SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA ĐỀ THI CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT, BTTHPT. LỚP 9THCS Năm học 20072008 Môn thi: Vật lý. Lớp 12.THPT Ngày thi: 28032008 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi này có 4 câu, gồm 1 trang. Câu 1 : Một đoạn mạch điện gồm ba phần tử R = 30Ω, L = 0,2H, vàC = 50μF mắc nối tiếp với nhau vànối tiếp vào 2 nguồn điện: Nguồn điện một chiều U0 = 12V vànguồn điện xoay chiều U = 120V, f = 50Hz. a) Tính tổng trở của đoạn mạch vàcường độ dòng điện đi qua đoạn mạch. b) Tính độ lệch pha giữa hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch vàdòng điện trong mạch. Nhận xét về kết quả tìm được. c) Vẽ giãn đồ véc tơ các hiệu điện thế giữa hai đầu của R, của L, của C vàcủa toàn mạch. d) Cuộn cảm vàtụ điện ở đây cóvai trògì? Cóthể bỏ đi được không ? Câu 2 : 1. Một người cận thị lấy kính của mình ra khỏi mắt vàquan sát một vật bất động bằng cách xêdịch thấu kính giữa mắt vàvật. (Khoảng cách giữa mắt vàvật cố định bằng L). Vào lúc người này nhìn thấy ảnh của vật đang nhỏ bỗng nhiên lớn lên vôcùng, thìvị trícủa mắt, thấu kính vàvật cómối quan hệ như thế nào ? 2. Một lăng kính thuỷ tinh códạng làmột phần tư hình trụ , đạt nằm trên bàn.(xem hình1) . Chùm sáng đơn sắc đến theo hướng vuông góc với mặt thẳng đứng của lăng kính. Hãy xác định những vị trísáng trên mặt bàn phía sau lăng kính. Biết bán kính trụ R = 5cm vàchiết suất của thuỷ tinh làn = 1,5. Câu 3 : Một khối băng códạng hình tháp đáy vuông, nổi trên mặt nước. Phần nổi cóchiều cao làh =10m. Biết khối lượng riêng của băng là900 kgm3, của nước là1000 kgm3. Lấy g =10ms2. Xác định chu kìdao động bécủa khối băng theo phương thẳng đứng. Câu 4 : Một vận động viên cao h0= 2m, thực hiện cúnhảy từ độ cao h = 25m so với mặt nước. (xem hình 2). Chân vận động viên được buộc chặt vào một sợi dây đàn hồi sao cho sau khi nhảy không cóvận tốc ban đầu thìđầu của vận động viên lúc thấp nhất chỉ chạm mặt nước, còn lúc cao nhất cách mặt nước Δh = 8m. Lấy g = 10ms2. a) Xác định chiều dài của sợi dây ở trạng thái không giãn. b) Xác định vận tốc vàgia tốc cực đại cóđược trong quátrình chuyển động. HẾT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH. Số báo danh: ……………………. …........................ h Hình 2 R n Hình 1Năm học 20072008 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ. THPT Câu 1 : a) Ta có ZL = ωL = 62,8Ω ; ZC = 1ωC = 63,7Ω . Suy ra Z = R Z Z 2 2 2 L C = 30,01Ω. Dòng một chiều không qua tụ điện nên I = UZ ≈ 4A. b) Độ lệch pha giữa h.đ.t và dòng điện toàn mạch là cosφ = R Z ≈ 1. + Suy ra φ ≈ 0. Trong mạch có cộng hưởng. c) Ta có: UR = IR ≈ 120V = U; UC = IZC = 255V; UL = IZL = 251V. Các dữ liệu trên cho giản đồ véc tơ gồm các dữ liệu tính được từ trên cộng thêm hiệu điện thế một chiều U0. Hình vẽ bên. d) Tụ C có tác dụng ngăn dòng một chiều đi qua R. Tụ C làm cho U và I lệch pha. Cuộn L làm cho mất sự lệch pha. Với vai trò C, L như trên, không thể bỏ đi một trong hai và hoặc đồng thời cả hai. Câu 2 : Kính người cận thị là TK phân kì. Theo bài ra ta có hình vẽ bên. Góc trông ảnh tgφ = L d d H (1) Mặt khác d d f 1 1 1 và d d H h suy ra d = d f df và H = d f hf d d h (2) Thay (2) vào (1) ta có d L d Lf hf tg ( ) . Với h, f và L không đổi, tgφ cực đại (ảnh lớn vô cùng) khi mẫu số cực tiểu. Mà mẫu cực tiểu khi d = L 2 tức là khi đó TK ở vị trí chính giữa mắt và vật. 2. Chỉ tia sáng có góc tới α nhỏ hơn góc tới hạn mới ló ra khỏi lăng kính để chiếu xuống mặt bàn. Tức là sinα ≤ sinαth = 2 3 1 n . Từ hình vẽ ta có cosαth = R x R . Với cos cosαth = 1 sin 2th . Suy ra R + x = 6,71 cm. Hay x = 1,71 cm. Với các tia sáng gần mặt bàn, điều kiện tương điểm được thoả mãn, phần lăng kính mà tia sáng đi qua có thể coi như TK mỏng, do vậy chùm song song hội tụ tại tiêu điểm. Trong đó R n f 1 1 1 hay f = R(n1) = 10 cm. Vậy khoảng sáng trên mặt bàn cách lăng kính một đoạn (1,7110)cm. 0 UR≈U+U0 I UL UC ≈ UL L d d f φ H h α x α RCâu 3 (4 điểm): Gọi S là diện tích đáy khối băng, s là diện tích tiết diện cắt ngang mặt nước.Thể tích của khối băng và phần nổi của nó là V0= 3 SH và V= 3 sh . Ngoài ra hệ số tỉ lệ là 2 h H s S và 3 0 h H V V Khối băng sẽ nổi cân bằng nếu lực Acsimet = trọng lượng của nó. Tức là 3 3 3 SH g SH sh ng b Hay ρn(H3h3) = ρbH3. Suy ra H = h 3 n b n Nếu khối băng dao động bé, lệch khỏi phương thẳng đứng một khoảng x thì lực đẩy acsimet tăng giảm một lượng là ΔF = ρng.ΔV = ρng.s.x = (K)x. Do vậy, tảng băng sẽ dđđh với tần số 2 F x M với M = b V. Theo trên ta có: 2 2 n n n n b 3 . . 3 . 3 b b b gs gs h g g M V H h . Chu kì dao động là T = n b b g h 3 2 2 ≈ 10,9 s. Câu 4 (2 điểm): Gọi l0 là chiều dài sợi dây, l1 là chiều dài khi giãn nhiều nhất: l1= (hh0) = 23m. Lúc sợi dây giãn ít nhất chiều dài là l2 = (l1Δh) = 15m. Độ giảm thế năng hấp dẫn = thế năng đàn hồi cực đại. Vì vậy nếu coi trọng tâm của vận động viên ở chính giữa thì: mgh = k(l1l0)22. () Ngoài ra, trạng thái cân bằng: mg = k(l2 l0). () Kết hợp () và () ta có l02 2h l1l0 l12 2hl2 0 Thay số có l02 4l0 221 0. Nghiệm dương
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA ĐỀ THI CHÍNH THỨC Số báo danh: …………………… … KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT, BTTHPT LỚP 9THCS Năm học 2007-2008 Môn thi: Vật lý Lớp 12.THPT Ngày thi: 28/03/2008 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi có câu, gồm trang Câu : Một đoạn mạch điện gồm ba phần tử R = 30Ω, L = 0,2H, vàC = 50μF mắc nối tiếp với vànối tiếp vào nguồn điện: Nguồn điện chiều U0 = 12V vànguồn điện xoay chiều U = 120V, f = 50Hz a) Tí nh tổng trở đoạn mạch vàcường độ dòng điện qua đoạn mạch b) Tí nh độ lệch pha hiệu điện hai đầu đoạn mạch vàdòng điện mạch Nhận xét kết tìm c) Vẽ giãn đồ véc tơ hiệu điện hai đầu R, L, C vàcủa toàn mạch d) Cuộn cảm vàtụ điện cóvai trògì? Cóthể bỏ không ? Câu : Một người cận thị lấy kính mì nh khỏi mắt vàquan sát vật bất động cách xêdịch thấu kính mắt vàvật (Khoảng cách mắt vàvật cố định L) Vào lúc người nhìn thấy ảnh vật nhỏ nhiên lớn lên vôcùng, thìvị trícủa mắt, thấu kí nh vàvật cómối quan hệ ? Một lăng kính thuỷ tinh códạng làmột phần tư hì nh trụ , đạt nằm bàn.(xem hình1) Chùm sáng đơn sắc đến theo hướng vuông góc với mặt thẳng đứng lăng kính Hãy xác định vị trísáng mặt bàn phía sau lăng kính Biết bán kính trụ R = 5cm vàchiết suất thuỷ tinh = 1,5 R n Hình Câu : Một khối băng códạng hì nh tháp đáy vuông, mặt nước Phần cóchiều cao làh =10m Biết khối lượng riêng băng là900 kg/m3, nước là1000 kg/m3 Lấy g =10m/s2 Xác định chu kìdao động bécủa khối băng theo phương thẳng đứng Câu : Một vận động viên cao h0= 2m, thực cúnhảy từ độ cao h = 25m so với mặt nước (xem hình 2) Chân vận động viên buộc chặt vào sợi dây đàn hồi cho sau nhảy không cóvận tốc ban đầu thìđầu vận động viên lúc thấp chạm mặt nước, lúc cao cách mặt nước Δh = 8m Lấy g = 10m/s2 h a) Xác định chiều dài sợi dây trạng thái không giãn b) Xác định vận tốc vàgia tốc cực đại cóđược quátrì nh chuyển động Hình -HẾT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2007-2008 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ THPT Câu : a) Ta có ZL = ωL = 62,8Ω ; ZC = 1/ωC = 63,7Ω Suy Z = R Z L2 ZC2 = 30,01Ω Dòng chiều không qua tụ điện nên I = U/Z ≈ 4A UL R b) Độ lệch pha h.