M: d1 u1 = 5cos[4(t - v )] = 5cos(4t - 0,1d1) Phương trình sóng B truyền tới M: d2 u2 = 5cos[4(t - v ) + 0,5] = 5cos(4t - 0,1d2 + 0,5) 0,5 Phương trình dao động M: uM = u1 + u2 = 5[cos(4t - 0,1d1) + cos(4t - 0,1d2 + 0,5)] = 10cos[0,05(d2 - d1) - 0,25]cos[4t - 0,05(d2 + d1) + 0,25] b Phương trình dao động M: uM = 10cos[0,05(d2 - d1) - 0,25]cos[4t - 0,05(d2 + d1) + 0,25] để M dao động với biên độ cực đại thì: cos[0, 05  d  d1   0, 25 ] 0,5 0,5 =1  0, 05(d  d1 )  0, 25 = k  d = d2 - d1 = 20k + (cm) với k = 0,  1,  0,5 c Gọi dO, dN khoảng cách từ O, N đến A Phương trình dao động O: uO = 10cos(- 0,25)cos(4t - 0,1dO + 0,25) = cos(4t - 0,1dO + 0,25) Phương trình dao động N: uN = cos(4t - 0,1dN + 0,25) Độ lệch pha:  = 0,1(dN - dO) 0,5 N pha O nên  = 0,1(dN - dO) = n2  dN - dO = 20.n (n = 1, 2, ) N gần O ứng với n =  dN = dO + 20 = 55cm ON = d 2N  d O2  42,4cm 0,5 (Do tính đối xứng có điểm N thỏa mãn) d Giả sử M điểm cực đại thuộc AB: d2 - d1 = 20k + (cm) d2 + d1 = AB = 70cm  d2 = 10k + 37,5 (cm) < d2 < AB  < 10k + 37,5 < 70  - 3,75 < k < 3,25 0,5 k nguyên  k = 0,  1,  2, 3 Vậy AB có điểm dao động với biên độ cực đại  Trên đường trịn (O; AB/2) có 14 điểm dao động với biên độ cực đại 0,5 Câu (5,0 điểm) Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 30 Hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng thay đổi với tăng khoảng cách x tính từ đỉnh mặt phẳng nghiêng theo quy luật μ = 0,1x Vật dừng lại trước đến chân mặt phẳng nghiêng Lấy g = 10 m/s2 Tính thời gian kể từ lúc trượt vật dừng lại? Một vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu lị xo nhẹ có độ cứng k chiều dài tự nhiên ℓ0 hình vẽ Vật trượt khơng ma sát ngang k Cho ngang quay quanh trục thẳng đứng qua đầu lại m Q lò xo với tốc độ góc ω khơng đổi Xét hệ quy chiếu gắn với ℓ thanh: a) Tính chiều dài lò xo vật nằm cân (với ω < k/m) b) Đưa vật khỏi vị trí cân để lò xo dãn thêm đoạn x thả nhẹ Chứng tỏ vật dao động điều hòa viết phương trình dao động TT Câu Ý Nội dung giải điểm Điểm + Áp dụng định luật II Niutơn ta có: mgsinα - µmgcosα = ma 0,5 + Thay số ta : x’’ + x - = 0,5 10 10 x’’ + ( x - ) = Đặt X = x - 3 Ta có phương trình: X + X = 0,5 ’’ Phương trình có nghiệm  A cos    X=   t   A cos     (cm)  x =   10 t      (cm) 0,5 + Vậy, thời gian từ lúc trượt vật dừng lại:  t= a = 3,3759 (s) 0,5 Tính chiều dài lò xo: - Chọn hệ qui chiếu gắn với ngang (Hệ qui chiếu phi quán tính) Điều kiện cân m: r r Fdh  Fqt  → Fdh = Fqt ↔ k( l cb  l ) = m l cb 0,5 (1) 0,5 ↔ l cb = b 0,5 Chọn Ox có gốc O VTCB, chiều dương chiều dãn lò xo Gốc thời gian lúc thả vật Tại li độ x: - Theo định luật Niutơn ta có : r r Fdh  Fqt = m - Chiếu lên trục Ox, ta có : -k( l cb  l  x ) + m (l cb  x) = mx 0,5 k - ω2 m Kết hợp (1) → x + Ω x = (2) với = Phương trình (2) có nghiệm tổng qt : x = Acos(Ωt + ) ; v = - ΩAsin(Ωt + ) + Tại t = 0: x = x; v = → A = x ; = Biểu thức cường độ dòng điện qua cuộn cảm  i  q1'  30 2cos(2 2.10 t  )(mA) 0.5 0.5 Vậy cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm