Đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 10 (19)

Sở giáo dục và đào tạo NB Trờng THPT hoa l A Đề thi giải toán trên máy tính cầm tay Năm 2010- 2011 Môn: Vật lí Lớp 12 Thời gian làm bài: 150 phút im bi thi Cỏc giỏm kho S phỏch Bng s Bng ch Giỏm kho 1 Giỏm kho 2 Chỳ ý: Cỏc hng s vt lý ly trong mỏy,cỏc kt qu tớnh ly 4 ch s ng sau du phy Bi 1: (5 im) Mt ụ tụ bt u ri A v chuyn ng bin i ti B thỡ dng li. Bit AB di 72,3 km. Chuyn ng ca ụ tụ din ra nh sau: thot u ụ tụ chuyn ng nhanh dn u trong 20 giõy, sau ú chuyn ng u trong 1 gi v cui cựng l chuyn ng chm dn u trong 10 giõy. a) Tớnh quóng ng ụ tụ i c trong mi giai on?. b) Tớnh gia tc ca ụ tụ trong hai giai on u v cui.? n v tớnh: Quóng ng (m);Gia tc(m/s 2 ) Cỏch gii Kt qu im Cõu 2. (5 im) Mi nhn ca mt õm thoa chm nh vo mt nc yờn lng rt rng, õm thoa dao ng vi tn s f = 440Hz. Coi biờn súng khụng i khi truyn i. B qua mi ma sỏt. 1. Mụ t hỡnh nh súng do õm thoa to ra trờn mt nc. Bit khong cỏch gia hai ngn súng liờn tip l 4mm. Tớnh tc truyn súng trờn mt nc. 2. Gn vo mt nhỏnh ca õm thoa mt mu dõy thộp nh c un thnh hỡnh ch U cú khi lng khụng dỏng k. t õm thoa sao cho hai u mu dõy thộp chm nh vo mt nc ri cho õm thoa dao ng. a) Mô tả định tính hiện tượng quan sát được trên mặt nước. b) Khoảng cách giữa hai đầu nhánh chữ U là AB = 4,5cm. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng AB. c) Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước sao cho ABCD là hình vuông. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD. Đơn vị tính: Tốc độ (m/s). Cách giải Kết quả Điểm Câu 3(5 điểm) Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ (h.1). Hiệu điện thế xoay chiều hai đầu mạch có biểu thức : u AB = U 0 .sin100πt (V), bỏ qua điện trở các dây nối. Các hiệu điện thế hiệu dụng: U AN = 300 (V) , U MB = 60 3 (V). Hiệu điện thế u AN lệch pha so với u MB một góc 2 π . Cuộn dây có hệ số tự cảm 1 L 3 π = (H) với điện trở r, điện dung của tụ điện 3 3.10 C = 16 π − (F). 1) Tính điện trở r. 2) Viết biểu thức hiệu điện thế u AN. Đơn vị tính: Điện trở ( Ω );Hiệu điện thế (V). Cách giải Kết quả Điểm Câu 4(5 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Bộ nguồn điện gồm 12 pin, mỗi pin có suất điện động 0 E và điện trở trong 0 r 0,1= Ω . Điện trở 1 R 1,2= Ω ; 2 R 1,5 = Ω ; 3 R 2,5= Ω và đèn Đ: 6 V − 3W. a) Tính điện trở tương đương của mạch ngoài. b) Biết đèn Đ sáng bình thường, tính suất điện động 0 E của mỗi pin. c) Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M, N và