Đề thi học sinh giỏi vật lý tỉnh thanh hóa đề dự bị 1

Đề thi học sinh giỏi vật lý tỉnh thanh hóa đề dự bị 1

Sở giáo dục và đào tạo

Trường thpt

Bài kiểm tra học kì 1 năm học 2010-2011

Môn vật lí Thời gian làm bài: 45 phút

Câu 1 (2 điểm):

a Hiện tợng giao thoa là gì? Nêu điều kiện để có giao thoa của hai sóng cơ học?

b Giả sử trên mặt nớc có hai nguồn sóng đồng bộ phát sóng cơ với bớc sóng l Một điểm M trên mặt nớc cách hai nguồn các khoảng d1, d2, với k là số nguyên Viết biểu thức điều kiện của hiệu đờng truyền sóng theo l để điểm M dao động với biên độ cực đại, cực tiểu

Câu 2: (2 điểm): Máy biến áp là gì? Hoạt động theo nguyên tắc nào? Viết công thức về máy biến áp lí tởng? Dùng

máy biến áp trong việc truyền tải điện năng thì có lợi gì?

Câu 3 (3 điểm): Cho mạch điện xoay chiều AB, gồm đoạn mạch AM chứa cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=



1 (H), nối tiếp đoạn mạch MN chứa điện trở thuần R=50 3 (W), nối tiếp đoạn mạch NB chứa tụ điện có điện dung C thay

đổi đợc nh hình vẽ Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp có biểu thức u=120cos(100πt) (V)

1 Với C=C1=





5

10 3

(F)

a Viết biểu thức cờng độ dòng điện trong mạch

b Tính công suất điện tiêu thụ của mạch điện trên

2 Điều chỉnh điện dung tụ điện đến giá trị C2 sao cho điện áp uAN giữa hai đầu đoạn mạch AN lệch pha 0,5π so với

điện áp u ở hai đầu đoạn mạch Tính điện dung C2 và điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch AN khi đó

Câu 4 (3 điểm): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một vật có khối lợng m=100 (g) và lò xo có khối lợng

không đáng kể, có độ cứng k=40 (N/m) Kéo vật theo phơng thẳng đứng xuống phía dới vị trí cân bằng một đoạn 3 (cm) rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà Chọn gốc toạ độ O trùng với vị trí cân bằng, trục Ox có phơng thẳng

đứng, chiều dơng là chiều vật bắt đầu chuyển động, gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên Lấy g=10 (m/s2)

a Viết phơng trình dao động của vật

b Tính độ lớn vận tốc cực đại của vật và cơ năng dao động của con lắc

c Tính lực đàn hồi của lò xo tác dụng vào vật tại vị trí vật có li độ x=+2cm

Hết

Họ và tên học sinh: Lớp :

Đáp án và thang điểm đề 1

1

(2

điểm)

a + Hiện tợng giao thoa là hiện tợng khi hai hay nhiều sóng gặp nhau thì tạo thành những gợn sóng ổn

định

+ Điều kiện để các sóng giao thoa đợc với nhau: Các sóng là các sóng kết hợp (cùng phơng, cùng tần số,

có độ lệch pha không đổi)

b Điều kiện để M dao động với biên độ cực đại: d2-d1=kl

Điều kiện để M dao động với biên độ cực đại: d2-d1=(2k+1)

2 l

0,5 0,5 0,5 0,5

đề 1

A M N B

L R C

(2

điểm)

+ Máy biến áp là thiết bị biến đổi điện áp xoay chiều mà không làm thay đổi tần số của nó

+ Nguyên tắc hoạt động là hiện tợng cảm ứng điện từ

+ Công thức :

2

1 1

2 1

2

I

I N

N U

U



 + Dùng máy biến áp trong truyền tải điện năng thì giảm đợc hao phí điện năng đáng kể

0,5 0,5 0,5 0,5 3

(3

điểm)

1 + ZL=Lw=100W

+ ZC=

w

1

C

1

=50W + Z1= R2(ZL  ZC)2 =100W

+ I1= 

1

Z

U 1,2 A

+ tanφ1=

3

1 R

Z

ZL C





ị φ1= 6



+ φi=φu-φ1

=-6



a biểu thức dòng điện: i=1,2 2

cos(100πt-6

 ) (A)

b Công suất: P=I2R=72 3 =124,7(W)

2 Ta có giải đồ véctơ nh hình vẽ

Từ giản đồ véc tơ ta có: U2C2 U2U2R U2L

L

2 L 2 2 C

Z

Z R





175

10 2

(F)

Khi đó ta có ZAN= 2

L

R  =50 7 =132,3(W)

Z2= R2 (ZL ZC)2 =25 21 =114,56(W)

I2=

21 25

120 Z

U

2

 Vậy UAN=I2ZAN= 80 3 (V)=138,56 (V)

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

0,25 0,25

4

(3

điểm)

a Phơng trình dao động có dạng: x=Acos(wt+φ)

+ w=

m

k

=20(rad/s)

+ A=

2

2

x w

+ Khi t=0 thì x=0, v>0 suy ra φ=-0,5π (rad)

Vậy x=3cos(20t-0,5π) (cm)

b Vận tốc cực đại : vmax=wA=60cm/s

Cơ năng: W=0,5kA2=0,018J

c Ta có: Dl 0 = k

mg

=2,5.10-2 m

F=k(Dl 0 -x)=40(2,5-2).10-2=0,2N

0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5

Sở giáo dục và đào tạo hải dơng

Trờng thpt kẻ sặt

Bài kiểm tra học kì 1 năm học 2010-2011

Môn vật lí Thời gian làm bài: 45 phút

L

U UAN

U UC

R

O

đề 2

Câu 1 (2 điểm): Sóng cơ học là gì? Sóng ngang là gì cho một ví dụ? Sóng dọc là gì cho một ví dụ? Nêu khái niệm

bớc sóng?

