dap an hsg tinh nghe an bang b 12

Sở Gd&Đt Nghệ an Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh khối 12 Năm học 2008 - 2009 hớng dẫn và biểu điểm Chấm đề chính thức (Hớng dẫn và biểu điểm chấm gồm 05 trang) Môn: Vật lý lớp 12 THPT - bảng b ---------------------------------------------- Câu ý Nội dung Điểm Câu1 4,5đ + Do A va chạm với B là đàn hồi nên động lợng và động năng hệ đợc bảo toàn. ' ' 1 1 2 2 ' 2 ' 2 1 1 2 ( ) ( ) 2 2 2 mv mv mv mv m v m v = + = + ur uur ur 0,5đ + Chọn chiều dơng cùng chiều với 1 v ur suy ra: ' ' 1 1 2 2 ' 2 ' 2 1 1 2 ( ) ( ) 2 2 2 mv mv mv mv m v m v = + = + ' ' 1 2 1 0,v v v = = 0,5đ +Tơng tự cho va chạm từ quả cầu B trở lại quả cầu A, ta đợc: '' ' '' 1 2 2 , 0v v v= = + Sau va chạm quả cầu này truyền hoàn toàn vận tốc cho quả cầu kia. Hệ thống dao động tuần hoàn, mỗi con lắc tham gia một nửa dao động. 0,5đ + Chu kỳ dao động 1 2 1 ( ) 2 T T T= + với T 1 là chu kì dao động con lắc đơn, T 2 là chu kì dao động của con lắc gắn với thanh và lò xo. 0,5đ + Ta biết chu kỳ dao động của con lắc đơn 1 2 1,4( ) l T s g = = 0,25đ Ta tìm T 2 bằng phơng pháp năng lợng: +Chọn mốc thế năng trọng trờng tại mặt phẳng ngang qua m khi cân bằng. +Xét vật m tại vị trí có li độ x: -Động năng của quả cầu E đ = 2 2 mv 0,25đ -Thế năng trọng trờng E t1 = 2 2 mgx l 0,25đ -Thế năng n hi: E t2 = 2 2 1 2 8 kx kx = 0,25đ +Cơ năng của hệ: E = E đ + E t1 + E t2 = 2 2 mv - 2 2 2 8 mgx kx l + (1). Do không có lực cản nên E = const. 0,5đ +Lấy đạo hàm 2 vế của (1) theo thời gian t, ta đợc: mvv - ' ' 0 4 mgxx kxx l + = 0,25đ L 12 THPT - Bảng B 1 Vạch dấu D 1 Vạch dấu D 2 Hay x +( ) 0 4 k g x m l = . +Vậy vật dao động điều hòa với tần số góc 4 k g m l = và chu kì 2 2 0,4T s = = 0,25đ +Hệ dao động tuần hoàn với chu kỳ 1 2 1 ( ) 2 T T T= + = 0,7 + 0,2 = 0,9s 0,5đ Câu2 4,0đ Xét tại thời điểm t thanh có vận tốc v, dòng điện trong mạch i. +Suất điện động cảm ứng trong thanh Bvl = 0,5đ +i qua mạch biến thiên nên cuộn dây xuất hiện suất điện động tự cảm ' tc Li = 0,5đ +Do R = 0 nờn 0 tc i L Bvl t + = = . Suy ra i x L Bl t t = 0,5đ +Tại thời điểm ban đầu t = 0, x 0 = 0 và i = 0. suy ra ,i i x x = = Li = Blx i = Bl x L 0,5đ + Vì ở dây P và N cân bằng nên lực gây ra gia tốc cho m chính là lực từ F = Bil. + Ta có: Bli = mx 2 '' ( ) 0 Bl x x mL + = 0,5đ +Do 2 ( )Bl const mL = Đặt '' 2 0 Bl x x mL = + = +Phơng trình trên có nghệm x = Acos( )t + . Chứng tỏ thanh