đ.t dòng điện toàn mạch cosφ = ≈ Z + Suy φ ≈ Trong mạch có cộng hưởng c) Ta có: UR = IR ≈ 120V = U; UC = IZC = 255V; UL = IZL = 251V Các liệu cho giản đồ véc tơ gồm liệu tính từ cộng thêm hiệu điện chiều U0 Hình vẽ bên UR≈U+U0 I UC ≈ -UL d) Tụ C có tác dụng ngăn dòng chiều qua R Tụ C làm cho U I lệch pha Cuộn L làm cho lệch pha Với vai trò C, L trên, bỏ hai đồng thời hai Câu : Kí nh người cận thị TK phân kì Theo ta có hình vẽ bên H Góc trông ảnh tgφ = (1) L d d ' h φ H d' 1 H Mặt khác d' h d d d' f f d df d' hf suy d' = vàH = h (2) L d f d d f hf Thay (2) vào (1) ta có tg Với h, f L không đổi, tgφ cực đại (ảnh lớn d ( L d ) Lf vô cùng) mẫu số cực tiểu Mà mẫu cực tiểu d = L tức TK vị trí mắt vật Chỉ tia sáng có góc tới α nhỏ góc tới hạn ló khỏi lăng kính để chiếu xuống mặt bàn Tức sinα ≤ sinαth = α α R x R Từ hình vẽ ta có cosαth = Rx n Với cos cosαth = sin th Suy R + x = 6,71 cm Hay x = 1,71 cm Với tia sáng gần mặt bàn, điều kiện tương điểm thoả mãn, phần lăng kính mà tia sáng qua coi TK mỏng, chùm song song hội tụ tiêu điểm 1 hay f = R/(n-1) = 10 cm Vậy khoảng sáng mặt bàn cách lăng n 1 f R kính đoạn (1,71-10)cm Trong Câu (4 điểm): Gọi S diện tích đáy khối băng, s diện tích tiết diện cắt ngang mặt nước.Thể tích khối băng phần V0= Ngoài hệ số tỉ lệ s h S H V h V0 H SH sh vàV= 3 h H Khối băng cân lực Acsimet = trọng lượng SH SH sh b g 3 Tức n g Hay ρn(H3-h3) = ρbH3 Suy H = h n n b Nếu khối băng dao động bé, lệch khỏi phương thẳng đứng khoảng x lực đẩy acsimet tăng giảm lượng ΔF = -ρng.ΔV = -ρng.s.x = (-K)x Do vậy, tảng băng dđđh với F / x tần số với M = b V Theo ta có: M gs gs h2 2 hb n n 3g n 3g n b Chu kì dao động T = 2 M bV b H h b 3g n b ≈ 10,9 s Câu (2 điểm): Gọi l0 chiều dài sợi dây, l1 chiều dài giãn nhiều nhất: l1= (h-h0) = 23m Lúc sợi dây giãn chiều dài l2 = (l1-Δh) = 15m Độ giảm hấp dẫn = đàn hồi cực đại Vì coi trọng h tâm vận động viên thì: mgh = k(l1-l0)2/2 (*) Ngoài ra, trạng thái cân bằng: mg = k(l2 -l0) (**) Kết hợp (*) (**) ta có l02 2h l1 l0 l12 2hl2 Thay số có l02 4l0 221 Nghiệm dương tìm l0 = 13m Khi vị trí có vận tốc lớn gia tốc nhỏ mvm2 k l2 l0 mgl2 h0 2 Đó vị trí cân l = l2 Tại đó: hay mg mvm2 mgl2 l0 hay mg = 2k mgl2 h0 Hệ số đàn hồi sợi dây làk = l2 l0 2 Thay vào ta có v = g l2 l0 2h0 ≈ 17,8 m/s ≈ 64 km/h Gia tốc lớn lực tác dụng lên vận động viên lớn nhất, vị trí thấp Khi F = k(l1- l2) = k Lực gấp lần trọng lượng nên am = 4g = 40 m/s2 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2008-2009 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túcTHPT Ngày thi: 28/03/2009 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi có 10 câu, gồm 01 trang Số báo danh …………………… Câu1 (6 điểm): Một lắc đơn thực dao động điều hoàtại nơi cógia tốc trọng trường g 2 = 10m/s2, với chu kìT = s a) Tính chiều dài lắc b) Chọn thời điểm ban đầu t = làlúc góc lệch 0 lắc cực đại dương, với cos0 = 0,955 Viết phương trình dao động (li độ phụ thuộc thời gian) lắc Câu2 (1,5 điểm): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm ống dây nối tiếp với tụ điện Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch làu = 120 cos100t (V) Điện áp hiệu dụng hai dầu cuộn dây hai cực tụ điện UL = UC = 120V Hãy chứng tỏ ống dây cóđiện trở vàtính giátrị điện trở biết dòng điện qua đoạn mạch cócường độ hiệu dụng làI = 2A Câu3 (6 điểm): Một đoạn mạch điện gồm tụ điện cóđiện dung X A C B 3 10 C= F nối tiếp với hộp kín X (hình bên) Biết hộp X cóhai ba phần tử (điện 5 trở R, cuộn dây cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch uAB= 200cos(100t + ) (V) vàdòng điện chạy qua đoạn mạch i = 2cos100 t (A) Hỏi hai phần tử hộp làgì? Tính giátrị phần tử hộp Câu4 (3,5 điểm): Một chất điểm dao động điều hoàtrên phương trục x cóphương trình chuyển động x = 10cos25t (cm,s) Hãy xác định quãng đường chất điểm từ thời điểm t = đến thời điểm t = 0,03s Câu5 (1 điểm): Xác định li độ thời điểm mà động lần dao động tử điều hoà, biết biên độ dao động 4cm Câu6 (1 điểm): Một sóng hình sin cótần số 110Hz truyền không khítheo phương với