Các giản đồ véc tơ cho các đoạn MB và AB nh hình vẽ SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI ĐBSCL THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT NĂM HỌC 2008 2009 ĐÁP ÁN ĐỀ NGHỊ MÔN VẬT LÝ Thời gian là[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT - Câu 1:(CƠ HỌC) KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI ĐBSCL NĂM HỌC 2008 - 2009 ĐÁP ÁN ĐỀ NGHỊ - MÔN VẬT LÝ Thời gian làm 180 phút Một sợi dây nhẹ đầu buộc vào vật nặng thùng cát vắt qua ròng rọc cố định Khối lượng cát khối lượng thùng nửa khối lượng vật nặng Ban đầu vật trạng thái đứng yên Tại thời điểm t = 0,qua lỗ nhỏ đáy thùng, cát bắt đầu chảy Biết toàn cát chảy hết khỏi thùng sau thời gian t0 Xác định vận tốc vật nặng thời điểm 2t0 Giải : Do cát chảy sau thời gian t cát chảy khối lượng m Nên sau sau thời gian t < t0 , cát chảy khối lượng (0,25 đ) Giả sử sau thời gian t0, vật có vận tốc v1 Xét hệ thời điểm Áp dụng định luật II Newton cho hệ : (0,5 đ) (0,5 đ) (0,5 đ) (0,25 đ) Sau cát chảy hết ngoài, gia tốc vật (0,5 đ) Vận tốc vật sau thời gian 2t0 : (0,25 đ) Vận tốc phải tìm có giá trị (0,25 đ) Câu 2:(NHIỆT HỌC) Một ống nghiệm chứa khí hyđrơ có nút đậy pittông khối lượng không đáng kể, dịch chuyển không ma sát ống Lúc đầu ống ngồi khơng khí có áp suất P0 h Chiều dài phần ống chứa L Người ta đặt ống vào chậu thuỷ ngân có khối lượng riêng d, ống đứng thẳng, đáy ống cách mặt thoáng Hg khoảng h > L (hình vẽ) a Tính chiều dài l phần ống chứa ? (Nhiệt độ ống giữ không đổi) F(l) b Cân nút ống Hg có bền hay khơng ? l đường f(l) P0L h l2 l1 l Đáp án: a Khi Hg, khí chịu áp suất: P0 = dg( h - l) với g: gia tốc trọng trường Thể tích khí tỷ lệ với chiều dài phần ống chứa khí nên định luật Boyle-Mariotte cho ta: (1) (0.25đ) (2) (0.25đ) Ta có phương trình: (do h > l) Có hai nghiệm: (0.25đ) (0.25đ) Ta bỏ nghiệm l2 với dấu + l2 > h Thật đường biểu diễn hàm f(l) có dạng (hình vẽ) (0.25đ) Mặt khác h = l f(h) có dạng biểu thức âm: (do h > l) Tức f(h) nằm kẹp l1 l2 đồ thị f(l) Dẫn đến: l1 < h < l2 (0.5đ) Kết luận: (0.25đ) P b Xét cân nút: Áp suất bên là: (4) (0.25đ) Pn A Áp suất bên áp suất ứng với chiều dài l nghiệm phương trình (1) Từ (1) (4) (Từ (1) Pn = Pt) (l1 cân bền nút) Pt l1 (5) ( 0.25đ) (0.25đ) Ở A l tăng chút Pn > Pt nên Pn ấn nút trở l1, l giảm chút Pt > Pn nên Pt kéo nút trở l1 (0.25đ) Câu 3:(DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU ) B l2 l Cho mạch điện hình vẽ A C Tất điện trở mạch giống R0 = Bộ nguồn gồm n pin mắc nối tiếp , pin có suất điện động E F D e điện trở r =1 Bỏ qua điện trở dây nối 1- Tính điện trở tương đương mạch ngồi cường độ dịng điện qua nguồn , biết cường độ dóng điện qua nhánh B DB 0,5 A 2- Nếu n pin mắc song song với cường độ dịng điện qua nhánh DB 0,3 A Tìm số pin n suất điện động e pin 3- Mắc lại nguồn thành hai nhánh , nhánh gồm