ĐỀ SỐ 43 SỞ GD&ĐT BẮC NINH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015 2016 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ 12 THPT Hệ không chuyên Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 tran[.]
SỞ GD&ĐT BẮC NINH ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT- Hệ không chuyên Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu (4.0 điểm) Một lò xo treo thẳng đứng, đầu gắn cố định, đầu gắn vật nặng có khối lượng Ở vị trí cân (VTCB) lị xo giãn 16 cm Lấy a) Tính độ cứng lị xo chu kỳ dao động hệ b) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 2,5N thời gian 1s Tìm biên độ giao động quãng đường vật khoảng thời gian c) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực kéo theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 105N thời gian 3.10-3s Tìm biên độ dao động vật d) Vật dao động tự với biên độ phần c, người ta đặt bàn cứng cố định, nằm ngang cách vị trí cân đoạn h = 10cm (hình vẽ) Khi dao động vật va chạm đàn hồi vào Tính chu kỳ dao động Câu 2(3.0 điểm) Nhờ nguồn dao động, người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động hòa theo phương thẳng đứng với tần số f = 20 Hz a) Trên mặt nước xuất gọn sóng trịn đồng tâm O, đỉnh sóng cách 6cm Tính tốc độ truyền sóng ngang mặt nước b) Tại điểm A cách O 0,1m biên độ sóng 3cm Hãy tìm biên độ sóng điểm M theo khoảng cách dM = OM, cho biết lượng sóng khơng dần q trình lan truyền, phân bố mặt sóng trịn c) Xét điểm B nằm phía với A so với O đường thẳng qua O, AB = 10cm Tại thời điểm điểm A có li độ -1,5cm lên, tìm độ dời hướng chuyển động B thời điểm Câu (5.0 điểm) Điện áp điện dung (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện có cuộn cảm 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 R2, mạch tiêu thụ công suất P độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với dòng điện mạch tương ứng với Tìm R1, R2 cơng suất P Rơto máy phát điện xoay chiều pha có cực từ quay với tốc độ n vòng/phut Hai cực phần ứng máy mắc với tụ điện có điệu dung 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 dộ quay rơ to biến thiên liên tục từ vịng/phút đến vịng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vịng/phut suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát tương ứng 200V Câu (3,0 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Trong thí nghiệm giao thoa khe I-âng, dùng đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có khoảng vân giao thoa tương ứng Biết hai khe hẹp cách , khoảng cách quan sát chứa hai khe 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 9,6mm có vị trí mà vân tối xạ trùng với vân sáng xạ ? Xác định vị trí đó? Câu (5 điểm) Một lị phản ứng hạt nhân có chứa nhiên liệu urani làm giàu urani chậm than chì chất làm Khi lò hoạt động urani 235 bị phân hạch theo phản ứng 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, khơng có 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 notron nhiệt notron có lượng số Bơn-xơ-man, nhiệt độ phịng) c) Giả sử nơtron nhiệ hấp thụ hạt nhân tạo thành khơng bền, biến đổi thành hạt nhân plutoni X tính động cực đại vận tốc tương ứng hạt X Cho: có nhiên liệu urani Hạt nhân hai hạt X giống Xác định http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD&ĐT BẮC NINH HƯỚNG DẪN GIẢI KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu a) Ở VTCB lò xo bị giãn Suy Chu kỳ lao động hệ: b) Dưới tác dụng lực F VTCB vật m dịch chuyển xuống đoạn: Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc tọa độ trùng với vị trí cân vật sau có lực tác dụng Khi đó, vị trí ban đầu vật có tọa độ Tại tọa độ độ biến độ dạng lị xo , theo định luật II Niutơn: Trong Vật dao động điều hịa với phương trình: Trong thời gian lực tác dụng vật dao động điều hòa quanh VTCB Do vật ban đầu đứng yên nên biên độ dao động: Do nên quãng đường vật c) Do thời gian vật chịu tác dụng lực thời gian Xung lực gây cho vật m vận tốc Ta có: Vận tốc m sau đó: nên ta bỏ qua dịch chuyển vật m Vậy biên độ dao động m: d) Do va chạm với đàn hồi nên sau va chạm vận tốc 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 lao động vật Câu 2: a) Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vịng trịn đồng tâm cách bước sóng Vậy b) Năng lượng sóng phân bố mặt sóng, nên theo phương truyền sóng, xa O, lượng sóng giảm Gọi bán kính mặt sóng A, bán kính mặt sóng M, W http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word lượng sóng cung cấp nguồn O 1s, đơn vị dài mặt sòng nhận lượng Nếu biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, Suy đặt Với hay , ta có: Tương tự M cách O khoảng d Kết hợp lại ta có: (biên độ sóng M) c) Biên độ sóng B: Do B cách A: Nên A sớm pha B , pha B thời điểm biểu diễn đường trịn Sau tức pha B biểu diễn đường trịn hình vẽ Ta li độ B xuống Câu 3: a) Áp dụng bất đẳng thức Côsin được: b) Chứng minh với hai giá trị khác R mà cho công suất góc lệch pha tương ứng Mà giải thiết cho: Khi Khi Công suất: Rô to có cực, nên số cặp cực từ Khi (vịng/phút) tần số dịng điện: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Vì bỏ qua điện trở máy nên: Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: Với vận tốc quay rơto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định cách tổng quát là: (vì điện trở 0) Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: Với Suy Với số đường biểu diễn phụ thuộc với n - tốc độ quay rơ to, có dạng nhánh parabol có bề lõm hướng lên chiều dương tọa độ Với Với vòng/phút: vòng/phút: Đồ thị nhánh parabol có dạng hình vẽ Câu a) Ta có: Vị trí vân có màu với vân trung tâm vị trí hai vân sáng hai xạ trùng màu hay Vị trí vân trùng gần vân trung tâm ứng với giá trị nguyên nhỏ thỏa mãn phương trình Khi khoảng cách tới trung tâm b) Trong khoảng hai vân trùng liên tiếp có vân sáng vân sáng Trong khoảng hai vân màu vơi vân trung tâm, đối xứng với qua vân trung tâm gần vân trung tâm có vân sáng vân sáng có vị trí trung tâm trùng nên có tổng vân sáng c) Điều kiện: Biểu diễn: với n nguyên Trong miền giao thoa: Vậy có vị trí thỏa mãn vân tối trùng vân sáng tương ứng n bằng: -2;-1;0;1 Các vị trí cách vân trung tâm khoảng x cho bảng sau: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word n k1 k2 x (mm) -2 -5 -6 -3,6 -1 -2 -2 -1,2 1,2 3,6 Câu a) Áp dụng định luật bảo tồn điện tích hạt nhân bảo tồn số nuclon cho phản ứng Ta được: suy Năng lượng tỏa phản ứng: Do nơtron thứ cấp có động nên động nơtron Vận tốc nơtron thứ cấp bằng: b) Sau lần va chạm với nguyên tử cacbon Do hạt chuyển động phương nên theo định luật bảo toàn động lượng lượng ta được: Và với ta Về độ lớn Sau N lần va chạm nơ tron trở thành nơ tron nhiệt có động cỡ Ta có , túc có vận tốc lần Vậy phải sau 55 lần va chạm nơtron thứ cấp thành nơtron nhiệt c) Ta có phản ứng: Áp dụng định luật bảo toàn ta Vậy X electron Động cực đại electron: Thay số ta Vận tốc electron vô lý Ta phải sử dụng cơng thức tương đối tính Ta hay http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word