tốc độ 340m/s Tính khoảng cách nhỏ hai điểm màdao động chúng: a) pha ; b) ngược pha ; c) lệch pha phần tư chu kì Câu7 (0,5 điểm): Hãy chứng tỏ hai biểu thức tính chu kìT = l.g 1 vàT = 2 m.k 1 có thứ nguyên (đơn vị đo) Câu8 (0,5 điểm): Một dây dẫn AB cóchiều dài L = 0,5m, cố định hai đầu vàcódòng điện xoay chiều tần số f chạy qua Biết tần số dòng điện không đổi vàcógiátrị 40Hz < f < 60Hz Khi dây AB nằm vuông góc với đường sức từ từ trường không đổi thìtrên dây tạo sóng dừng Vận tốc truyền sóng dây làv = 10m/s Hãy xác định số bụng sóng dừng dây Câu9 (0,5 điểm): Một kim cương chiếu sáng ánh sáng có tần số f = 0,55.1015 s-1 Chiết suất kim cương tia sáng n = 2,46 Bước sóng tia sáng chân không kim cương ? Câu10 (0,5 điểm): Quĩ đạo vệ tinh nhân tạo làđường tròn nằm mặt phẳng xích đạo Hãy xác định độ cao cần thiết để vệ tinh đứng yên mặt đất Cho bán kính trung bình trái đất R = 6378km, khối lượng trái đất M = 5,976.1024kg , số hấp dẫn G = 6,672 10-11N.m2/kg2 -HẾT -SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2008-2009 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túc THPT Ngày thi: 28/03/2009 Câu1 (6 điểm): + T = 2 l g l gT 4 (1,0 đ) + Thay số ta có l 0,4m + S = S0cos(t + ) (1,0 đ) Trong đó: = 2/T = rad/s (1,0 đ) S0 = 0l = l sin0 = l cos20 0,04m (1,0 đ) S0 = S0cos => = (1,0 đ) Vậy S = 4cos5t (cm,s) (1,0 đ) Câu2 (1,5 điểm): + Nếu ống dây cóđiện trở thìU |UL-UC| Nhưng |UL-UC| = nên suy RL 0 (0,5 đ) + ZC = UC/I = 60 + (0,25 đ) ; RL2 Z L2 = UL/I = 60 + Suy RL2 Z L2 = ; +Z= RL2 (ZL ZC )2 = U/I = 60 RL2 (ZL ZC )2 => ZL = (ZL - ZC) + Vậy ZL = ZC/2 = 30 Thay ZL vào Câu3 (6 điểm): + Độ lệch pha dòng vàthế (0,25 đ) (0,25 đ) RL2 Z L2 ta có R = 30 chứng tỏ mạch cóR (0,25 đ) (1,0 đ) + Dòng điện i chậm pha điện áp /4 chứng tỏ mạch phải cócảm kháng lớn dung kháng Kết luận làtrong hộp kín cóđiện trở vàcuộn cảm (1,0 đ) U X + cos = R/Z => R = Z.cos = cos (1,0 đ) A C B I0 + Thay số ta có R = 100 (1,0 đ) + tan = (ZL - ZC)/R => ZL = Rtan + ZC (1,0 đ) 1,5 + Với ZC = 1/C = 50 thay số ta có ZL = 150 => L = ZL/ = (H) (1,0 đ) Câu (3,5 điểm): + Tại thời điểm t = thìx0 = 10cos0 = 10 cm (0,5 đ) + Tại thời điểm t = 0,03s: xt = 10cos25.0,03 cm (0,5 đ) 3 (0,5 đ) cm -7,07 cm (0,5 đ) + Chu kìcủa dao động T = 2/ = 0,08s (0,5 đ) + Nhận xét thời gian chuyển động đãcho t < T/2 nên S = A + |xt| (0,5 đ) + Thay số ta cóS 17,07cm (0,5 đ) + xt = 10cos + xt = -10 Câu5 (1 điểm): (0,25 đ) + Ta có Wd = 4Wt & Wt + Wd = Wtp = Wtmax + Suy Wt = kA => 10 2 kx = kA 10 (0,25 đ) A (0,25 đ) + Thay số ta có x 1,8cm (0,25 đ) + Hay x = Câu6 (1 điểm): v + Ta có (0,25 đ) f + Hai điểm dao động pha cách Nên lmin1 = 340/110 3,1m (0,25 đ) Nên lmin2 = 340/220 1,55m T + Hai điểm dao động lệch pha cách Nên lmin2 = 340/440 0,77m 4 + Hai điểm dao động ngược pha cách (0,25 đ) (0,25 đ) Câu7 (0,5 điểm): l m + Ta có s m / s2 g + m kg N /m k (0,25 đ) kg s kg.m s2 m (0,25 đ) Câu8 (0,5 điểm): + Lực từ làlực cưỡng vànócótần số tần số dòng điện xoay chiều Khi cósóng dừng dây L = n (0,25 đ) + Mặt khác nv nv v => f = Thay số 40 < < 60 => < n < hay n = 2L 2L f (0,25 đ) Câu9 (0,5 điểm): v c ; n f v + Ta có c nf (0,25 đ) + Thay số ta có 0 = c/f 0,545m = c/nf 0,222m (0,25 đ) Câu10 (0,5 điểm): + Vệ tinh chuyển động tròn xung quanh trái đất nên: mM 2 m ( R h) m ( R h) ( R h) T G (0,25 đ) GMT R Để vệ tinh "đứng yên" chu kì T = 24 = 86 400 s Thay số ta có 4 h 35697 km (0,25 đ) + Suy h = -HẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA ĐỀ THI CHÍNH THỨC Số báo danh … .