Câu 2 (2 điểm): Dao động cỡng bức là gì? Biên độ dao động cững bức phụ thuộc vào yếu tố nào? Trong dao động

cỡng bức có thể xảy ra hiện tợng đặc biệt gì? Nêu điều kiện để xảy ra hiện tợng đó?

Câu 3: (3 điểm): Cho mạch điện xoay chiều AB, gồm đoạn mạch AM chứa điện trở thuần R=100 3 (W) nối tiếp cuộn cảm thuần có độ tự cảm L thay đổi đợc, nối tiếp đoạn mạch MB chứa tụ điện có điện dung C=





2

10 4

(F) nh hình vẽ Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp có biểu thức u=200cos(100πt) (V)

1 Với L=



1

(H)

a Viết biểu thức cờng độ dòng điện trong mạch và điện áp uAM ở hai đầu đoạn mạch AM

b Tính công suất điện tiêu thụ của mạch điện trên

2 Tìm giá trị của độ tự cảm L để điện áp giữa hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại đó

Câu 4: (3 điểm): Một con lắc đơn gồm sợi dây mảnh, nhẹ là có chiều dài l=1 (m) và vật nhỏ có khối lợng m=100

(g), dao động tại nơi có gia tốc trọng trờng g=π2=10 (m/s2) Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một góc a1=50 rồi buông nhẹ, bỏ qua mọi lực cản và ma sát Chọn trục toạ độ cong có gốc là vị trí cân bằng của vật, chiều dơng hớng về vị trí thả vật, gốc thời gian là lúc thả vật

a Tính chu kì khi con lắc dao động với góc lệch nhỏ

b Viết phơng trình dao động của con lắc theo li độ cong

c Tính cơ năng của con lắc

d Tính độ lớn vận tốc của vật và góc lệch của sợi dây khi vật có động năng bằng thế năng

Hết

Họ và tên học sinh: Lớp :

Đáp án và thang điểm đề 2

1

(2

điểm)

+ Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong môi trờng vật chất

+ Sóng ngang có phơng dao động của các phần tử vật chất vuông góc với phơng truyền sóng Ví dụ sóng

nớc

+ Sóng dọc có phơng dao động của các phần tử vật chất trùng với phơng truyền sóng Ví dụ sóng âm

truyền trong không khí

+ Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đợc trong một chu kì

0,5 0,5 0,5 0,5 2

(2

điểm)

+ Dao động cỡng bức là dao động đợc duy trì bởi ngoại lực biến thiên tuần hoàn

+ Biên độ dao động cỡng bức phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số lực cỡng bức và tần số riêng của

vật

+ Trong dao động cỡng bức có thể xảy ra hiện tợng đặc biệt là hiện tợng cộng hởng?

+ Điều kiện để xảy ra hiện tợng đó là flực cỡng bức=friêng

0,5 0,5 0,5 0,5 3

(3

điểm)

1 + ZL=Lw=100W

+ ZC=

w C

1

=200W + Z= R2(ZL  ZC)2 =200W

+ I0= 

Z

U0

1 A

0,25 0,25 0,25 0,25

A M B

R L C

a * Biểu thức dòng điện:

+ tanφ=

3

1 R

Z

ZL C







ị φ=-6



+ φi=φu-φ=

6



i=cos(100πt+

6

 ) (A)

* Biểu thức điện áp uAM:

L

2 (Z )

+ U0AM=IZAM=200(V)

+ tanφ=

3

1 R

ZL

6



+ φU=φi+φ=

6

 + 6



= 3



+ uAM=200cos(100πt+

3

 ) (V)

b Công suất: P=I2R=100 3 =173(W)

C C L

2 L 2 L

2 C L

Z Z Z 2 Z R

U Z

) Z Z ( R

U











1 Z

1 Z 2 Z

1 ) Z R

(

U

L C 2 L

2 C 2







+ Đặt R2+ZC2 =a, -2ZC=b, 1=c,

L

Z

1

Z

1 Z 2 Z

1 ) Z R (

L C 2 L

2 C 2





 =ax2+bx+c, ta đợc UL=

c bx ax

U

2



 + Để (UL)max thì ymin: ymin

=-a 4

D

C 2

2 2

C 2

2 C 2 2 C

Z R

R Z

R

) Z R ( 4 Z 4











, khi

x=-a 2

b

hay

L

Z

1

=-) Z R ( 2

2Z

-2 C 2 C

2 C

2 CZ

R

Z



+ Vậy (UL)max=

R

Z R

C 2

 =216 (V) khi Z

L=

C

2 C 2

Z

Z

R 

=350 (W) ị L=



5 , 3 (H)

0,25 0,25

0,25 0,25

0,25 0,25

0,25 0,25

4

(3

điểm)

a Chu kì: T=2

g



 =2 (s)

b Phơng trình dao động có dạng: s=Acos(wt+φ)

+ w=



g

=π(rad/s)

+ Toạ độ ban đầu s1=la 1 =100.5.

180



=

36

100

=8,73 (cm)

A=

2

2 2 1

v s

w

36

100

=8,73 (cm)

+ Khi t=0 thì s=A, v=0 suy ra φ=0 (rad)

Vậy s=8,73cos(t) (cm)

0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5

b C¬ n¨ng: W=0,5mw A=3,8 (mJ)

c Ta cã W®=Wt=0,5W

VËn tèc: v=

m

W =0,195 (m/s)

Gãc lÖch : a=

 mg

W

=0,062 (rad)=3,530

0,5