imax  30 2(mA) Bài Áp dụng cơng thức tính khoảng vân: i điể D  1, 2mm a Bề dày lăng kính vị trí tia sáng từ S1 S2 qua là: e1  AS1 tan   AS1. S1 + d1 0.25 C2 b S2 ax ab  a (n  1)  D d 0.25 ax'0 ab bD  a (n  1)    x0'   (n  1) D d d Vị trí vân trung tâm D Do x0’ = nên b = (n-1)αd = 0,5cm Vậy khe S phải dịch chuyển phía S2 đoạn 0,5cm c) Xét tia S’H có đường kéo dài gặp qua sát O1 bD OO1  d Ta có Góc lệch tia ló gặp quan sát O   ( n  1) O1O2  HO2   (n  1) D 0.25 0.25 0.25 d2 ’ O2 bD  OO  OO1  O1O2   (n  1) D d Suy Đối chiếu với kết câu b) ta thấy vân trung tâm O2 0.25 0.25 d1 ’ d 2'  d1'  0.25 S b) Giả sử khe S vị trí S’ S’S//S1S2 cách S đoạn (hình vẽ) Hiệu đường tia sáng tới điểm M bằng: + - ax  a ( n  1)   x0  ( n  1) D Suy D Thay số ta x0=-1cm Vậy vân trung tâm O’ dịch phía S2 đoạn 1cm so với O 0.25 A e2  AS2 tan   AS2  2h  a AS1  AH  S1H  2h  a AS2  AH  S2 H  Với Lăng kính làm đường tia sáng tăng thêm lượng (giống mặt song song) e(n1), với e bề dày lăng kính chỗ tia sáng qua Do hiệu đường tia sáng S1M S2M tới điểm M E là: ax d 2'  d1'   a (n  1) D ' ' Vân sáng trung tâm ứng với d  d1  O O’ d2 0.25 0.25 0.25 Bài điể - Vẽ sơ đồ mức lượng nguyên tử hidro - Từ sơ đồ ta thấy muốn cho vạch phát xạ ngun tử phải nhảy lên mức kích thích E3, electron phải có động Wđ lớn E3 – E1 bé E4 – E1: 13, En   n eV - Ta có: Wd  13,  1,5  12,1eV ; Wd < 13,6- 0,85 = 12,75 eV - Vậy ta phải có: 12,1 eV  Wđ < 12,75 eV - Các vạch có bước sóng   thuộc dãy Laiman, vạch có bước sóng  thuộc dãy Banme - Giá trị bước sóng là:  = 103 nm;  = 121 nm;  = 658 nm Chú ý: + Học sinh có cách giải khác cho điểm tối đa + Nếu thiếu đơn vị trừ 0.25 điểm khơng trừ q điểm cho tồn thi UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO A ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 – 2016 Môn thi: Vật lý - Lớp 12 Chuyên Thời gian làm : 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi : 24/03/ 2016 (Đề thi gồm 02 trang) -// - Câu (4.0 điểm) Cho hệ hình vẽ, lị xo lý tưởng có độ cứng k = 100 N/m S gắn chặt vào tường Q, vật M = 200 g gắn với lò xo nối hàn Vật M vị trí cân bằng, vật m = 50 g chuyển mối H động theo phương ngang với tốc độ v0 = m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hịa Bỏ qua ma sát vật M với mặt phẳng ngang a) Chọn trục tọa độ hình vẽ, gốc O vị trí cân bằng, gốc thời gian t = lúc xảy va chạm Viết phương trình dao động hệ vật b) Sau thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, thời điểm t hệ vật vị trí lực nén lị xo vào Q cực đại Sau khoảng thời gian ngắn (tính từ thời điểm t) mối hàn bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn chịu lực nén tùy ý chịu lực kéo tối đa N Câu (3.0 điểm) 0.5 0.5 0.5 0.5 Rô to máy phát điện xoay chiều pha có cực từ quay với tốc độ n vòng/phút Hai cực phần ứng máy mắc với tụ điện có điện dung C = 10  F Cho điện trở máy không đáng kể Hãy vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay rô to tốc độ quay rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vịng/phút suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát tương ứng 200 V Câu (3.0 điểm) Nhờ nguồn dao động, người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 40 Hz a) Trên mặt nước xuất gợn sóng trịn đồng tâm O, đỉnh sóng cách 2,5 cm Tính tốc độ truyền sóng ngang mặt nước b) Tại điểm A cách O 0,1m biên độ sóng cm Hãy tìm biên độ sóng điểm M theo khoảng cách d = OM, cho biết lượng sóng khơng dần q trình lan truyền, phân bố mặt sóng trịn Câu (4.0 điểm) Cho lưỡng lăng kính dạng nêm, đáy mỏng, góc chiết quang 15/, làm thuỷ tinh coi suốt với ánh sáng dùng làm thí nghiệm, có chiết suất n = 1,5 coi không đổi với ánh sáng dùng thí nghiệm Phía trước lăng kính có đặt khe sáng hẹp S chiếu ánh sáng đơn sắc đường thẳng qua đáy trùng với đáy chung a) Tìm khoảng cách d khe S lưỡng lăng kính để hai ảnh S S2 S qua lưỡng lăng kính cách khoảng a = 1,8 mm Lấy 1/ = 3.10 – rad b) Tại vùng giao thoa màn, người ta đếm 11 vân sáng Xác định khoảng cách từ lưỡng lăng kính đến màn, suy bề rộng vùng giao thoa khoảng vân i Biết bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm   0,5 m c) Thay ánh sáng đơn sắc xạ tử ngoại gần Để quan sát hình ảnh giao thoa người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng thông thường chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh đếm 15 vạch đen tồn miền giao thoa Giải thích tượng hình ảnh quan sát được, tính bước sóng ánh sáng tử ngoại nói Câu (3 điểm) Một kiểu phân hạch U235 là: U  01n  235 92 95 42 Mo  139 57 La  n  1 e (Mo kim loại, La kim loại Lantan họ đất hiếm) a) Tính lượng E toả từ phản ứng theo đơn vị Jun (J) Cho biết khối lượng hạt: mU = 234,99u; mMo= 94,88u; mLa = 138,87u; mn = 1,01u; bỏ qua khối lượng electron; lấy 1u = 931 MeV/c2 b) Nếu coi giá trị E tìm lượng trung bình cho phân hạch 1g U235 phân hạch hết cho lượng kWh? Cần phải đốt lượng than để lượng lượng đó? Biết suất toả nhiệt than 23 1 q = 2,93.107 J/kg Lấy số Avôgađrô N A  6,023.10 mol c) Trong cố lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima (Nhật Bản) động đất sóng thần, người ta lo ngại tượng xảy ra? (hiện tượng có liên quan đến kiến thức em học phản ứng phân hạch hạt nhân dây truyền) Hiện tượng xảy khơng? Câu (3 điểm) Cho đồng chất chiều dài L, khối lượng m Thanh quay khơng ma sát quanh trục nằm ngang, vng góc với qua đầu O Ban đầu giữ vị trí hợp với phương ngang góc  hình vẽ, sau bng nhẹ cho quay quanh O Lấy gia tốc trọng trường g Hãy xác định véc tơ lực trục quay tác dụng lên thanh qua vị trí nằm ngang ………………… Hết ………………… Đ Ề C H ÍN H T H Ứ C (Học sinh không sử dụng tài liệu Giám thị khơng giải thích thêm) UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 – 2016 Môn thi: Vật lý - Lớp 12 Chuyên Ngày thi : 24/03/ 2016 -// - Câu 4.0 đ Nội dung Điểm a Viết phương trình dao động: - Gọi v vận tốc hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo tồn động lượng ta có: mv0 = ( M + m)v  v = 0,4 m/s = 40 cm/s 0,5 đ - Phương trình dao động hệ hai vật: Chọn gốc thời gian, trục tọa độ giả thiết, t = ta có: 0,5 đ (1)  = rad/s (2) Từ (1) (2) ta tìm A = cm,  = /2 - Phương trình dao động: x = 2cos(20t + /2)(cm) 0,5 đ b Xác định thời gian ngắn nhất: - 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 lò xo Fđ = k= kx 0,5 đ O - Mối hàn bật Fđ 1N  kx  1N 0,5 đ  x  0,01m = cm 0,5 đ - Thời gian ngắn từ lò xo bị nén cực đại mối hàn bị bật thời gian vật chuyển động từ B đến P ( x P = cm) Sử dụng hình chiếu chuyển động tròn ta xác định được: tmin = T/3 = /30 (s) 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ - Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p = 2, f2  n2  1500 n2 p 1500.2   50 Hz 60 60 Khi (vịng/phút) tần số dòng điện:  2  2 f  314 (rad/s) - Vì bỏ qua điện trở máy nên: U  E2  200V I2  0,25 đ U2  U 2C2 ZC  200.105.314  0, 628A - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: - Với vận tốc quay rôto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định cách NBS U E tổng quát : (vì điện trở 0) U NBSC I  UC   ZC - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ : Với 3.0 đ   2 f  2 0,5 đ 0,5 đ np 60 - Suy I NBSC  2 np  NBSC 4 p 2   n  K n2   60  3600 NBSC 4 p 2 α 3600 - Với số  I  K n đường biểu diễn phụ thuộc 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) K v/ph: I  K (1500)  0, 628 A I1  150  I    I1   0, 00628   I  1500  100 100 A n2  1500 - Đồ thị I = K n nhánh parabol có dạng 3.0 đ 0,25 đ 0,5 đ Đ Ề 0,5 đ C H Í N H T H Ứ C 0,25 đ hình vẽ a) - Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vịng trịn đồng tâm cách bước sóng 0,5 đ 0,5 đ Vậy :   2, 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 W W0  2 d mặt sóng nhận lượng - Nếu a biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, W0 : a2 hay W0 = W W W K ka   a2  K a2  2 d 2 k d ; đặt 2 k d ka2 suy K 32  0,1 - Với d  d A  0,1 cm a A  cm, ta có : a2  K dM - tương tự M cách O khoảng d - Kết hợp lại ta có: 0,95 0,1 0,1 a a3    dM dM dM 3 cm  (cm) (biên độ sóng M) 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 4.0 đ a) - Vẽ hình : 1,0 đ Lăng kính có góc chiết quang nhỏ nên góc lệch : 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   0, 4 2( n  1) A 2(1,5  1).15.3.10  Thay số d= m = 40 cm  D  (d  d ' ) i  a a b) - Khoảng cách từ hai nguồn đến D  d + d/  - Bề rộng miền giao thoa L, từ hình vẽ có : L d' d'  La a d d theo đầu L = 10i 0, d   0, 645  d'  (1,8.103 ) a2 1 1 10.0,5.106.0, 10 d m = 64,5 cm d' 0, 645 a  1,8.103  2,9.103 0, -L= d m = 2,9 mm, mà L = 10i  i  0, 29mm 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 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 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 khơng đổi, chiết suất n ' ' coi khơng đổi, nên ta có: 10  14    0, 357  m a) Ta có 931MeV E  ( mU  mn  mMo  mLa  mn )c  (234, 99  94,88  138,87  1, 01) c c2 = 214,13 MeV = 214,13 1,6.10 – 13 = 342,608.10 – 13 J  3,43.10 – 11 J m N  NA  6, 023.1023 A 235 b) - Trong 1g U235 có số hạt U235 : hạt - Năng lượng toả 1g U235 phân hạch hết : E  N E  6, 023.10 23.3, 43.10 11  8, 79.1010 235 J 3.0 đ K 8, 