pin , nhánh thứ hai gồm pin lại mắc nối tiếp , cực dương nhánh quay phía Tìm cường độ dịng điện qua nhánh AC nhánh nguồn Giải : 1- Ta vẽ lại mạch điện theo sơ đồ : R3 I3 R5 F R7 R4 I4 R6 E R2 C,D B I2 R1 I1 n;e;r A Ta có : Do điện trở R3 , R4 , R5 , R6 , R7 tạo thành mạch cầu cân nên UEF = ; R3 I'3 R7 R4 dòng R7 R5 F I'4 R6 điện qua E R2 C, D B I'2 R1 e;r e;r I'1 A e;r 0,25d Điện trở tương đương mạch : 0,25d Với Vậy : 0,25d Ta có UDB = R2I2 = 2.0,5 = V Vậy cường độ dòng điện qua nguồn : I1 + I2 + I3 + I4 = 1A 0,25d 2- Trường hợp n nguồn mắc nối tiếp hình vẽ , nguồn tương đương có suất điện động E1 = ne , điện trở R1 = n.r Áp dụng định luật Ohm , ta có : UDB = UDA + UAB = - R1.I1 +E1-r1 I1 =1 Suy : n.e – ( n + 2) =1 ( ) 0,25d * Trường hợp n nguồn mắc song song : Ta có : U’DB = I’2.R2 = 0,3 = 0,6 V Vậy I’1 = I’2 + I’3 + I’4 = 0,6 A 0,25d Bộ nguồn tương đương có : 0,25d Ta có : Hay (2) 0,25d Giải hệ phương trình ( ) ( ) ta : e = V n = 0,25d 3- Ta chọn chiều dòng điện sơ đồ Gọi RCB điện trở tương mạch chứa R2 , R3 , R4 , R5 , R6 : I3 0,25d Áp dụng định luật Ohm , ta có : UAB = ( R1 +RCB ) I1 = I1 UAB = e –r.I’ = – I’ UAB = 2.e -2.r.I = – 2.I I1 = I + I’ R R R R I4 R C, D I2 R A I1 I' 0,25d I e;r Giải hệ phương trình ta có : I1 = 0,73 A ; I = 0,91A ; I’ = -0,18 A I’ = - 0,18 < => Cường độ dòng điện I’ ngược chiều với sơ đồ 0,25d e;r e;r B Câu 4:(DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA): Ba cầu trượt khơng ma sát cứng,mảnh nằm ngang.Biết khối lượng cầu ;lị xo có độ cứng K khối lượng không đáng kể.Quả cầu có khối lượng Lúc đầu cầu 1,2 đứng n,lị xo có độ dài tự nhiên Truyền cho vận tốc đến va chạm đàn v hồi vào cầu 1 Sau va chạm,khối tâm G cuả cầu 1,2 chuyển động nào?Tìm vận tốc cuả G Chứng minh hai cầu dao động điều hồ ngược pha quanh vị trí cố định G.Tìm chu kỳ biên độ dao động cuả vật ĐÁP ÁN a.Chuyển động cuả khối tâm G: Vì cầu va chạm đàn hồi với cầu hệ kín nên động lượng(theo phương ngang) động bảo toàn.Gọi vận tốc cầu sau va chạm,ta có: (1) (2) (0,25đ) (3) (3) có nghiệm (loại vơ lý) (4) (0,25đ) Đưa (4) vào (1) ta có: (0,25đ) Hệ hai cầu hệ cô lập nên khối tâm G chuyển động thẳng đều.Từ toạ độ khối tâm,ta có : (6) Sau va chạm: = (0,25đ) nên (6) cho ta: (7) b.Dao động cuả cầu +Chọn trục toạ độ Ox nằm ngang,gốc O trùng với khối tâm G cuả hai cầu +Khi lị xo chưa biến dạng,gọi vị trí cân cuả hai cầu.Lúc toạ độ cuả hai cầu.Toạ độ cuả khối tâm : (0,25đ) Với (0,25đ) Phương trình chuyển động cuả là: Do khối tâm đứng n ln có lắccó khối lượng (8) nên ta coi G nơi buộc chặt cuả hai chiều dài lò xo (0,25đ) Độ cứng cuả lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài nên K’ = K,nên (8) viết là: (0,25đ) Tần số góc cuả dao động : Chu kỳ dao động : (0,25đ) Tương tự,m2 có chu kỳ dao động : Hai dao động ngược pha (0,25đ) Vận tốc cuả cầu khối tâm: (0,25đ) Cơ bảo