…… …………… KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2011-2012 Môn thi: VẬT LÍ Lớp 12 THPT Ngày thi: 23 tháng năm 2012 Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có trang, gồm câu … Câu (2 điểm) Một thẳng, đồng chất, tiết diện nhỏ, dài 2(m) có khối lượng M=3(kg) Thanh quay mặt phẳng nằm ngang, quanh trục cố định thẳng đứng qua trọng tâm Thanh đứng yên viên đạn nhỏ có khối lượng m = 6(g) bay mặt phẳng nằm ngang chứa có phương vuông góc với cắm vào đầu Tốc độ góc sau va chạm 5(rad/s) Cho momen quán tính trục quay I= M Tính tốc độ đạn trước cắm 12 vào Câu (4 điểm) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m = 100(g) lò xo nhẹ có độ cứng k = 100(N/m) Nâng vật nặng lên theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vận tốc 10 30 (cm/s) thẳng đứng hướng lên Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật nặng Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O vị trí cân Lấy g = 10(m/s2); π 10 a) Nếu sức cản môi trường không đáng kể, lắc lò xo dao động điều hòa Tính: - Độ lớn lực đàn hồi mà lò xo tác dụng vào vật lúc t = 1/3(s) - Tốc độ trung bình vật khoảng thời gian 1/6(s) b) Nếu lực cản môi trường tác dụng lên vật nặng có độ lớn không đổi FC=0,1(N) Hãy tìm tốc độ lớn vật sau truyền vận tốc Câu (4 điểm) π Một lắc đơn dao động với biên độ góc α < , có mốc chọn vị trí cân vật nặng a) Tính tỉ số động vật nặng vị trí mà lực căng dây treo có độ lớn trọng lực tác dụng lên vật nặng b) Gọi độ lớn vận tốc vật nặng động v1, độ lớn lực căng dây treo trọng lực tác dụng lên vật nặng v2 Hãy so sánh v1 vàv2 Câu (3 điểm) k Cho mạch điện hình 1, nguồn điện có suất điện động E, điện trở r = 0,5 , cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C Ban đầu khóa k đóng, E,r C L dòng điện ổn định ngắt khóa k, mạch có dao động điện từ với chu kì T = 10-3(s) Hiệu điện cực đại hai tụ điện gấp n = lần suất điện động nguồn điện Bỏ qua điện trở mạch dao động, tìm điện dung C (Hì nh 1) độ tự cảm L Câu (3 điểm) Cho mạch điện không phân nhánh hình 2, gồm có điện trở R=80 , cuộn dây L không cảm tụ điện C Điện áp hai điểm P Q có biểu thức u PQ =240 2cos100πt(V) π a) Dòng điện hiệu dụng mạch I= 3(A) , uDQ sớm pha uPQ , uPM lệch pha π so với uPQ Tìm độ tự cảm, điện trở r cuộn dây điện dung tụ điện b) Giữ nguyên tụ điện C, cuộn dây L điện áp hai điểm P Q cho, thay đổi điện trở R Xác định giá trị R để công suất tiêu thụ đoạn mạch PM cực đại P R D C M L,r Q Câu (2 điểm) (Hì nh 2) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, thực đồng thời với hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 λ , khoảng vân tương ứng thu quan sát i1 = 0,48(mm) vài2 Hai điểm A, B quan sát cách 34,56(mm) AB vuông góc với vân giao thoa Biết A B hai vị trí mà hai hệ vân cho vân sáng Trên đoạn AB quan sát 109 vân sáng có 19 vân sáng màu với vân sáng trung tâm Tìm i2 Câu (2 điểm) A Một dây AB có chiều dài , treo thẳng đứng vào điểm cố định A hình Khối lượng m dây phân bố chiều dài tạo lực căng a) Tính tốc độ truyền sóng ngang dây điểm M cách đầu B dây khoảng x M b) Tính thời gian để chấn động từ đầu A dây hết chiều dài x dây nh 3) B (Hì Hết -SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2012 - 2013 Môn thi: VẬT LÝ Lớp 12 BT THPT Ngày thi: 15 tháng 03 năm 2013 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 05 câu, gồm 01 trang Câu (4.0 điểm) Khi treo vật nhỏ khối lượng m0 vào lò xo có khối lượng không đáng kể lắc có chu kì dao động T0 = s Hỏi: a Nếu thay vật m0 vật khác có khối lượng m1 = 2,25m0 thìchu kìdao động T1 lắc ? b Mắc song song với lò xo ban đầu lò xo giống hệt gắn vật m0 để tạo thành lắc lò xo Xác định tần số lắc Câu (4.0 điểm) Một sóng học truyền dọc theo trục Ox từ nguồn O Phương trình dao động nguồn O uO cos20t (cm) , vận tốc truyền sóng v 50 cm / s Giả thiết trình truyền biên độ sóng không thay đổi a Viết phương trình sóng M cách nguồn O đoạn 10,625 cm b Xác định điểm N gần O dao động vuông pha với dao động O Câu (4.0 điểm) Mạch chọn sóng máy thu vô tuyến gồm: cuộn dây