Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tính tần số dao động của vật và viết phương trình dao động của vật. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. Tìm C [r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học 2014 - 2015
Mơn 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
Câu (4,0 điểm)
Tại điểm O mặt nước có nguồn sóng dao động theo phương vng góc với mặt nước với phương trình uo =0,5cos 240pt cm( )
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 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 =
π H tụ điện có điện dung C thay đổi
a Cho
4 10 C = F
2π
Tính cường độ dịng điện hiệu dụng chạy mạch công suất tiêu thụ mạch
b Tìm C để cơng suất tiêu thụ mạch đạt cực đại, tính giá trị cực đại Câu ( 3,0 điểm)
Mạch dao động LC lí tưởng gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm L 1.102H
, tụ điện có điện dung C 1.106F
Điện tích cực đại tụ điện trình dao động Q0 3,8.106C
-=
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 λ Trên quan sát, đoạn thẳng MN=20 mm (MN vng 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 c) Thay ánh sáng ánh sáng đơn sắc có bước sóng
2 5λ λ =
3 M vị trí vân sáng giao thoa Hãy tính số vân sáng lúc đoạn MN
-HÕT -Giám thị coi thi khơng giải thích thêm!
(2)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC (Đáp án gồm trang)
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2014-2015
HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN VẬT LÍ Lớp 12 BT THPT
Ngày thi: 25 tháng năm 2015
CÂU HD GIẢI CHI TIẾT ĐIỂM
Câu 1.a
3,0 đ a Tìm tần số viết phương trình dao động vật:* Tần số dao động vật: f = 1/T = 0,5 Hz 1,0 * Phương trình dao động vật có dạng: Li độ: x = Acos(ωt + φ)
Vận tốc: v = -ωAsin(ωt + φ) Tần số góc: ω = 2π= π(rad / s)
T
0,5
* Khi t = thì: x = v > nên: 4cosφ = -ωAsinφ > φ = -π
Þ 1,0
* Vậy phương trình dao động vật là: x = 4cos(πt - )π (cm)
0,5 1.b
1,0 đ b Tìm qng đường vật được* Ta có: t = s = 1,5T Nhận xét: Trong chu kì qng đường vật ln 4A
và 0,5T 2A 0,5
Quãng đường vật sau s là: s = 4A + 2A = 6A = 24 cm 0,5 Câu 2.a
2,0 đ - Khoảng cách n gợn lồi liên tiếp: l = (n-1)l Bước sóng: 0,5 ( )
1 l
cm n
l = = =
- ………
- Tần số sóng f 120Hz w
p
= =
……… Tốc độ truyền sóng: v = f = 60 cm/s
0,5 0,5
0,5 0,5 2.b
2,0đ
- Vì sóng truyền từ O đến M nên phương trình sóng M có dạng: uM Acos(2pft 2pd)(cm)
l
=
Thay số tính được: uM =0,5cos(240pt-2 )(p cm)
1,0 1,0 Câu 3.a
2,0 đ a Tính cường độ dịng điện hiệu dụng qua mạch công suất tiêu thụ mạch : - Cảm kháng cuộn dây: Z =ωL = 100ΩL
- Dung kháng tụ điện: C
1
Z = = 200Ω
ωC
0,5
* Tổng trở mạch: 2 L C
Z = R + (Z - Z ) = 100 Ω 0,5
* Cường độ dòng điện hiệu dụng mạch: I = U = A
Z 0,5
* Công suất tiêu thụ mạch: P = I2R = 200 W.
0,5 3.b
1,0đ b Tìm C để cơng suất tiêu thụ mạch đạt cực đại, tính cơng suất cực đại : Công suất tiêu thụ mạch là:
2
2
L C U R P = I R =
R + (Z - Z ) với ẩn số ZC
0,5
(3)* Do U, R, ZL không đổi nên công suất đạt cực đại khi: ZL = ZC = 100Ω hay
-4 10
C = F
π 0,25
* Cơng suất cực đại là:
2 U P =
R = 200 W 0,25
4.a
2đ Tần số dao động: f
LC p
= 0,5
2
5000 10 10
2
f Hz
p
p p
-
-Þ = = 0,5
Năng lượng tồn phần mạch:
2
o
Q W
C
= 0,5
Thay số tính được: W =22,68.10 ( )-6 J
0,5 4.b
1đ
Khi lượng điện lượng từ
đ t
tđ
đ t
W W
W W W
W W W
= ì
Þ = =
í + =
ỵ 0,5
Hay
2
0
1 1
2 2
Q q
C = C 0,25
2,7 ( )
Q
q mC
Þ = = 0,25
Câu 5.a
2,0đ Vì MN có 10 vân tối nên MN=10i1 1,0
Vậy
10 MN
i = = mm 1,0
5.b 2,0đ
Khoảng cách từ vân sáng bậc đến vân tối thứ nằm hai phía vân trung tâm
1 1
2 3,5 5,5
d = i + i = i 1,0
Vậy d =11mm 1,0
5.c
2,0đ Vì 2
5
3
3
i
i i i
l
l = Þ = Þ = 1,0
Vậy MN =10i1 =6i2 0,5
Vì M vân sáng nên N vân sáng, MN có vân sáng l2
0,5 Chú ý: Học sinh làm cách khác, cho điểm tối đa !