Sở GD&ĐT Bắc Giang Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh vòng 2 Cụm Việt Yên môn : Vật lý _lớp 12 ( Thời gian làm bài 180 phút ) Bài 1: ( 5 điểm) Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ . Điện trở thuần trong mạch có giá trị 210 3( ) R , điện trở của Ampe kế rất nhỏ . Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp tức thời có biểu thức 0 cos( )( ) AB u U t V , tần số của dòng điện thay đổi được . Khi 1 40 ( / ) rad s hoặc 2 250 ( / ) rad s thì Ampe kế chỉ cùng một giá trị và dòng điện tức thời trong hai trường hợp lệch pha nhau 0 60 . Biết cuộn dây cảm thuần. 1. Tính giá trị độ tự cảm của cuộn dây và điện dung của tụ điện 2. Tìm 0 để xảy ra hiện tượng cộng hưởng Bài 2: ( 4 điểm) Hai nguồn súng kết hợp S 1 và S 2 cỏch nhau 2m dao động điều hũa cựng pha, phỏt ra hai súng cú bước sóng 1m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S 1 và AS 1 S 1 S 2 . 1. Tính giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa. 2. Tớnh giỏ trị của l để tại A có được cực tiểu của giao thoa. Bài 3: ( 4 điểm) Biểu thức của cường độ dũng điện trong một mạch dao động điện từ LC lý tưởng là .cos 0 tIi 1.Sau 1 8 chu kỳ dao động thỡ năng lượng từ trường của mạch lớn hơn năng lượng điện trường bao nhiêu lần? 2. Sau thời gian bao nhiờu chu kỳ thỡ năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường của mạch? Bài 4: ( 3 điểm) Một cái còi phát sóng âm có tần số 1000Hz chuyển động đi ra xa bạn hướng về một vách đá với tốc độ 10m/s. Cho biết tốc độ truyền âm thanh trong không khí là 340m/s. Hỏi 1. Tần số âm mà bạn nghe được trực tiếp từ còi ? 2. Tần số âm mà bạn nghe được khi âm phản xạ từ vách đá ? Bài 5: ( 4 điểm) Một bánh đà có Mômen quán tính là 0,140 kg.m 2 . Mômen động lượng của nó giảm từ 2 . 3 kg m s xuống còn 2 . 0,8 kg m s trong thời gian 1,5s. Hỏi 1. Mômen lực trung bình tác dụng vào bánh đà ? 2. Bánh đà đã quay được một góc bằng bao nhiêu ? giả sử rằng gia tốc góc của nó không đổi 3. Công đã cung cấp cho bánh đà ? 4. Công suất trung bình của bánh đà ? ************************************************************ Hết ************************************************************ ****** Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm R L C A B A Họ và tên học sinh :…………………………………SBD :…………… Hướng dẫn chấm Bài Nội dung chấm Điểm 1 1. khi I 1 =I 2 1 2 Z Z 1 2 1 2 1 1 L L C C (1) TH1 : 1 2 1 2 L L L L C C 1 2 1 2 1 1 1 L C Vế trái dương , vế phải âm . Kết luận loại trường hợp này TH2 1 2 1 2 L L L L C C (2) Biện luận được từ độ lệch pha giữa hai dòng điện liên hệ với độ lệch pha giữa u và i trong mỗi trường hợp 1 2 1 2 6 + / 1 2 ; 6 6 Kết hợp (2) và 1 tan tìm được 4 1 10 ; L H C F + / 1 2 ; 6 6 giải vô nghiệm 2. 0 100 / rad s 1 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm 2 1. Điều kiện để tại A có cực đại giao thoa là hiệu đường đi từ A đến hai nguồn sóng phải bằng số nguyên lần bước sóng (xem hỡnh 2): . 22 kldl Với k=1, 2, 3 Khi l càng lớn đường S 1 A cắt các cực đại giao thoa có bậc càng nhỏ (k càng bộ), vậy ứng với giỏ trị lớn nhất của l để tại A có cực đại nghĩa là tại A đường S 1 A cắt cực đại bậc 1 (k=1). Thay các giá trị đó cho vào biểu thức trờn ta nhận được: ).(5,114 2 mlll 2. Điều kiện để tại A có cực tiểu giao thoa là: . 2 )12( 22 kldl Trong biểu thức này k=0, 1, 2, 3, 1điểm 1điểm 0,5điểm 0,5 điểm S 1 S 2 l A d k=1 k=2 k=0 Hỡnh 2 Ta suy ra : )12( 2 )12( 2 2 k kd l . Vỡ l > 0 nên k = 0 hoặc k = 1.Từ đó ta có giá trị của l là : * Với k =0 thỡ l = 3,75 (m ). * Với k= 1 thỡ l 0,58 (m). 1 điểm 3 1. Sau thời gian t kể từ thời điểm t=0 thỡ năng lượng từ trường của mạch bằng: .cos 2 1 2 1 22 0 2 tLILiW t Tổng năng lượng dao động của mạch: . 2 1 2 0max LIWW t Nên vào thời điểm t, năng lượng điện trường của mạch là: .sin 2 1 22 0 tLIWWW tđ Vỡ vậy, tỷ số giữa năng lượng từ trường và năng lượng điện trường bằng: .cot sin cos 2 2 2 tg t t W W đ t Vào thời điểm 8 T t thỡ: .1 4 cot 8 . 2 cot 22 g T T g W W đ t Như vậy sau 1/8 chu kỳ thỡ năng lượng từ trường bằng năng lượng điện trường. 2. Khi năng lượng từ trường lớn gấp 3 năng lượng điện trường thỡ: .3. 2 cot 2 t T g W W đ t Từ đó suy ra: . 126 2 3 2 cot T tt T t T g 0,5 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm 0,5 điểm 4 1. Nguồn âm đi ra xa người quan sát 970 f MHz 2. Nguồn âm lại gần vách đá , vách đá đóng vai trò máy thu 1030 f MHz Âm phản xạ truyền đến tai người với tần số 1030MHz 1 điểm 0,5 điểm 1,5 điểm 5 1. Tính được Mômen lực trung bình M 1,47 . N m ; 2.Tính được 2 0 10,5 / , rad s 20,2 rad 3. 29,7 d A W J 4. P=19,8W 1 điểm 1 điểm 1 điểm 1 điểm . Sở GD&ĐT Bắc Giang Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh vòng 2 Cụm Việt Yên môn : Vật lý _lớp 12 ( Thời gian làm bài 180 phút ) Bài 1: ( 5 điểm) Cho. mạch bằng: .cos 2 1 2 1 22 0 2 tLILiW t Tổng năng lượng dao động của mạch: . 2 1 2 0max LIWW t Nên vào thời điểm t, năng lượng điện trường của mạch là: .sin 2 1 22 0 tLIWWW tđ . 1điểm 0,5điểm 0,5 điểm S 1 S 2 l A d k=1 k =2 k=0 Hỡnh 2 Ta suy ra : ) 12( 2 ) 12( 2 2 k kd l . Vỡ l > 0 nên k = 0 hoặc