kim loại dao động điều hòa với tần số góc Bl mL = 0,5đ +Theo điều kiện ban đầu: t = 0, x o = 0 , v = v 0 suy ra 0 cos 0 sin A A v = = 0 0 , 2 v v mL A rad Bl = = = 0,5đ +Vậy phơng trình dao động của thanh MN là: x = 0 v mL Bl cos( Bl mL t- ) 2 0,5đ Câu3 4,5đ a +Khi k ngắt q 1 = 0 ; q 2 = 0 nên tổng điện tích các bản phía trái của các tụ điện q = 0. +Sau khi k đóng: ' ' 1 2 ,q CE q CE= = nên q = ' ' 1 2 2q q CE+ = 0,5đ +Điện lợng từ cực dơng của nguồn đến nút A là q = 2CE. +Gọi điện lợng qua AM là q 1 , qua AN là 2 q , ta có: q = 1 2 q q + = 2CE (1) 0,5đ +Gọi I 1 , I 2 là cờng độ dòng điện trung bình trong đoạn AM và AN, ta 0,5đ L 12 THPT - Bảng B 2 có : 1 1 1 2 2 2 2 2 q I t I R q I t I R = = = = (2) +Từ (1) và (2) suy ra: 1 2 4 2 ; 3 3 CE CE q q = = 0,5đ +Điện lợng dịch chuyển từ M đến N. ' 1 1 4 3 3 MN CE CE q q q CE = = = 0,5đ b +Công của nguồn điện làm dịch chuyển điện tích q trong mạch là : A = q E = 2CE 2 0,25đ +Năng lợng của hai tụ sau khi tích điện: W = 2. 2 2 1 2 CE CE= 0,25đ +Điện trở tơng đơng của mạch AM là: R AM = 2 3 R +Tổng nhiệt lợng tỏa ra trên các điện trở là: Q AM + Q r = A - W = CE 2 (3) 0,5đ +Trong đoạn mạch mắc nối tiếp nhiệt lợng tỏa ra tỉ lệ thuận với điện trở nên: 4 3 AM AM r Q R Q r = = +Từ (3) và (4) ta đợc: 2 4 7 AM Q CE= 0,5đ +Trong đoạn mạch mắc song song nhiệt lợng tỏa ra tỉ lệ nghịch với điện trở nên: 2 2 2 2 8 2 3 21 R R AM R Q R Q Q CE Q R = = = = 0,5đ Câu4 4,0đ +Hai bình chứa cùng một loại khí lý tởng, áp dụng phơng trình Clapâyrôn Menđêlêep. M PV RT à = (1) 0,5đ +Gọi khối lợng khí lúc đầu bình A v B l M A v M B v khối l - ợng khí sau khi mở van là ' A M và ' B M . +Tổng khối lợng khớ không đổi: M A + M B = ' ' A B M M+ (2) 0,5đ +Mặt khác sử dụng (1) ta có : P A V A = . . . A A A A A A P V M RT M R T à à = ; P B .V B = . . . B B B B B B M P V RT M R T à à = (3) 0,5đ +Sau khi mở van một thời gian, hai bình cân bằng áp suất P nên : ' ' A B P P= = P 0,5đ +áp dụng (1) ta có : ' A P V A = ' ' . . . A A A A A PV M RT M R T à à = ; ' B P .V B = ' ' . . . B B B B B M PV RT M R T à à = (4) 0,5đ +Từ (4) thay vào (2) ta đợc : L 12 THPT - Bảng B 3 . . . . . . . . . . . . A A B B A B A B A B P V P V P V PV R T R T R T R T à à à à + = + . . . . A A B B A B A B A B P V P V PV P V T T T T + = + 0,5đ +Thay V B = 4V A , ta c : . .4 . .4 A A B A A A A B A B P V P V P V P V T T T T + = + . 4 . . 