hiệu suất của bộ nguồn. Thay đèn Đ bằng đèn Đ’: 6 V − 9 W. Đèn Đ’ có sáng bình thường không? Tại sao? R (h .1) L , r C A B M N M N X 1 R 2 R 3 R Đ Đơn vị tính: Điện trở ( Ω );Hiệu điện thế,suất điện động (V);Hiệu suất (%) Cách giải Kết quả Điểm Câu 5(5 điểm) Người ta nối hai pít-tông của hai xilanh giống nhau bằng một thanh cứng sao cho thể tích dưới hai pít-tông bằng nhau.Dưới hai pít-tông có hai lượng khí lý tưởng như nhau ở nhiệt độ t 0 = 27 O C, áp suất p 0 . Đun nóng xilanh (1) lên tới nhiệt độ t 1 = 77 O C đồng thời làm lạnh xi lanh (2) xuống nhiệt độ t 2 = 0 O C. Bỏ qua trọng lượng của pít-tông và thanh nối, coi ma sát không đáng kể, áp suất của khí quyển p a = 10 5 Pa. 1. Tính áp suất khí trong hai xilanh. 2. Xác định sự thay đổi thể tích tương đối của khí trong mỗi xi lanh. Đơn vị tính: Áp suất (Pa);Thể tích(l) Cách giải Kết quả Điểm p a T 2 T 1 2 1 Cõu 6(5 im) Hai vt A v B cú khi lng m 1 =250g v m 2 = 500g c ni vi nhau bng mt si dõy mnh vt qua mt rũng rc cú khi lng khụng ỏng k. Vt B c t trờn mt xe ln C cú khi lng m 3 = 500g trờn mt bn nm ngang. H s ma sỏt gia B v C l k 1 =0.2; gia xe v mt bn l k 2 = 0.02. B qua ma sỏt rũng rc. Ban u vt A c gi ng yờn, sau ú buụng tay cho h 3 vt chuyn ng. Tỡm gia tc ca cỏc vt v lc cng ca si dõy. Tỡm vn tc ca B so vi C thi im 0.1s sau khi buông v di ca vt B trờn xe C trong thi gian ú. n v tớnh: Gia tc(m/s 2 ); Lc cng(N);Vn tc(m/s); di (m) Cỏch gii Kt qu im Cõu 7(5 im) Cho hệ hai thấu kính 0 1 và 0 2 đặt đồng trục cách nhau một khoảng l, có tiêu cự lần lợt là f 1 =20cm và f 2 =-10cm, Một vật phẳng nhỏ AB có dạng là một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính trớc 0 1 và cách 0 1 một khoảng d 1 =30cm a. Cho l = 40cm, xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của ảnh cuối cùng của vật qua hệ. C A B B B B m 2 m 1 m 3 b. Xác định khoảng cách l để độ lớn của ảnh cuối cùng qua hệ không phụ thuộc vào vị trí của vật AB. n v tớnh: V trớ,khong cỏch(cm) Cỏch gii Kt qu im Cõu 8. (5 im) Cho c h nh hỡnh v 1, lũ xo lý tng cú cng k = 100 (N/m) c gn cht vo tng ti Q, vt M = 200 (g) c gn vi lũ xo bng mt mi ni hn. Vt M ang v trớ cõn bng, mt vt m = 50 (g) chuyn ng u theo phng ngang vi tc v 0 = 2 (m/s) ti va chm hon ton mm vi vt M. Sau va chm hai vt dớnh lm mt v dao ng iu hũa. B qua ma sỏt gia vt M vi mt phng ngang. a. Vit phng trỡnh dao ng ca h vt. Chn trc ta nh hỡnh v, gc O trựng ti v trớ cõn bng, gc thi gian t = 0 lỳc xy ra va chm. b. thi im t h vt ang v trớ lc nộn ca lũ xo vo Q cc