SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO M KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2019 2020 Môn: VẬT LÍ BẢNG B Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề) Ngày thi: 13122019 (Hướng dẫn này gồm 05 trang) HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM Câu NỘI DUNG LƯỢC GIẢI ĐIỂM 1 (3,5 đ) a) Tìm độ nén cực đại của lò xo và tốc độ cực đại của vật. + Tại vị trí cân bằng, lò xo bị nén: 0,50 + Gia tốc vật khi trượt xuống: 0,25 + Lúc vật chạm lò xo, vật có vận tốc: 0,25 + Áp dụng định luật BTCN, ta có: 0,25 + Biên độ : 0,25 + Độ nén cực đại của lò xo: 0,25 + Tốc độ cực đại của vật: 0,25 b) Tìm thời gian từ lúc vật bắt đầu trượt đến khi vật tách khỏi lò xo lần đầu tiên Thời gian từ khi bắt đầu trượt đến khi chạm vào lò xo: 0,25 Thời gian từ khi bắt đầu trượt đến khi chạm vào lò xo: 0,50 + Tính được thời gian từ khi lò xo không biến dạng đến khi vật tách khỏi lò xo lần đầu tiên 0,50 + Vậy thời gian tìm: t = t1 + t2 = 0,571s 0,25 2 (2,5 đ) Khoảng cách ngắn nhất từ M dao động với biên độ cực đại, cùng pha với 2 nguồn đến đường thẳng AB
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO M KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2019 - 2020 Mơn: VẬT LÍ - BẢNG B Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề) Ngày thi: 13/12/2019 ĐỀ CHÍNH THỨC (Hướng dẫn gồm 05 trang) HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM Câu (3,5 đ) NỘI DUNG - LƯỢC GIẢI a) Tìm độ nén cực đại lò xo tốc độ cực đại vật + Tại vị trí cân bằng, lị xo bị nén: l mg sin k 0,05( m) 2,0 ñ 0,50 + Gia tốc vật trượt xuống: a g sin 5(m/ s ) 0,25 + Lúc vật chạm lị xo, vật có vận tốc: v 2as 0, 5( m / s ) 0,25 + Áp dụng định luật BTCN, ta có: + Biên độ : A ( l ) mv k mv 2 k ( l ) 2 kA 0,25 2 0,25 0, 05 2( m) + Độ nén cực đại lò xo: lmax l A 0, 05( 1)(m) 0,12(m) + Tốc độ cực đại vật: vmax A k m A 0,5 2( m / s ) b) Tìm thời gian từ lúc vật bắt đầu trượt đến vật tách khỏi lò xo lần v Thời gian từ bắt đầu trượt đến chạm vào lò xo: t1 0,1( s ) a m s k + Tính thời gian từ lị xo khơng biến dạng đến vật tách khỏi lò xo lần Thời gian từ bắt đầu trượt đến chạm vào lò xo: T 2 t T 0, 471( s ) + Vậy thời gian tìm: t = t1 + t2 = 0,571s (2,5 đ) ĐIỂM 0,25 0,25 1,5ñ 0,25 0,50 0,50 0,25 Khoảng cách ngắn từ M dao động với biên độ cực đại, pha với nguồn đến đường thẳng AB v 20 Hz 1cm f 2 AB AB k 5, k 5, ; có 11 cực đại + Cực đại: Phương trình sóng M (d d1 ) (d d1 ) uM 4 cos cos 40 t cm Trường hợp k số ngun chẵn Tại M có cực đại pha với hai nguồn Ta có f Trang 2,5 0,5 0,25 0,25 0,25 d d1 k ; k N d d1 2n 5, ; n N * Với d d1 2n 5, n 2,8 M gần đường thẳng AB M cực đại thứ n = d d1 4 4cm d 5cm d1 1cm d d1 6 6cm H chân đường cao hạ từ M xuống AB ta có: M d1 d2 A H 12 ( MH ) 52 ( MH ) 5, 6(cm) MH 0, 754(cm) Trường hợp k số ngun lẻ Tại M có cực đại pha với hai nguồn : d d1 k ; k N d d1 (2n 1) 5, ; n N * Ta có d d1 (2n 1) 5, 6 n 2,3 M gần đường thẳng AB M cực đại thứ n = d d1 5 5cm d 6cm d1 1cm d d1 7 7cm Theo hình vẽ ta có 12 ( MH ) 62 ( MH )2 5, 6(cm) MH 0,946(cm) Vậy MHmin = 0,754(cm) (3,5 đ) a) Tìm L viết biểu thức uMB + Vì ZRC khơng đổi nên Uv(max) Imax (cộng hưởng) + => ZL = ZC = 2R = 50Ω => L 0,159( H ) 2 U + U MB Z MB 500(V ) R Z + tan uMB / i C uMB / i 1,107(rad) R Cộng hưởng nên uAB pha với i => uMB 500 cos(100 t 1,107)(V ) b) Tìm 1 + L = L1: 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2,0ñ 0,50 0,50 0,25 0,25 0,50 1,5ñ 2 Z L1 ZC Z L1 (2) R R R Z C2 I R (3); U1 I1 R Z C2 I1R (1); tan 1 L2 L1 +L = L = 2L => Z = 2Z ; U I Z Z C 2Z L1 tan L (4) R R U1 I1 => 15 Z 2Z1 Z L1 R (5) + Theo đề : U I + Thay (5)vào (2) (4) ta tìm : tan 1 0,125 1 0,124( rad), tan 2 1, 75 1 1, 051( rad) (2,5 đ) B a) Tính chiều cao nước bể 0,25 0,25 0,50 0,50 1,5 ñ Trang N R B r K E i d I 0,50 h A' h LCP * Sơ đồ tạo ảnh: A A' * Dựa vào hình vẽ ta có: A KE KE KE KE tan i ; tan r AE h A' E d Vì nhìn xuống đáy bể theo phương thẳng đứng nên i r nhỏ Do ta có cơng tan i sini h thức gần đúng: tan i sin i; tan r sin r Suy (1) tan r sinr d sini n (2) sinr Từ (1) (2) => h n.d 12 16cm b) Hãy xác định để đạt giá trị lớn nhất: 0,25 0,25 0,25 * Theo định luật khúc xạ: (3,0 đ) 0,25 1,0 ñ h tan h EI n Dựa vào hình vẽ ta có: d tan( ) d EI tan tan n tan tan tan Mà tan( ) tan tan tan( ) tan tan n tan n tan tan n ) phải cực tiểu Để lớn (tan ) lớn nhất, dó mẫu (tan tan n n Theo bất đẳng thức Cơ si ta có: tan 2.tan 2n tan tan n Dấu “=” xảy tan Hay tan n => 490 ' tan Tính cường độ dịng điện qua nguồn Quy ước chiều dịng điện hình vẽ M I1 (1) I E1, r1 R0 0,25 0,25 0,25 0,25 1,5ñ K (2) I2 E2 E R C N Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch MN 0,50 Trang I1 E1 U MN 10 U MN r1 U U I MN MN R0 E2 U MN U 5 MN R (1) ; I2 ( 3) ; Tại M: I I1 I ( 2) ( 4) 0,50 Từ 1 , , 3 , ta suy U MN 9V 0,25 Thay trở lại phương trình ta tính được: I1 1A; I 0,5 A; I 1,5 A 0,25 Nhiệt lượng tỏa nguồn E? 1,5ñ - Khi K (1), tụ tích điện dương : q C.U MN = 18 C ' Khi chuyển K sang (2), tụ tích điện dương : q C.E 24 C 0,25 0,25 ' - Sau chuyển khóa K, điện lượng chuyển qua nguồn q q q 6 C từ cực âm đến cực dương Nguồn thực công A q.E Công làm biến đổi lượng tụ điện phần tỏa nhiệt nguồn 1 A W ’ – W Q Q A W W ’ q.E CE CU MN 2 Thay số ta Q = (6.12 + 0,5.2.122 – 0,5.2.92).10-6 = 1,35 10-4 J Tìm E2 để thay đổi giá trị biến trở R, cường độ dòng điện qua nguồn ( E1 ) không thay đổi? Để thay đổi giá trị R mà cường độ dịng điện qua E1 khơng đổi I 0 Khi I1 I (3,0 đ) U 60 60 10 U MN MN U MN V Vậy E2 U MN V 7 a) Tính thời gian ngắn + Chọn hệ trục tọa độ x0y hình vẽ 0,25 0,5 0,25 0,5ñ 0,25 0,25 1,0 ñ 0,25 + Phương trình chuyển động tàu: Tàu T1: x1 v.t ; y1 0 Tàu T2: x2 v.sin t; 0,25 y1 v.c os t l0 + Khoảng cách hai tàu thời điểm t: l x1 x2 y1 y2 2 (vt vt sin ) l0 vt cos + Thay số tìm l = 675(m) b) Tính β thời gian tàu T1 gặp tàu T2 0,25 0,25 2,0 ñ Tại thời điểm tàu T2 đến C, lúc tàu T1 đến điểm D quỹ đạo Do v1 = v2, nên khoảng thời gian ta có độ dài BC = AD l CD AD AC l0 tan cos + Khi tàu T2 di chuyển đến điểm E, tàu T1 bắt đầu chuyển hướng với tốc độ 2v + Theo hình vẽ, ta có: Trang 0,50 0,50 sin sin(90 ) v2 cos sin 25 v3 2 + Thời gian chuyển động tàu T1: t1 định lí hàm DE 2v , với khoảng cách DE xác định l0 l0 tan Với cos ˆ ˆ ˆ sin E sin C sin E DE sin: CD 0,50 0 Cˆ 90 58 ; Eˆ 97 (2,0 đ) l0 sin Cˆ tan DE + Suy ra: cos 39,5s t1 ˆ v sin E 2v Xác định vận tốc viên đạn bi bắn từ súng đồ chơi Cơ sở lý thuyết : 0,50 2 ñ Một vật ném theo phương ngang từ độ cao h có tầm bay xa : L v => Tốc độ vật ném : v g L 2h 0,25 2h g 0,25 Bố trí tiến hành thí nghiệm : + Giữ súng nằm ngang mặt bàn cho súng nằm sát mép bàn + Bắn thử để xác định vị trí đặt khay cát + Bắn đạn để đạn chuyển động theo phương ngang + Đo chiều cao h từ nòng súng so đất + Đo tầm xa L v 0,25 h O 0,25 L 0,25 Ghi giá trị đo vào bảng số liệu : Đại lượng Lần đo Độ cao h (m) Tầm xa L (m) Tốc độ đạn (m/s) 0,25 Tính giá trị trung bình vận tốc: v v1 v2 v3 0,25 Tính sai số ghi kết phép đo Sai số phép đo: v L h v =…… v L 2.h 0,25 Ghi kết đo: v v v * Ghi chú: - Thí sinh luận giải theo cách khác, đạt điểm tối đa theo biểu điểm - Thí sinh trình bày thiếu sai đơn vị đáp số câu bị trừ 0,25 điểm (tồn khơng trừ 0,5 điểm) - HẾT Trang Trang