4 . ( 4 ) . . . A B B A B A B A A B A B A B P T P T P T P T P T T T T T T T T + + + = = 0,5đ 5 5 . 4 . 5.10 .330 4.10 .300 4 4.300 330 A B B A A B P T P T P T T + + = = + + = 1,86.10 5 Pa 0,5đ Câu5 3,0đ 1. Cơ sở lí thuyết. +áp dụng định luật II Niutơn ta có phơng trình chuyển động của viên bi: ma = Vg( - o ) - 6 à Rv 0,25đ +Khi v tăng thì c f cũng tăng lên nên khi v đủ lớn thì: Vg ( - o ) - 6 à Rv 0 Bi chuyển động đều. +Vậy ta chỉ cần đo v lúc đó là suy ra đợc. à = 2 0 0 ( ) ( ) 2 6 9 Vg R g Rv v = (*) 0,5đ +Nừu dùng phép tính chi tiết ta có kết quả rõ ràng hơn: m dt dv = Vg( o ) 6 à Rv 0 0 0 ( ( ) 6 Rv) 1 . ( ) 6 Rv 6 R ( ) 6 Rv d Vg dv dt dt Vg m Vg m à à à à = = v = 6 0 ( ) (1 ) 6 R t m Vg e R à à +Khi t đủ lớn thì e t 0 v = 2 0 0 ( ) ( ) 2 6 9 Vg R g R à à = à = 2 0 0 ( ) ( ) 2 6 9 Vg R g Rv v = . 2. Bố trí thí nghiệm cách tiến hành. +Dựng ống thẳng đứng. 0,25đ L 12 THPT - Bảng B 4 +Đổ dầu nhớt vào gần đầy ống. +Dùng 2 vòng dây lồng phần trên và dới ống. + Bớc 1: Dùng thớc kẹp đo đờng kính bi một số lần, suy ra giỏ tr trung bỡnh ca bỏn kớnh R, ghi lại kết quả bán kính R của bi. 0,25đ + Bớc 2: - Thả thử 1 viên bi để xác định tơng đối vị trí nó bắt đầu chuyển động đều. Vòng dây vị trí đó (vạch s 1). Vòng dây thứ hai gần đáy ống (cách khoảng 7 10cm),(vạch số 2). Đo khoảng cách D 1 D 2 = l, ghi lại kết quả. 0,25đ +Bấm đồng hồ khi bi đI qua vạch số 1 và 2 ta đợc khoảng thời gian chuyển động của bi là t, ghi kết quả vào giấy. 0,25đ +Thay đổi vị trí D 1 xuống gần D 2 hơn, th bi vo ng, o l v t. 0,25đ +Thay đổi D 1 vài lần nữa và tiến hành nh trớc. Sau mỗi lần đo ta ghi tất cả các kết quả vào giấy. 0,25đ 3. Xử lý số liệu: +Ta thay các giá trị R, l, t tơng ứng mỗi lần đo vào công thức (*): 0,25đ 4. Đánh giá sai số và nhận xét. +Sau mỗi lần thay đổi l, t, ta lại tìm đợc mt giá trị à . +Tính à và sai số à . +Kết luận hệ số ma sát nhớt là : à = à + à . 0,25đ +Sai số do : Đo kích thớc bi v xác định vị trí vạch số 1 ch a chính xác, bấm đồng hồ đo thời gian không kịp thời 0,25đ Chú ý: Học sinh giải theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. L 12 THPT - Bảng B 5 Vạch số 1 Vạch số 2 . = ; P B .V B = . . . B B B B B B M P V RT M R T à à = (3) 0,5đ +Sau khi mở van một thời gian, hai b nh cân b ng áp suất P nên : ' ' A B P P=. . . . A A B B A B A B A B P V P V P V PV R T R T R T R T à à à à + = + . . . . A A B B A B A B A B P V P V PV P V T T T T + = + 0,5đ +Thay V B = 4V A ,