i. Sau khong thi gian ngn nht l bao nhiờu (tớnh t thi im t) mi hn s b bt ra? Bit rng, k t thi im t mi hn cú th chu c mt lc nộn tựy ý nhng ch chu c mt lc kộo ti a l 1 (N). n v tớnh: Li (cm);Thi gian(s) Cỏch gii Kt qu im Câu 9 (5 điểm) Trong thí nghiệm về sự giao thoa ánh sáng với khe Y-âng, khoảng cách giữa hai khe là 1,3mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn quan sát là 2m. Chiếu sáng 2 khe bằng ánh sáng hỗn hợp gồm 2 ánh sáng đơn sắc: ánh sáng đỏ có bớc sóng 2 = 0,6563 , ánh sáng lục có bớc sóng thì thu đ- ợc hệ vân giao thoa trên màn. Biết vân sáng chính giữa ứng với 2 bức sạ trên trùng nhau. Trên màn quan sát ngời ta thấy giữa 2 vân gần nhất cùng màu với vân chính giữa có 7 vân màu lục. 1. Giữa 2 vân sáng trên có bao nhiêu vân màu đỏ và xác định khoảng cách giữa 2 vân nay biết ánh sáng lục có bớc sóng từ 0.55 đến 0.6 m à 2. Trên màn hứng vân giao thoa rộng 20mm (2mép màn đối xứng qua vân sáng trung tâm) có bao nhiêu vân sáng có màu giống màu vân sáng trung tâm? n v tớnh: Bc súng ( m à ) Cỏch gii Kt qu im Câu 10 (5 điểm) Một chùm hạt có động năng E 1 = 4Mev bắn vào hạt nhân Al 27 13 đứng yên, ngời ta thấy các hạt nơtrôn sinh ra chuyển động theo phơng vuông góc với chuyển động của hạt 1. Tính năng lợng đó ma ? 2. Tính động năng E 2 của hạt nơtron và động năng E 3 của hạt sinh ra sau phản ứng? Tính góc tạo bởi phơng chuyển động bởi 2 hạt đó Cho m = 4,0015u, m Al = 26,97435u; m p = 29,97005u; m n = 1,00876u. n v tớnh: Nng l ng (MeM); ng nng(MeV); Gúc () Cỏch gii Kt qu im Hết Sở giáo dục và đào tạo NB Trờng THPT hoa l A đáp án đề thi thi giải toán trên máy tính cầm tay Năm 2010- 2011 Môn: Vật lí Lớp 12 Câu Đáp án Điểm Câu 1 a) Chn chiu dng theo chiu chuyn ng. Quóng ng ụ tụ i c trong mi giai on: Ta cú 1 2 3 1 2 3 0 v v 0 s s s s t vt t 2 2 + + = + + = + + 1.0 điểm Hay: 10v 3600v 5v 72300 (m) v 20+ + = = (m/s) 1.0 điểm Vy: 1 s 200= (m); 2 s 72000= (m); 3 s 100= (m) Kết quả: 1 s 200= .0000(m); 2 s 72000= .0000(m); 3 s 100= .0000(m) 1.0 điểm b)Gia tc ca ụ tụ trong giai on u v cui: 1 1 v 0 a 1 t = = (m/ 2 s ) ; 3 3 0 v a 2 t = = (m/ 2 s ) Kết quả:a 1 =1.0000m/s 2 ,a 2 = -2.0000m/s 2 2.0 điểm Câu 2 - Trờn mt nc quan sỏt thy cỏc gn súng trũn ng tõm, cú tõm ti im nhn ca õm thoa tip xỳc vi mt nc. - Tc truyn súng trờn mt nc: fv . = = 4.10 -3 .440 = 1,76(m/s) Kết quả:v=1.7600 m/s 2 0.5 điểm a) A v B tha l hai ngun kt hp, hai súng do A, B to ra trờn mt nc l hai súng kt hp. Trờn mt nc s quan sỏt thy hỡnh nh giao thoa ca hai súng: Trờn mt nc xut hin cỏc gn li (cỏc im dao ng vi biờn cc i ) v gn lừm (cỏc im dao ng vi biờn cc tiu ) hỡnh hypebol xen k nhau A v B l hai tiờu im. 0.5 điểm b) S im dao ng vi biờn cc i trờn on AB. - Gi s im M trờn on AB dao ng vi biờn cc i Ta cú: BM AM = k ( k Z ) (1) AM + BM = AB (2) - T (1) v (2): BM = 22 kAB + - K: 0 < BM < AB => AB k AB << => -11,25 < k < +11,25 (3) - Cú 23 giỏ tr ca k Z tha món (3) , vy cú 23 im dao ng vi biờn cc i trờn on AB 2.0 điểm KÕt qu¶:23.0000 cùc ®¹i c) Số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD. - Giả sử điểm N trên đoạn CD dao động với biên độ cực tiểu - ĐK:      −≤−≤− ∈       +=− DBDAddCBCA Zkkdd 21 21 ; 2 1 λ => DBDAkCBCA −≤       +≤− λ 2 1 => 2 1 2 1 − − ≤≤− − λλ DBDA k CBCA => -5,16 ≤ k ≤ 4,16. (4) - Có 10 giá trị của k ∈ Z thỏa mãn (4) ( k = -5, ±4, ±3, ±2, ±1, 0 ), vậy trên đoạn CD có 10 điểm dao động với biên độ cực tiểu . KÕt qu¶: 10.0000 cùc tiÓu 2.0 ®iÓm C©u 3 a) Ta có : ϕ AN + ϕ MB = π/2 . Suy ra : MB AN tg tg ϕ ϕ 1 −= , từ đó : LC L ZZ r rR Z − = + . Vậy : Z L (Z C – Z L ) = r(R + r), hay : )()( R 2 rrLCL UUUUUU +=− (1) 0.5 ®iÓm Mặt khác : 22 R 2 )( LrAN UUUU ++= (2) Và : 222 )( CLrMB UUUU −+= (3) 0.5 ®iÓm Tõ (1) (2) (3) ta cã 2 2 2 . MB r L AN U U U U         = 0.5 ®iÓm Biến đổi ta có : 300 5 60 3 3 U L U r = = , suy ra : r = Z L . 3 100 3 20 5 5 3 = = Ω . KÕt qu¶: r=20.0000 Ω 1.5 ®iÓm b) Ta có : sin(100 ) 0 u U t u AN AN AN π φ = + . + Biên độ : U 0AN = 300 2 (V) +Phabanđầu ANANuANiu AN ϕϕϕϕϕϕϕϕ +−=+−=+= Dođó: rR ZZ tg CL + − = ϕ (ta có : R + r = Z L (Z C – Z L )/r = 100 160 100 3 3 3 100 20 − = Ω    ÷   Suy ra : R = 80Ω 1.0 ®iÓm d 2 d 1 N B A C D [...]... hạt He và hạt P là tan = P1 = 0.2079 P Với Câu 10 1.0 điểm 1.0 điểm 1.0 điểm 1.0 điểm 1.0 điểm = 11.7444066 o = 101 0 44 , 39.86 ,, Chú ý :Học sinh làm cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa Học sinh không làm ra các kết quả trung gian mà đúng kết quả cuối vẫn cho điểm tối đa Mỗi phần gồm mọt nủa số điểm xây dựng công thức và một nửa kết quả Học sinh thi u hoặc sai một đơn vị trừ 0.5 điểm nhng không... và cao gấp đôi vật b)Xác định khoảng cách l : 1.0 điểm / d1 = Ta có k =k1.k2= 0.5 điểm f1 f2 f1 f2 = f1 d1 f 2 d 2 f1 d1 f 2 (l d1/ ) f1 f 2 Câu 8 0.5 điểm 0.5 điểm = f1 f 2 d1 (l f1 f 2 ) + f1 f 2 lf1 0.5điểm k = ( f d )( f l + d1 f 1 ) 1 1 2 d1 f 1 Để ảnh có chiều cao không phụ thuộc vào vị trí của vật thì: 0.5 điểm l - f1- f2= 0 với mọi d1 Suy ra l = f1+f2= 20 +( -10) = 10. 