toàn nên biên độ dao động tính: (0,25đ) U MB Câu 5:(ĐIỆN XOAY CHIỀU) Các giản đồ véc tơ cho đoạn MB AB nh hình vẽ: IL 1 IR I U MN 1 UC U I (0,25đ) Áp dụng định lý hàm số sin giản đồ ta được: (1) Với Cịn (0,25đ) với (0,25đ) Vậy: (0,25đ) Từ (1) ta có: Vậy (0,25đ) Khi (2) Trong (3) (0,25đ) Từ (2) (3): (0,25đ) (0,25đ) 2.Từ giản đồ véctơ,ta có: với (0,25đ) (0,25đ) Để UC khơng đổi R thay đổi (0,25đ) (0,25đ) Câu (QUANG HÌNH HỌC) Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 Trên E đặt cách vật AB đoạn a = 7,2 f , ta thu ảnh vật 1- Giữa vật AB qua E cố định Tịnh tiến thấu kính L2 dọc theo trục đến vị trí cách E 20 cm Đặt thêm thấu kinh L1 ( tiêu cự f1 ) đồng trục với L2 vào khoảng AB L2 , cách AB khoảng 16 cm thu ảnh chiều cao AB lên E Tìm tiêu cự f1 f2 2- Bây giữ vật AB cố định , cịn E tịnh tiến xa AB đến vị trí cách vị trí cũ 23 cm Tìm khoảng cách hai thấu kính vị trí chúng để qua hệ thấu kính vật cho ảnh E có chiều cao gấp lần vật AB Giải : 1- Sơ đồ tạo ảnh : d1,d’1 0,25d d2,d’2 Theo đề : d1 = 16 cm , d’2 = 20 cm Suy : a = 7,2 f2 = 16 + l + => l = 7,2.f2 – 36 => (1) 0,5d Mặt khác , theo đề : (2) 0,25d Từ ( ) ( ) , ta suy : => , giải ta : f2 = 10 cm Thay vào (2) ta tìm f1 = cm 0,5d 2- Ta có : => (3) 0,25d Mặt khác , theo đề : => (4) 0,25d Từ ( ) ( ) rút : (5) 0,25d Mặt khác , (6) 0,25d Từ ( ) ( ) , ta tìm : => Phương trình có hai nghiệm ( vị trí L1 ) : 0,25d Từ có hai giá trị l : l1 = 165-11d11 = 40 cm l2 = 165-11.d12 = 55 cm Cả hai kết thích hợp có l < 95 cm Tương ứng có hai vị trí L2 cách AB : 0,25d Câu 7: (PHƯƠNG ÁN THỰC HÀNH) Xác định điện trở miliampe kế Cho dụng cụ : - ngắt điện - nguồn điện có suất điện động điện trở xác định - biến trở biết giá trị ứng với vị trí chạy - số điện trở biết số dây nối( có điện trở nhỏ đủ dùng) Giải : Cơ sở lý thuyết : Với mạch cầu hình vẽ Mạch cầu cân (0,5 đ) ® Dịng điện khơng qua ngắt K (0,25 đ) Þ Dịng điện qua điện trở khơng đổi dù K đóng hay mở (0,25 đ) Tiến hành : Mắc sơ đồ mạch điện (0,25 đ) - Để chạy vị trí xác định Đọc số miliampe kế K mở K đóng (0,25 đ) - Di chuyển chạy đến vị trí cho ta đóng mở khóa K, số miliampe kế khơng đổi Lúc đó, khóa K khơng có tác dụng vào mạch điện Þ Cầu cân (0,25 đ) (0,25 đ) Giá trị điện trở R, R1, R2 biết ... dao động t? ?nh: (0,25đ) U MB Câu 5:(ĐIỆN XOAY CHIỀU) Các giản đồ véc tơ cho đoạn MB AB nh h? ?nh vẽ: IL 1 IR I U MN 1 UC U I (0,25đ) Áp dụng đ? ?nh lý hàm số sin giản đồ ta được:... khoảng AB L2 , cách AB khoảng 16 cm thu ? ?nh chiều cao AB lên E Tìm tiêu cự f1 f2 2- Bây giữ vật AB cố đ? ?nh , cịn E t? ?nh tiến xa AB đến vị trí cách vị trí cũ 23 cm Tìm khoảng cách hai thấu k? ?nh. .. vật AB đoạn a = 7,2 f , ta thu ? ?nh vật 1- Giữa vật AB qua E cố đ? ?nh T? ?nh tiến thấu k? ?nh L2 dọc theo trục đến vị trí cách E 20 cm Đặt thêm thấu kinh L1 ( tiêu cự f1 ) đồng trục với L2 vào khoảng