79.1010  2, 44.104 3, 6.10 J - Lượng lượng K (kWh) : - Lượng than cần đốt để thu lượng lượng kể : E 8, 79.1010 m   3.103 q 2, 93.107 kg 0,5 đ 1,0 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0, đ c) - Sự cố số lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima 0,5 đ 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 0,25 đ 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 3.0 đ Chọn mốc O 0,5 đ O - Bảo toàn cho vị trí ban đầu vị trí nằm ngang : I L I 3g sin  mg sin    G  (1) 2 L - Phương trình chuyển động quay quanh O qua vị trí nằm ngang: L mL2 3g M P  I 0  mg     (2) 2L L 3g sin  L 3g sin  an     (3) L 2 - Gia tốc pháp tuyến khối tâm thanh: L 3g L 3g at     (4) 2L - Gia tốc tiếp tuyến khối tâm thanh: - Lực tác dụng lên theo Ox là: - Lực tác dụng lên theo Oy là: tức Fy hướng lên - Vậy lực tác dụng lên trục quay là: Hay độ lớn: Fy mg tan     Fx 3mg sin  6sin  - Góc hợp lực F với phương ngang: 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ Lưu ý: - Học sinh giải theo cách khác kết cho điểm tối đa - Thiếu đơn vị lần trừ 0,25 điểm, toàn thiếu sai đơn vị trừ không điểm - Điểm thi tổng điểm câu khơng làm trịn UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ur P (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 – 2016 MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 12 – THPT Thời gian làm : 180 phút(Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 24/03/2016 *** Câu (4.0 điểm) Một lò xo treo thẳng đứng, đầu gắn cố định, đầu gắn vật nặng có khối lượng m = 0,2 kg Ở vị trí cân (VTCB) lò xo giãn 16 cm Lấy g = π 210 m/s2 a) Tính độ cứng lị xo chu kỳ dao động T0 hệ b) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 2,5 N thời gian s Tìm biên độ dao động quãng đường vật khoảng thời gian c) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 105 N thời gian 3.10-3 s Tìm biên độ dao động vật d) Vật dao động tự với biên độ phần c, người ta đặt cứng cố định, nằm ngang cách vị trí cân đoạn h =10 cm (hình vẽ) Khi Đ dao động vật va chạm đàn hồi vào Tính chu kỳ dao động Câu (3.0 điểm) Nhờ nguồn dao động, người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số f = 20 Hz a) Trên mặt nước xuất gợn sóng trịn đồng tâm O, đỉnh sóng cách cm Tính tốc độ truyền sóng ngang mặt nước b) Tại điểm A cách O 0,1m biên độ sóng cm Hãy tìm biên độ sóng điểm M theo khoảng cách d M = OM, cho biết lượng sóng khơng dần trình lan truyền, phân bố mặt sóng trịn Ề C H Í N H T H Ứ C c) Xét điểm B nằm phía với A so với O đường thẳng qua O, AB = 10 cm Tại thời điểm t1(s) điểm A có li độ -1,5 cm lên, tìm độ dời hướng chuyển động B thời điểm t1 + (s) 60 Câu 3.