Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật lý

Đề thi có 01 trang Câu 1: (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có = 8V, r =2 Ω . Điện trở của đèn là R 1 = 3 Ω ; điện trở R 2 = 3 Ω . Biến trở AB được con chạy C 1 được chia làm hai phần R AC1 và R C1B .Nguồn điện xoay chiều u có biểu thức: u = 25 2 cos 100 π t (V), tụ điện có điện dung C = π 5 10 2 − F ; cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L= π 2 10.5,2 − H. a.Khi K 1 đóng ở chốt (2), K 2 đóng , xác định sơ đồ cách mắc điện trở mạch ngoài ? b. Khi K 1 đóng vào chốt (1), K 2 ngắt, dịch chuyển con chạy C sao cho R AC1 = 2 Ω và R C1B = 1 Ω . Viết biểu thức u L , u C ? Câu 2:( 3 điểm). Một xi lanh thẳng đứng kín hai đầu, trong xi lanh có một pittông khối lượng m (có thể trượt không ma sát). Ở trên và dưới pittông có hai lượng khí như nhau. Ban đầu ở nhiệt độ 27 0 C thì tỉ số thể tích phần trên và phần dưới 1 2 4 V n V = = . Hỏi nếu nhiệt độ tăng lên đến 327 0 C thì tỉ số thể tích phần trên và phần dưới 1 2 ' ' V V là bao nhiêu ? Câu 3:( 5 điểm). Một cái đĩa nằm ngang, có khối lượng M = 200 g, được gắn vào đầu trên của một lò xo thẳng đứng có độ cứng k= 20 N/m. Đầu dưới của lò xo được giữ cố định. Đĩa có thể chuyển động theo phương thẳng đứng. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của không khí. cho gia tốc trong trường g =10 m/s 2 . 1.Ban đầu đĩa ở vị trí cân bằng. Ấn địa xuống một đoạn 5 cm, rồi thả cho đĩa tự do. Lấy trục toạ độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc O trùng với vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trên xuống, gốc thời gian là lúc thả đĩa. Viết phương trình dao động của đĩa? 2.Đĩa đang nằm ở vị trí cân bằng, người ta thả một vật có khối lượng m=100 g rơi tự do từ độ cao h = 80 m so với mặt đĩa. Va chạm giữa vật và mặt đĩa là hoàn toàn đàn hồi. Sau va chạm đầu tiên, vật nảy lên và được giữ lại không cho rơi xuống đĩa nữa. a.Tính vận tốc của đĩa ngay sau khi va chạm vào vật ? b.Tính tần số góc ' ω và biên độ dao động A’ của đĩa? c.Viết phương trình dao động của đĩa. Lấy mốc thời gian là lúc vật chạm vào đĩa, trục toạ độ, gốc toạ độ như trên. Câu 4:( 5 điểm).Trong thí nghiệm giao thoa của hai sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S 1 và S 2 dao động với tần số f = 50 Hz, tác động lên hai điểm A và B trên mặt nước cách nhau 8 Cm. Xét điểm M trên mặt nước cách A khoảng d 1 = 28 cm và cách B khoảng d 2 = 22 cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa điểm M và trung trực của AB con có 3 dãy cực đại khác nữa. a.Tính vận tốc truyền sóng trên mặt nước. b.Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB c.Gọi C và D là hai điểm sao cho ABCD là hình vuông. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD Câu 5:(3 điểm). Sử dụng các dụng cụ: Một cuộn dây đồng; một chiếc cân với một bộ các quả cân; một ăcquy; một vôn kế; một ampe kế và một số bảng tra cứu về vật lý. Hãy xác định thể tích của một căn phòng lớn hình khối hộp chữ nhật. ----------Hết----------- K , r R A B C RK (2) (1) C LU ~ SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT.DTNT CON CUÔNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010-2011 MÔN: VẬT LÍ ( Thời giai làm bài 180 phút- Không kể thời gian phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG KHỐI 12 MÔN VẬT LI Câu 1: 4điểm a. Khi K 1 đóng ở chốt (2), K 2 đóng: { (R AC1 // R BC1 ) nt R 2 } // R 1 b. Khi K 1 đóng vào chốt (1), K 2 ngắt: Điện trở thuần của mạch điện là: R= 1+ 233 2).33( ++ + = 2,5 Ω Dung kháng: Z C = C ω 1 = 5 Ω Cảm kháng: Z L = L ω = 2,5 Ω Tổng trở của mạch điện: Z= 22 )( CL ZZR −+ = 2,5 2 Ω Cường độ hiệu dụng trong mạch: I 0 = 10 A Độ lệch pha giữa u và i: Tan ϕ = R ZZ CL − = - 1 ⇒ 4 π ϕ −= rad. Điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu tụ và hai đầu cuộn cảm:U C = 50 V; U L = 25 V Biểu thức điện áp hai đầu tụ và hai đầu cuộn cảm là: u C = 50co s( 100 24 ππ π −+ t ) = 50co s(100 t π - 4 π ) V u L = 25co s( 100+ 4 3 π ) V 1 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ Câu 2 3 điểm Vì pitông nằm cân bằng nên : 1 2 1 2 ' ' p S mg p S p S mg p S + = + = ⇒p 1 -p’ 1 =p 2 -p’ 2 ⇒p 2 -p 1 =p’ 2 -p’ 1 ⇒(n-1)p 1 =(m-1)p’ 1 1 1 ' 1 1 p n p m − = − (1) mặt khác V 1 +V 2 =V’ 1 +V’ 2 ⇒ 1 1 1 1 ' n m V V n m + + = ⇒ 1 1 ' 1 . 1 V m n V n m + = + (2) Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở trên ta có: 1 1 1 1 1 2 ' 'PV P V T T = ⇒ 2 1 1 1 1 1 ' ' . T P V T P V = (3) thay (1),(2) vào (3)và thay số ta có 3 5 2 . 1 4( 1) m m m = − + ⇒8m 2 -15m-8=0 m=2,3(nhận) m<0 (loại) Vậy 1 2 ' ' V V =2,3 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ Câu 3: 5điểm 1.Phương trình dao động có dạng : x = A cos( ω t + ϕ ) cm Trong đó: A= 5 cm; m k = ω = 10 rad/s ϕ = 0 rad. Vậy : x = 5 cos( 10 t) cm 2.a) Tính vận tốc của đĩa ngay sau khi va chạm. Vận tốc của vật m trước khi va chạm vào đĩa: v = gh2 = 40 m/s Coi hệ va chạm là hệ kín nên áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: mv=mv 1 +Mv 2 (1) Vì va chạm là đàn hồi xuyên tâm nên động năng được bảo toàn: 2 2 mv = 2 2 1 mv + 2 2 2 Mv (2) Từ (1) và (2) ta tìm được vận tốc của đĩa sau khi va cham: v 2 = Mm mv + 2 = 80/3= 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ CHÚ Ý : + Trong từng phần của mỗi bài hoặc cả bài, học sinh có thể làm theo cách khác, nhưng kết quả vẫn đúng và hợp lý, thì vẫn cho điểm tối đa của phần đó hoặc bài đó. + Sai đơn vị đo trừ 0,1 đ cho một lần phạm lỗi. . NGHỆ AN TRƯỜNG THPT.DTNT CON CUÔNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2010-2011 MÔN: VẬT LÍ ( Thời giai làm bài 180 phút- Không kể thời gian phát đề) HƯỚNG. phút- Không kể thời gian phát đề) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG KHỐI 12 MÔN VẬT LI Câu 1: 4điểm a. Khi K 1 đóng ở chốt (2), K 2 đóng: