DỀ THI HSG VẬT LÝ 12

Trang 1 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO (Đề thi gồm 02 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ - LỚP 12 THPT Ngày thi: 02/4/2012 Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10 (cm) cùng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình u = Acos100  t (mm) trên mặt thoáng của thuỷ ngân, coi biên độ không đổi. Xét về một phía đường trung trực của AB ta thấy vân bậc k đi qua điểm M có hiệu số MB - MA = 10 (mm) và vân bậc (k + 5) cùng loại với vân giao thoa bậc k đi qua điểm N có NB – NA = 30 (mm). 1. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt thuỷ ngân và lập phương trình dao động tổng hợp của phần tử tại trung điểm O của AB. 2. Điểm gần nhất dao động cùng pha với nguồn trên đường trung trực của AB cách nguồn A một đoạn bằng bao nhiêu ? 3. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng CD = 2AB. Biết C, D thuộc mặt thoáng chất lỏng, đối xứng nhau qua A và vuông góc với AB. Câu 2: (4,0 điểm) Cho mạch điện xoay chiều như hình 1. Điện áp xoay chiều hai đầu mạch có biểu thức: u AB = U 0 cos100t (V), bỏ qua điện trở các dây nối. Cuộn dây có hệ số tự cảm 1 L 3   (H) và điện trở r, điện dung của tụ điện 3 3.10 C = 16   (F). Điện trở R có thể thay đổi được. 1. Điều chỉnh R đến giá trị R 1 và đo được điện áp hiệu dụng: U AN = 300 (V), U MB = 60 3 (V). Điện áp tức thời u AN lệch pha so với u MB một góc 2  . Tìm U 0 , R 1 và r. Viết biểu thức điện áp tức thời giữa hai điểm A, N. 2. Điều chỉnh R = R 2 đến khi công suất tiêu thụ trên biến trở cực đại. Tính R 2 và giá trị công suất cực đại đó. Câu 3: (3,0 điểm) Mạch dao động của một máy thu gồm một cuộn cảm thuần L và hai tụ điện C 1 , C 2 . Khi tụ điện C 1 mắc nối tiếp C 2 và mắc với cuộn cảm thì mạch dao động thu được sóng có tần số góc 8 1 10 ( / ) rad s    . Khi tụ điện C 1 mắc song song C 2 và mắc với cuộn cảm thì mạch dao động thu được sóng có tần số góc 7 2 4,8.10 ( / ) rad s    . 1. Khi mạch dao động chỉ gồm cuộn cảm mắc nối tiếp với tụ C 1 thì máy sẽ thu được sóng có tần số góc bằng bao nhiêu? 2. Biết L = 1  mH. Tính C 1 và C 2 (biết C 1 > C 2 ). Câu 4: (4,0 điểm) Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng khoảng cách giữa hai khe hẹp S 1 , S 2 là a = 2 mm được chiếu bởi nguồn sáng S. 1. S phát ánh sáng đơn sắc bước sóng  1 , người ta quan sát được 7 vân sáng mà khoảng cách giữa hai vân sáng ngoài cùng đo được 2,394 mm. Tìm bước sóng  1 và cho biết màu của nó, biết màn quan sát cách S 1, S 2 một khoảng D = 1,2 m. 2. S phát đồng thời hai bức xạ: bức xạ  1 , và bức xạ màu lam có bước sóng  (có giá trị trong khoảng từ 450 nm đến 510 nm). Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 6 vân sáng màu lam. Hỏi: a) Giữa hai vân sáng nói trên có bao nhiêu vân sáng có màu của bức xạ  1 ? b) Bước sóng của bức xạ màu lam là bao nhiêu? R Hình 1 L, r C A B M N Trang 2 Câu 5: (3,0 điểm) Một viên bi có khối lượng m, bán kính R, lăn không trượt trên một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng  so với phương ngang (Hình 2). Hệ số ma sát nghỉ là  n . Hệ số ma sát lăn coi như bằng 0. Hỏi góc nghiêng  lớn nhất bằng bao nhiêu để viên bi lăn không trượt? Câu 6: (2,0 điểm) Khi chiếu lần lượt hai bức xạ điện từ có bước sóng  1 = 0,405 m và  2 = 0,1875 m vào catốt của một tế bào quang điện thì các quang electron có vận tốc ban đầu cực đại tương ứng là v 1 và v 2 . Biết v 1 = 2 1 v 2 . 1. Tính công thoát electron của kim loại dùng làm catôt. Xác định độ tăng hiệu điện thế hãm để triệt tiêu dòng quang điện của hai lần chiếu. 2. Xét với bức xạ  1 người ta dùng màn chắn để tách ra một chùm hẹp các quang electron và hướng nó vào một từ trường đều B  có phương vuông góc với véctơ vận tốc của các quang electron. Biết B = 5.10 -5 T. Xác định bán kính cực đại của quỹ đạo electron bay trong từ trường. Cho hằng số Plăng h = 6,625.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m/s, m e = 9,1.10 -31 kg; e = 1,6.10 -19 C. CÂU Ý NỘI DUNG 4.0 ĐIỂM 1 Tính tốc độ truyền sóng và viết phương trình: - Tính tốc độ truyền sóng: Giả sử M, N nằm trên vân giao thoa cực đại      30)5k(NANB 10kMAMB  mm4 5 20  s/m2,0s/mm20050.4fv       - Viết phương trình tổng hợp tại trung điểm O của AB:     }ddtcos{.ddcosA2u 2121O        2 5,12 4,0.2 10 2 AB k 2 AB kd 1    13k min  mm524.13d min1  Câu 1 3 Điều kiện điểm M dao động cực đại trên đoạn AC: 21010dd100 21   21010k100   4,10k25      k = -10, -11, …. 1 4.0 ĐIỂM Câu 2 2 Câu 3 1 - Khi mạch chọn sóng là     L;ntCC 21 :  8 21 nt 1 10) C 1 C 1 ( L 1 LC 1 - Khi mạch chọn sóng là     L;ssCC 21 :    7 21ss 2 10.8,4 )CC(L 1 LC 1 - Khi chỉ dung C 1 và L: 1 LC 1  3.0 ĐIỂM Hình 2 Trang 3 2 - Tớnh C 1 v C 2 : 1 4.0 IM Cõu 4 2 Cõu 5 Chọn chiều dơng cho chuyển động tịnh tiến và quay nh Hình 1.44. Các lực tác dụng vào vật là P , N và msn F . Định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến : Ox : ma = mgsin F msn (1) Oy : 0 = N mgcos (2) Định luật II Niu-tơn cho chuyển động quay : I O = F msn R (3) Điều kiện lăn không trợt : a = R (4) Giải hệ phơng trình : Từ (3) và (4), ta đợc : 2 msn 2 a mR . F R 5 R msn 5F ma 2 Thay vào (1) : msn msn 5F mgsin F 2 msn n 2 F mgsin N 7 Kết hợp với (2) : n 2 mgsin mg cos 7 Suy ra : n tan 3, 5 . 3.0 IM 1 1 2 1 1 eUAmv 2 1 A hc (1) 2 2 2 2 eUAmv 2 1 A hc (2) 4 A hc A hc 1 2 A = ) 11 ( e hc UUU 12 12h = 2.0 IM Cõu 6 2 )A hc ( m 2 v 1 1 eB mv R 1 max Trang 4 . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO (Đề thi gồm 02 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ - LỚP 12 THPT Ngày thi: 02/4/2 012 Thời gian làm bài: 180 phút. Viết phương trình tổng hợp tại trung điểm O của AB:     }ddtcos{.ddcosA2u 2121 O        2 5 ,12 4,0.2 10 2 AB k 2 AB kd 1    13k min  mm524.13d min1  Câu. 1 2 1 1 eUAmv 2 1 A hc (1) 2 2 2 2 eUAmv 2 1 A hc (2) 4 A hc A hc 1 2 A = ) 11 ( e hc UUU 12 12h = 2.0 IM Cõu 6 2 )A hc ( m 2 v 1 1 eB mv R 1 max Trang 4