(5,0 điểm) Đặt điện áp u = 120cos100t (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có điện dung C = mF cuộn cảm L = \f(1, H a) Cần thay đổi R đến giá trị để công suất tiêu thụ mạch đạt giá trị cực đại? Tìm cơng suất cực đại b) Khi thay đổi giá trị biến trở thấy ứng với hai giá trị R R, mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng ,  với  = 2 Tìm R1, R2 cơng suất P Rơ to máy phát điện xoay chiều pha có cực từ quay với tốc độ n vòng/phút Hai cực phần ứng máy mắc với tụ điện có điện dung C = 10  F Cho điện trở máy không đáng kể Hãy vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay rô to tốc độ quay rô to biến thiên liên tục từ n1 = 150 vòng/phút đến n2 = 1500 vòng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vịng/phút suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát tương ứng 200 V Câu (3,0 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, dùng đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có khoảng vân giao thoa tương ứng i = 0,8 mm i2 = 0,6 mm Biết hai khe hẹp cách a = mm, khoảng cách quan sát chứa hai khe D = 1,5 m a) Tìm bước sóng xạ Tìm vị trí vân gần trung tâm có màu với vân trung tâm? b) Tìm tổng số vân sáng khoảng hai vân màu với vân trung tâm, đối xứng với qua vân trung tâm gần vân trung tâm nhất? c) Trên miền giao thoa đối xứng qua vân trung tâm, có bề rộng 9,6 mm có vị trí mà vân tối xạ 1 trùng với vân sáng xạ 2? Xác định vị trí đó? Câu (5,0 điểm) Một lò phản ứng hạt nhân có chứa nhiên liệu urani làm giàu urani 235 () chất làm chậm than chì () Khi lò hoạt động urani 235 bị phân hạch theo phản ứng 235 92 U + 01n ® A 38 X + 140ZY + 301n a) Xác định A Z hạt nhân X Y Biết độ hụt khối phản ứng 0,006675 u Giả thiết toàn lượng phản ứng cung cấp cho nơtron thứ cấp chúng có động Tính vận tốc nơtron thứ cấp b) Các nơtron thứ cấp sinh sau phản ứng phân hạch nói tới va chạm với nguyên tử cacbon chất làm chậm (xem đứng yên) Giả thiết va chạm đàn hồi, biến đổi thành hạt nhân khác sau va chạm hạt chuyển động phương Hỏi sau lần va chạm nơtron thứ cấp trở thành nơtron nhiệt (các nơtron nhiệt nơtron có lượng k BTph, kB = 1,38.10-23J.K-1 số Bơn-xơman, Tph = 300K nhiệt độ phịng) c) Giả sử nơtron nhiệt hấp thụ hạt nhân có nhiên liệu urani Hạt nhân tạo thành khơng bền, biến đổi thành hạt nhân plutoni hai hạt X giống Xác định X tính động cực đại vận tốc tương ứng hạt X Cho: mn = 1,008665u; m(U238) = 238,048608u; m(Pu239) = 239,052146u; 1u = 1,66.10-27kg = 931,5 MeV/c2 ………………… HẾT ………………… (Học sinh không sử dụng tài liệu Giám thị khơng giải thích thêm) UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TT Câu 4.0đ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn thi: Vật lý - Lớp 12 Nội dung a) Ở VTCB lò xo bị giãn k= Điểm D l0 k.D l0 = mg : 0.5đ mg 0,2.10 = = 12,5N / m D l0 0,16 Suy Chu kỳ dao động hệ: T = 2p m 0,2 = 2p = 0, 8s k 12,5 0.5đ b) Dưới tác dụng lực F VTCB vật m dịch chuyển xuống đoạn: m F 2,5 Dl = = = 0,2m = 20cm k 12,5 * Chọn trục toạ độ hướng dọc theo rtrục lò xo, gốc toạ độ trùng với vị trí h cân vật sau có lực F tác dụng Khi đó, vị trí ban đầu vật có toạ độ - D l * Tại toạ độ x độ biến dạng lò xo (x + D l ), theo định luật II Niutơn: - k(x + D l ) + F = ma F  - k(x + k ) + F = ma  - kx = ma  x’’ +  x =  Trong k 12,5   2,5π rad/s m 0, Vật dao động điều hoà với phương trình: x = Acos( t   ) 0.5đ 0.25đ 0.5đ 0.25đ Trong thời gian lực