Đang tải... (xem toàn văn)
Tương ứng trạng thái của vật tức thời thay đổi từ M đến N trên đường tròn... 2 là một nhánh parabol có dạng như hình vẽ.[r]
(1)3 UBND TỈNH BẮC NINH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2015 - 2016
Môn thi: Vật lý - Lớp 12
TT Nội dung Điểm
Câu
4.0đ a) Ở VTCB lò xo bị giãn Dl0: k.Dl0 = mg Suy
0
0, 2.10
12, / 0, 16
mg
k N m
l
= = =
D
Chu kỳ dao động hệ:
0
0,
2 0,
12, m
T s
k
p p
= = =
b) Dưới tác dụng lực F VTCB vật m dịch chuyển xuống đoạn:
2,
0, 20 12,
F
l m cm
k
D = = = =
* Chọn trục toạ độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc toạ độ trùng vớ i vị trí cân vật sau có lực F tác dụng Khi đó, vị trí ban đầu vật có toạ độ -Dl
* Tại toạ độ x độ biến dạng lò xo (x +Dl), theo định luật II Niutơn: - k(x + Dl) + F = ma
- k(x + F
k ) + F = ma - kx = ma x
’’ + 2
x = Trong 12, 2,5π rad/s
0, k
m
Vật dao động điều hoà với phương trình: x = Acos( t )
Trong thời gian lực F tác dụng vật dao động điều hòa quanh VTCB Do vật ban đầu đứng yên nên biên độ dao động:
20
A = D =l cm
Do
5
t T
D =
nên quãng đường vật được: S = 4.A+ A = 100cm
c) Do thời gian vật chịu tác dụng lực F D =t 3.10-3s = T0 nên ta bỏ qua dịch chuyển vật m thời gian
Xung lực F gây cho vật m vận tốc v Ta có
. .
FD =t m v
Vận tốc m sau đó: 105.3.10
1, 575 / 0,
F t
v m s
m
-D
= = =
Vậy biên độ dao động m: 1, 575
0, 20 2,
v
A m cm
w p
= = = =
d) Do va chạm với đàn hồi nên sau va chạm vật tốc vật đổi chiều mà không thay đổi độ lớn
Tương ứng trạng thái vật tức thời thay đổi từ M đến N đường tròn Như chu kỳ dao động vật
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.5đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ
0.25đ O
h k
k
-l
M
N
(2)4
2
.0, 0, 53 s
3
T = T = »
0.25đ Bài
3.0đ
a) - Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vịng trịn đồng tâm cách bước sóng
Vậy : 6 cm
v f
= 120cm/s
b) – Năng lượng sóng phân bố mặt sóng, nên theo phương truyền sóng, xa O, lượng sóng giảm Gọi dA bán kính mặt sóng A, d bán kính mặt sóng M , W lượng sóng cung cấp nguồn O 1s, đơn vị dài mặt sóng nhận lượng W0 W
2d
- Nếu a biên độ sóng điểm khảo sát cách O khoảng d, W0 a2 hay W0 =
ka2 suy W W
2
ka a
d k d
; đặt W
2
K k a2 K
d
- Với d dA0,1 m aA 3cm, ta có : 32 0,1
K - tương tự M cách O khoảng d
M
K a
d - Kết hợp lại ta có:
2
0,1 0,1
3
3 M M
a
a
d d
cm
0, 95
M
d (cm) (biên độ sóng M) c) – Biên độ sóng B:
2
0,1 3
0, 2
B A
B
A B
a d
a cm
a d
- Do B cách A 10
cm
Nên A sớm pha B
10
, pha B thời điểm t1 biểu diễn dường trịn
Sau
( )
60 s tức 3
T
pha B biểu diển đường trịn hình vẽ
Ta li độ B 2cm
xuống
0.5đ 0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ Bài
5.0đ 1
160
C
Z ; ZL 100 a.
R Z Z R
U Z
Z R
R U P
C L C
L
2 2
2
) (
)
(
Áp dụng bất đẳng thức Cosi được: R ZLZC 60 => Pmax = 120W
b. Chứng minh với hai giá trị khác R mà cho cơng suất góc lệch pha u i tương ứng 1, 2 thỏa mãn 1+2 =
2
(HS phải chứng minh
0.5đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ
A M
dM
dA
O
2/3
B, t1
A, t1
(3)5 điều này)
Mà giải thiết cho: 1 = 22
3
Khi R = R1 : tan1 =
1
R
Z ZL C
3 20
R
Khi R = R2 : tan2 =
3
2
R
Z ZL C
3 60
R
Công suất : 60
2
2
R R
U
P W
0.25đ
0.25đ 0.25đ 0.25đ 2
- Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p =
* Khi n2 1500(vịng/phút) tần số dịng điện: 2
1500.2 50
60 60
n p
f Hz
2 f2 314
(rad/s)
- Vì bỏ qua điện trở máy nên: U2 E2 200V
- Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ:
2 2
C
U
I U C
Z
200.10 3145 0, 628A
* Với vận tốc quay rôto n vịng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định cách tổng quát :
2 NBS
U E (vì điện trở 0) - Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ :
2
C
U NBSC
I UC
Z
Với
2
60
np f
- Suy
2 2 2
2
2
60
2 3600
NBSC np NBSC p
I n K n
- Với
2
4 3600
NBSC p
K số
I K n
đường biểu diễn phụ thuộc I với n - tốc độ quay rơ to, có dạng nhánh parabol có bề lõm hướng lên chiều dương toạ độ
- Với n0 : I =
- Với n1150v/ph : I1K(150)2
2 1500
n v/ph: I2 K(1500)2 0, 628 A
1
1
150
0, 00628
1500 100 100
I I
I I
A
- Đồ thị I = K n nhánh parabol có dạng hình vẽ
0.25đ 0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ 0.25đ Câu
3.0 đ a.* Bước sóng:
- Ta có: i D i a
a D
1
8 ( ) 15 m
2 0, 4( m)
* Vị trí vân gần trung tâm có màu với vân trung tâm
- Vị trí vân có màu với vân trung tâm vị trí hai vân sáng hai xạ trùng
0.25đ 0.25đ
(4)6 x1 = x2 Û k1 1l = k2 2l
hay 4k1 = 3k2
- Vị trí vân trùng gần vân trung tâm ứng với giá trị nguyên nhỏ k1, k2 thỏa mãn phương trình k1= 3, k2= khoảng cách tới trung tâm x=3i1=4i2=2,4mm
b. *Tổng số vân sáng
- Trong khoảng hai vân trùng liên tiếp có vân sáng l1và vân sáng củal2
- Trong khỏang hai vân màu với vân trung tâm, đối xứng với qua vân trung tâm gần vân trung tâm có vân sáng l1và vân sáng củal 2 có vị trí trung tâm trùng nên có tổng 5+ 7-1=11vân sáng
c Tìm vị trí vân sang trùng với vân tối:
Điều kiện:
1 2
2
2
1
2
k
k i k i
k
ổ ửữ +
ỗ + ữ = =
ỗ ữ
ỗ ữ
ỗố ứ
Biểu diễn: ( ) ( )
1
2k + 1= 2n + ; 2k = 2n + với n nguyên
Trong miền giao thoa : 9, 2 2 9, 2, 1,
2 mm k i mm n
- £ £ Û - £ £ Vậy có
vị trí thỏa mãn vân tối i1 trùng vân sáng i2 tương ứng n bằng: -2; -1; 0; Các vị trí cách vân trung tâm khoảng x cho bảng sau:
n -2 -1
k1 -5 -2
k2 -6 -2
x (mm) -3,6 -1,2 1,2 3,6
0.5đ 0.5đ 0.25đ 0.25đ
0.25đ 0.25đ
0.25đ
0.25đ Câu
5.0đ
a) Áp dụng định luật bảo tồn điện tích hạt nhân bảo toàn số nuclon cho phản ứng
235 140
92 38 30
A
Z
U + n ® X + Y + n
Ta được: 235+1=A+140+3 suy A=93
92=38+Z suy Z=54 Năng lượng tỏa phản ứng:
E m c
D = D
Do nơtron thứ cấp có động nên động nơtron
3
n
E m c
K = D = D
Vận tốc nơtron thứ cấp bằng:
8
2K 2.0, 006675
3.10 2.10 m/ s
3 3.1, 008665
n n
n n n
m c m
v c
m m m
D D
= = = = =
b) Sau lần va chạm với nguyên tử cacbon Do hạt chuyển động phương nên theo định luật bảo toàn động lượng lượng ta được:
' '
n n C C n n m v = m v + m v
Và
2 ' '
2 2
n n C C n n
m v m v m v
= +
Với 12
C
n m
m = ta
' 11
13
n n
v = - v
0.5đ 0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.5đ
(5)7 Về độ lớn
' 11 13
n n
v = v
Sau N lần va chạm nơ tron trở thành nơ tron nhiệt có động cỡ kBTph, tức có vận tốc
23
3 27
2k
2K 2.1, 38.10 300
2, 22.10 m/ s 1, 008665.1, 66.10
B ph n
n n
T v
m m
-= = = =
Ta có
11 13
N
n v = v ổ ửữỗ ữỗ ữỗ ữ
ỗố ứ Suy
ln ln
55 ln 13 ln 11
n
v v
N = - =
- lần
Vậy phải sau 55 lần va chạm chạm nơtron thứ cấp trở thành nơtron nhiệt c) Ta có phản ứng:
238 239
92 94
A Z U + n = Pu + X
Áp dụng định luật bảo toàn ta A=0 Z=-1 Vậy X electron Độn cực đại electron
2
ax 238 239
2Kem = DE = (mU + mn - 2me - mPu )c
Thay số ta
13 ax 3, 82.10
em
K = - J
Vận tốc electron
8
2K
9, 16.10 / > c = 3.10 / e
e
e
v m s m s
m
= =
Vô lý Ta phải sử dụng công thức tương đối tính
2
1
1
e e
K m c
b
ổ ửữ
ỗ ữ
ỗ
= ỗ - ữữ
ỗ ữữ
ỗ
-ố ø
e v
c b =
Ta b = 0, 9843 hay v = 2,95.108 m/s
0.25đ
0.25đ
0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ
0.25đ 0.25đ
Chú ý:
+ Học sinh có cách giải khác cho điểm tối đa