cảm có độ tự cảm L H , tụ điện có điện dung C 20 pF Cho vận tốc ánh sáng chân không c 3.108 m / s a Tính tần số dao động riêng mạch, mạch bắt sóng có bước sóng bao nhiêu? b Để mạch bắt dải sóng có bước sóng từ 60 m đến 120 m cần ghép thêm với tụ C tụ xoay Cx Hỏi phải ghép Cx với C Cx có giá trị ? C L, r Câu (4.0 điểm) A R M B N Hì nh Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ 1, điện trở R 20 , cuộn dây không cảm có độ tự cảm L 0,3 H , điện trở hoạt động r 10 , tụ điện có điện dung C biến thiên Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều có phương trình u 120 cos(100t ) (V ) a Với C C1 mF , viết biểu thức dòng điện mạch biểu thức điện áp 6 hai điểm A, N b Tìm C C2 để điện áp hiệu dụng hai điểm M, B có giá trị cực tiểu Tính giá trị cực tiểu Câu (4,0 điểm) Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng, khoảng cách hai khe sáng a = mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến quan sát D m a Nguồn sáng S phát xạ đơn sắc có bước sóng 0,45 m Xác định vị trí vân sáng bậc vân tối thứ b Nguồn S phát đồng thời ba xạ đơn sắc có bước sóng 1 0,4 m , 2 0,5 m , 3 0,6 m Xác định khoảng cách ngắn hai vân sáng màu với vân trung tâm số vân sáng quan sát khoảng HÕT Giám thị coi thi không giải thích thêm! SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2013 - 2014 Môn thi: VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC Lớp 12 THPT Ngày thi: 20 tháng 03 năm 2014 Số báo danh Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 08 câu, gồm 02 trang Câu 1: (2,5 điểm) Một ròng rọc kép gồm hai ròng rọc có dạng hai đĩa tròn đồng chất gắn chặt, đồng trục Ròng rọc lớn có bán kính R1 = 10 cm, ròng rọc nhỏ có bán kính R2 = cm, vành ròng rọc có rãnh để quấn dây Nếu dùng sợi dây nhẹ, không dãn đầu quấn vành ròng rọc lớn đầu buộc vào vật m1 = 300 g ( hình 1) buông nhẹ cho vật chuyển động gia tốc chuyển động m1 làa1 Nếu thay vật m1 vật m2 = 500 g, quấn dây vào vành ròng rọc R1 ● R2 O a Điều chỉnh L = L1 , C = C1 điện áp hiệu dụng hai điểm A, N N, B UAN = 160 V, UNB = 56 V công suất tiêu thụ mạch điện P = 19,2 W Tính giá trị R, L1 C1 b Điều chỉnh C = C2 thay đổi L, nhận thấy L = L2 = H điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại Tìm giá trị C2 giá trị cực đại điện áp hiệu dụng Câu (2,5 điểm) Cho mạch dao động hì nh 4: C1 vàC2 cac điện dung hai tụ điện, L độ tự cảm cuộn cảm Biết C1 = F, C2 = F, L = 0,4 mH Điện trở khóa K dây nối không đáng kể a Ban đầu khóa K đóng, mạch có dao động điện từ với điện tích C C cực đại tụ C1 làq0 = 1,2.10-5 C Tính chu kỳ dao động riêng mạch cường độ dòng điện cực đại mạch b Tại thời điểm điện áp hai tụ C1 đạt cực đại người ta mở khoáK Xác định độ lớn cường độ dòng điện mạch thời điểm điện áp hai tụ C1 không L K Hình Câu (2,5 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng với ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,6 μm, khoảng cách chứa khe S chứa hai khe S1, S2 80 cm, khoảng cách hai khe S1, S2 0,6 mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe S1, S2 đến quan sát m Trên quan sát, chọn trục Ox song song với S1S2, gốc O trùng với giao điểm đường trung trực S1S2 với màn, chiều dương chiều từ S2 đến S1 a Cần dịch chuyển khe S theo phương song song với Ox đoạn nhỏ theochiều để điểm có tọa độ + 1,2 mm có vân tối b Thay nguồn S nguồn S’ đặt vị trí lúc đầu S, S’ phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng = 0,48 μm = 0,672 μm Xác định tọa độ vị trí mà vân tối hai xạ trùng Câu (2,5 điểm) Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử Hidro gồm hạt nhân electron chuyển động tròn đềuxung quanh hạt nhân Ở trạng thái bản, bán kính quỹ đạo electron r = 5,3.100 -11 m (bán kính Bo) Hãy tính tốc độ dài electron quỹ đạo Cho điện tích electron có độ lớn e =1,6.10-19 C, số điện k = 9.10 N.m / C9 2 Con mắt người có đường kính mm Mắt người bắt đầu có cảm giác ánh sáng cóít 100 photon lọt vào mắt giây Một nguồn sáng phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,6μm theo hướng với công suất nguồn 2,4 W Hỏi người đứng xa cách nguồn sáng mà trông thấy nguồn sáng Bỏ qua hấp thụ ánh sáng môi trường Cho số P-lăng h = 6,625.10-34Js, tốc độ ánh sáng chân không 3.108 m/s Câu (2,0 điểm) Có hai hộp kín, biết bên hộp chứa điện trở R, hộp chứa tụ C Hãy lập phương án thí nghiệm đơn giản ( có giải thích ) để hộp chứa R, hộp chứa C với dụng cụ sau: vôn kế nhiệt có điện trở lớn, ống dây cảm có độ tự cảm L (Z L ≠ ZC), nguồn điện xoay chiều u = U cos2πft (V) (U, f không thay đổi) HÕT Giám thị coi thi không giải thích thêm ! SỞ GD & ĐT THANH HOÁ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2013 - 2014 ĐÁP ÁN MÔN THI: VẬT LÝ LỚP: 12 THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 20 - - 2014 Thời gian làm 180 phút (không kể thời gian giao đề) d = |O1O2 + x2 – x1 = 20 + 5cos(2ωt) - 10cos(ωt – π)| (cm) * Biến đôi toan hoc: d = | 20 + 5(2cos2ωt – 1) + 10cosωt = 15 + 10(cos2ωt + cosωt)| Þ d = |15 Câu 2,5 điểm + 10(cos ωt + .cosωt + ) – 2,5| = |12,5 + (cosωt + )| Vậy khoảng cach nhỏ nhât giưa hai vật dmin = 12,5cm xảy cosωt = * Để tìm khoảng thời gian kể từ lúc thả đến đat khoảng cach cực tiểu lân đâu tiên ta giải phương trình trên: cosωt = - = cos(± ) Vậy, hoăc t = 1/3 + k ( k = 0; 1; 2; ) hoăc t = -1/3 + k ( k = 1; 2; ) Từ ta lây nghiệm : tmin = 1/3 (s) a Tìm tốc độ truyền sóng số cực đại AB * Điều kiện để M dao động cực đại: d - d = k.2 λ Þ kλ = 25 20,5 = 4,5 (cm) Vìgiữa M đường trung trực AB có vân giao thoa cực đại Tại M vân dao thoa cực đại thứ nên k = Từ λ = 1,5 (cm) Þ v = λ f = 20.1,5 = 30 (cm/s) * Điều kiện để M’ AB có dao động cực đại: d2 – d1 = k λ (với k = 0; 1; ) d1 + d2 = AB nên: d1 = (kl+ AB) / Điều kiện < d1; d2 < AB hay < (kλ + AB)/2 < AB AB AB Thay số vào tìm được: U ÞHộp X chứa tụ C - Nếu số UL ; UX < U Þ Hộp X chứa R 0,5 đ * Nếu hộp X chứa tụ C Þ U Vậy: = U L + U C Hay U = | UL - UC | Hoặc U = UL - UC Þ UL = U + UC > U Hoặc U = UC – UL Þ UC = U + UL > U 0,5 đ * Nếu hộp X chứa R Þ U = U Vậy : UR ; UL < U L +U R Hay U2 = UL2 + UR2 0,5 đ -HẾT Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2014 - 2015 Môn thi: VẬT LÍ Lớp 12 BT THPT Ngày thi: 25 tháng 03 năm 2015 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Đề có 05 câu, gồm 01 trang Câu (4,0 điểm) Một vật dao động điều hoà với biên độ A = cm chu kì T = s Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương a Tính tần số dao động vật viết phương trình dao động vật b Tìm quãng đường vật sau thời gian t = s DI Câu (4,0 điểm) Tại điểm O mặt nước có nguồn sóng dao động theo phương vuông góc t cm với mặt nước với phương trình uo = 0,5cos240p ( ) DII a) Biết khoảng cách gợn lồi liên phương truyền sóng ℓ=1,0 (cm) Tính tốc độ truyền sóng mặt nước b) Viết phương trình dao động sóng điểm M mặt nước cách O đoạn d = 0,5cm DIII Câu (3,0 điểm) Đặt vào hai đầu đoạn mạch R, L, C nối tiếp điện áp xoay chiều u = 200 2cos(100πt)(V) Cho biết R = 100 Ω , cuộn dây cảm có độ tự cảm L = H tụ điện có điện dung C thay đổi 10-4 a Cho C = F Tính cường độ dòng điện hiệu dụng chạy mạch công suất tiêu thụ 2π mạch b Tìm C để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại, tính giá trị cực đại DIV Câu ( 3,0 điểm) Mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L 10 H , tụ điện có điện dung C 10 F Điện tích cực đại tụ điện trình dao động Q0 = 3,8.10-6C a) Tính tần số lượng mạch dao động b) Khi lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn dây điện tích tụ điện có độ lớn bao nhiêu? Câu (6,0 điểm) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, nguồn phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ1 Trên quan sát, đoạn thẳng MN=20 mm (MN vuông góc với hệ vân giao thoa) có 10 vân tối, M N vị trí vân sáng a) Tính khoảng vân i1 ánh sáng đơn sắc nói b) Tính khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ nằm hai phía vân trung tâm DV c) Thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ =2 M vị trí vân sáng giao thoa Hãy tính số vân sáng lúc đoạn MN HÕT Giám thị coi thi không giải thích thêm! DVI SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC HD GIẢI CHI TIẾT CÂU ĐIỂM Câu 1.a a Tìm tần số viết phương trình dao động vật: * Tần số dao động vật: f = 1/T = 0,5 Hz 3,0 đ * Phương trình dao động vật có dạng: Li độ: x = Acos(ωt +φ) Vận tốc: v = -ωAsin(ωt +φ) 2π Tần số góc: ω = = π(rad / s) T 1,0 0,5 1,0 * Khi t = thì: x = v > nên: 4cosφ = -ωAsinφ > Þ φ = - 0,5 * Vậy phương trình dao động vật là: x = 4cos(πt - ) (cm) 1.b 1,0 đ b Tìm quãng đường vật * Ta có: t = s = 1,5T Nhận xét: Trong chu kì quãng đường vật 4A vàtrong 0,5T là2A Quãng đường vật sau s là: s = 4A + 2A = 6A = 24 cm Câu 2.a - Khoảng cách n gợn lồi liên tiếp: l = (n-1)l 2,0 đ = l = =1 Bước sóng: l 0,5 (cm) ……………………………………………… n-1 w f= =120Hz - Tần số sóng 2p ………………………………………………………… 2.b 2,0đ - 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Tốc độ truyền sóng: v = f = 60 cm/s Vì sóng truyền từ O đến M nên phương trình sóng M có dạng: uM = Acos(2pft - 0,5 -2p d l )(cm) 1,0 1,0 Thay số tính được: uM = 0,5cos(240p pt -2 )(cm) Câu 3.a a Tính cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch công suất tiêu thụ mạch : 2,0 đ - Cảm kháng cuộn dây: Z =L ωL =100Ω - Dung kháng tụ điện: Z =C = 200Ω ωC 0,5 * Tổng trở mạch: Z = R +(Z -Z ) =100 2 L C Ω 0,5 U * Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch: I = = 2A 0,5 Z * Công suất tiêu thụ mạch: P = I2R = 200 W 3.b 1,0đ 0,5 b Tìm C để công suất tiêu thụ mạch đạt cực đại, tính công suất cực đại : 0,5 U R2 Công suất tiêu thụ mạch là: P = I R = 22 R +(Z -Z )L C với ẩn số ZC (Đáp án gồm trang) DVII KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2014-2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ Lớp 12 BT THPT Ngày thi: 25 tháng năm 2015 10-4 * Do U, R, ZL không đổi nên công suất đạt cực đại khi: ZL = ZC = 100Ω hay C = F π 0,25 U2 * Công suất cực đại là: P = = 200 W R 4.a 2đ 0,25 Tần số dao động: f= 2p LC Þ =f 0,5 0,5 = 5000Hz 10-2 10-6 .p pp Q2 Năng lượng toàn phần mạch: W = o 2C W = 22,68.10-6 ( )J Thay số tính được: 0,5 0,5 4.b 1đ Khi lượng điện lượng từ ìWđ =Wt Þ Wtđ=W = 1W íđ + =Wt W îW 0,5 Hay Câu 5.a 2,0đ 5.c 2,0đ q 11Q = C 22C q Q0 Þ= = 2,7 (mC) 0,25 0,25 Vì MN có 10 vân tối nên MN =10i1 Vậy i1 = 5.b 2,0đ MN 1,0 1,0 = 2mm 10 Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ nằm hai phía vân trung tâm d = +2i1 3,5i1 = 5,5i1 1,0 Vậy d =11mm 1,0 Vìl2 = 5l1 Þ =i2 5i1 Þ 3i2 = 5i1 3 Vậy MN =10i1 = 6i2 1,0 0,5 Vì M vân sáng nên N vân sáng, MN có vân sáng l2 0,5 25 Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa ! DVIII -HẾT - 26 ... HÓA KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2008-2009 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túcTHPT Ngày thi: 28/03/2009 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi) Đề thi có... DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA ĐỀ THI CHÍNH THỨC Số báo danh … .…… …………… KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2011-2 012 Môn thi: VẬT LÍ Lớp 12 THPT Ngày thi: 23 tháng năm 2 012 Thời gian : 180 phút... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ ĐỀ CHÍNH THỨC Số báo danh KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2 012 - 2013 Môn thi: VẬT LÝ Lớp 12 BT THPT Ngày thi: 15 tháng 03 năm 2013 Thời gian: 180 phút