F tác dụng vật dao động điều hòa quanh VTCB Do vật ban đầu đứng yên nên biên độ dao động: A = D l = 20cm Do Dt = T 0.25đ S = 4.A + A = 100cm nên quãng đường vật được: D t = 3.10- 3s = T c) Do thời gian vật chịu tác dụng lực F nên ta bỏ qua dịch chuyển vật m thời gian Xung lực F gây cho vật m vận tốc v Ta có Vận tốc m sau đó: v= F D t = mv F D t 105.3.10- = = 1,575m / s m 0,2 O h k v 1,575 = = 0,2m = 20cm w 2,5.p d) Do va chạm với đàn hồi nên sau va chạm vật tốc 0.25đ 0.25đ -l 0.25đ Vậy biên độ dao động m: A= 0.25đ k 0.25đ vật đổi chiều mà không thay đổi độ lớn Tương ứng trạng thái vật tức thời thay đổi từ M đến N đường tròn Như chu kỳ dao động vật 2 T = T = 0,8 » 0,53 s 3 Bài 3.0đ a) - Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vịng trịn đồng tâm cách bước sóng Vậy :   cm  v   f = 120cm/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 W W0  2 d dài mặt sóng nhận lượng - Nếu a biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, W0 : a2 hay W0 = W W W K ka   a2  K a2  2 d 2 k d ; đặt 2 k d ka2 suy M K 32  d  d A  0,1 a 3 0,1 - Với m A cm, ta có : a2  0.5đ 0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ K dM - tương tự M cách O khoảng d - Kết hợp lại ta có: 0,95 0,1  a  0,1 a3    dM dM   dM cm  (cm) (biên độ sóng M) c) – Biên độ sóng B: 0.25đ  aB  dA 0,1 N  aB   cm    dB 0, 2  aA  10cm   - Do B cách A 10 B, t1 Nên A sớm pha B , pha B thời điểm t1 biểu diễn dường tròn T (s) Sau 60 tức pha B biểu diển đường trịn hình vẽ  cm 2 Ta li độ B xuống Bài 5.0đ 2/3 0.25đ 2/ 0.25đ 0.25đ 0.25đ ; a Áp dụng bất đẳng thức Cosi được: => Pmax = 120W b Chứng minh với hai giá trị khác R mà cho cơng suất góc lệch pha u i tương ứng ,  thỏa mãn + = (HS phải chứng minh điều này) Mà giải thiết cho:  = 2 Khi R = R1 : tan = Khi R = R2 : tan = Công suất : W 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ - Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p = n2  1500 * Khi (vịng/phút) tần số dịng điện:  2  2 f  314 (rad/s) 0.25đ f2  n2 p 1500.2   50 Hz 60 60 - Vì bỏ qua điện trở máy nên: U  E2  200V U I   U 2C2 ZC  200.105.314  0, 628A - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: * Với vận tốc quay rơto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định NBS U E cách tổng quát : (vì điện trở 0) U NBSC I  UC   Z C - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ : Với   2 f  2 np 60 - Suy NBSC  2 np  NBSC 4 p 2 I   n  K n   60  3600 2 NBSC 4 p K 3600 - Với số  I  K n đường biểu diễn phụ thuộc 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) Câu 3.0 đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ A, t1B , t 2 v/ph: I  K (1500)  0, 628 A I  150  I    I1   0, 00628   I  1500  100 100 A - Đồ thị I = K n nhánh parabol có dạng hình vẽ a.