0000 cm 0.5... + Phng trỡnh dao ng ca h hai vt: x = A cos(t + ) v = A sin(t + ) Chn gc thi gian, trc ta nh gi thit, ta cú: x = A cos = 0(cm) v = A sin = 40(cm / s) = k 100 = = 20 rad/s M +m 0,25 (1) (2 1.0 điểm 1.0 điểm T (1) v (2) ta tỡm c A = 2.0000 cm, = /2 + Phng trỡnh dao ng: x = 2.0000cos(20t + /2)(cm 0.5 điểm b Xỏc nh thi gian ngn nht: + Lc tỏc dng vo mi hn l lc kộo khi h vt (M + m) dao ng vi x>0...Tatớnhc: tg = - 0,346 = -19 106 60 Talicú tg AN = ZL R+r = 100 1 AN = 300 3 49 = 190 + 300 = 490 = ( rad ) Vy: u AN 180 Câu 4 3100 = 1.0 điểm =0.8571 (rad) - Biu thc : u AN = 300 2 sin (100 t + 0.8571)(v) a)in tr tng ng ca mch ngoi U2 Ta cú: R = = 12 ) P R (R + R 3 ) A R N = R1 + 2 = 4, 2 R + R2 + R3 I... chớnh l lc n hi ca lũ xo F = k 0.5 điểm x = kx + Mi hn s bt ra khi F 1 kx 1N x 0,01m = 1 cm 1.0 điểm + Thi gian ngn nht t khi lũ xo b nộn cc i cho ti khi mi hn b bt ra l thi gian vt chuyn ng t B n P ( x P = 1 cm) S dng hỡnh chiu chuyn ng trũn u ta xỏc nh c: t min = T/3 = /30 (s) =0 .104 7(s) Câu 9 a) Giữa hai vân cùng màu vân chính giữa có 7 vân màu lục thêm hai 2.0 điểm vân màu lục ở hai đầu... = 0.0392m/s di ca xe B trờn xe C l : a t2 s = BC =1.9613 .10- 3m 2 Câu 7 0.5 điểm 1.0 điểm 1.0 điểm a)Xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của ảnh: 0 0 + Ta có sơ đồ tạo ảnh: AB 1 A1 B1 2 A2 B2 / / d1 d1 d2 d2 0.5 điểm d1 f1 30.20 = = 60(cm) d 1 f 1 30 20 d2= l-d1/= 40 - 60 = -20(cm) d2 f2 ( 20) (10) / = == 20(cm) d2 = d2 f2 20 + 10 0.5 điểm d 1/ d 2/ 60 20 ).( )=( ).( )=2 + Độ phóng... pa 1.0 điểm 1 2 T1 T2 p0V0 p2V2 = (2) T0 T2 A 1.0 điểm m1 B Pớt-tụng cõn bng c hai trng thỏi ta cú: 2p0 = 2pa => p0 = pa ; 2p0 = p1 + p2 ; V1 = V2 (3 2T1 p a = 1,1236 .10 5 Pa ; T (1), (2), (3) => p1 = T1 + T2 2T2 p2 = p a = 0,8764 .10 5 Pa T1 + T2 r r r Gi a1 , a 2 , a 3 ln lt l Cỏc vộct gia tc ca xe A, B, C i vi bn Khi buụng tay cho h chuyn ng thỡ gia B v C xut hin lc ma sỏt trt úng vai trũ l lc . A Đề thi giải toán trên máy tính cầm tay Năm 2 010- 2011 Môn: Vật lí Lớp 12 Thời gian làm bài: 150 phút im bi thi Cỏc giỏm kho S phỏch Bng s Bng ch Giỏm kho 1 Giỏm kho 2 Chỳ ý: Cỏc hng s vt lý. im Hết Sở giáo dục và đào tạo NB Trờng THPT hoa l A đáp án đề thi thi giải toán trên máy tính cầm tay Năm 2 010- 2011 Môn: Vật lí Lớp 12 Câu Đáp án Điểm Câu 1 a) Chn chiu dng theo chiu chuyn. Z L (Z C – Z L )/r = 100 160 100 3 3 3 100 20 − = Ω    ÷   Suy ra : R = 80Ω 1.0 ®iÓm d 2 d 1 N B A C D Tatínhđược: tgϕ = - 0,346 → ϕ = -19 . .106 6 0 Talạicó 100 1 0 30 3100 3 Z L tg AN AN R