* Bước sóng: D i.a i   a D - Ta có:  1  (  m) 15 n2  1500 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ  2  0, 4(  m) * Vị trí vân gần trung tâm có màu với vân trung tâm - Vị trí vân có màu với vân trung tâm vị trí hai vân sáng hai xạ trùng 0.25đ x1 = x2 Û k1l = k2l 4k = 3k hay - Vị trí vân trùng gần vân trung tâm ứng với giá trị nguyên nhỏ k 1, k2 thỏa mãn phương trình k 1= 3, k2= khoảng cách tới trung tâm x=3i1=4i2=2,4mm b *Tổng số vân sáng l l - Trong khoảng hai vân trùng liên tiếp có vân sáng vân sáng - Trong khỏang hai vân màu với vân trung tâm, đối xứng với qua vân trung l tâm gần vân trung tâm có vân sáng vân sáng trí trung tâm trùng nên có tổng 5+ 7-1=11vân sáng c Tìm vị trí vân sang trùng với vân tối: Điều kiện: Biểu diễn: l2 có vị - 0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.25 ổ 1ử 2k1 + ỗ ữ i1 = k2i2 = ỗk1 + ữ ữ ữ ỗ 2ø 2k2 è 2k1 + = 3( 2n + 1) ; 2k2 = 4( 2n + 1) 0.5đ 0.25đ với n nguyên 9,6 9,6 mm £ k2i2 £ mm Û - 2,5 £ n £ 1,5 2 Vậy có 0.25đ Trong miền giao thoa : vị trí thỏa mãn vân tối i1 trùng vân sáng i2 tương ứng n bằng: -2; -1; 0; Các vị trí cách vân trung tâm khoảng x cho bảng sau: Câu 5.0đ n -2 -1 k1 -5 -2 k2 -6 -2 x (mm) -3,6 -1,2 1,2 3,6 a) Áp dụng định luật bảo tồn điện tích hạt nhân bảo toàn số nuclon cho phản ứng 235 U + 01n ® 38AX + 140ZY + 301n 92 Ta được: 235+1=A+140+3 suy A=93 92=38+Z suy Z=54 Năng lượng tỏa phản ứng: 0.25đ 0.5đ 0.5đ D E = D mc Do nơtron thứ cấp có động nên động nơtron Kn = DE D mc = 3 0.5đ 0.5đ Vận tốc nơtron thứ cấp bằng: 2K n 2.D mc 2D m 2.0, 006675 = = = c= 3.108 = 2.107 m/ s mn 3mn 3mn 3.1, 008665 b) Sau lần va chạm với nguyên tử cacbon Do hạt chuyển động phương 0.5đ nên theo định luật bảo toàn động lượng lượng ta được: mnvn = mC vC' + mnvn' 0.5đ mnvn2 mC vC' mnvn' = + 2 Và mC = 12 mn Với vn' = ta 11 v 13 n 0.25đ 11 v = 13 Về độ lớn ' n Sau N lần va chạm nơ tron trở thành nơ tron nhiệt có động cỡ kBTph, tức có vận tốc v= 2kBT ph 2K n 2.1, 38.10- 23.300 = = = 2,22.103 m/ s - 27 mn mn 1,008665.1,66.10 0.25đ N ổ 11ử ữ v = ỗ ỗ ữ ữ ç è13÷ ø 0.25đ Ta có N = 0.25đ ln - ln v = 55 ln13- ln11 Suy lần Vậy phải sau 55 lần va chạm chạm nơtron thứ cấp trở thành nơtron nhiệt c) Ta có phản ứng: 238 U + 01n = 239 Pu + 2ZAX 92 94 0.25đ 0.25đ Áp dụng định luật bảo toàn ta A=0 Z=-1 Vậy X electron 0.25đ Độn cực đại electron 2K emax = D E = (mU 238 + mn - 2me - mPu239)c2 0.25đ - 13 Thay số ta K emax = 3, 82.10 J ve = 2K e me = 9,16.108m / s > c = 3.108m / s Vận tốc electron Vô lý Ta phải sử dụng công thc tng i tớnh ổ ữ ỗ ữ ỗ Ke = ỗ - 1ữ mc e ữ ỗ ữ ỗ ố 1- b ứ b = 0,9843 Ta b= ve c hay v = 2,95.108 m/s Chú ý: + Học sinh có cách giải khác cho điểm tối đa + Nếu thiếu đơn vị trừ 0.25 điểm không trừ điểm cho toàn thi ... DỤC - ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI HSG CẤP TỈNH LỚP 12 THPT Năm học 2013 - 2014 Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 180 phút (khơng kể thời gian giao đề) Ngày thi: 28 –03 –... cho toàn thi UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN THI: VẬT LÝ – LỚP 12 DÀNH CHO THPT CHUYÊN Thời gian làm bài:... Nếu thi? ??u đơn vị trừ 0,25 điểm, không trừ điểm cho toàn thi 0.5 0.5 0.5 2.5 đ 1.0 N P X P 0.5 O 0.25 0.25 0.25 M 0.25 0.5 UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI HSG