ĐỀ THI HSG THANH HÓA 2008-2009 CÓ ĐÁP ÁN (KHỐI THPT)

Biết rằng trong hộp X có hai trong ba phần tử (điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp.. Hỏi hai phần tử trong hộp là gì?[r]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO THANH HÓA

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2008-2009

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

Câu1 (6 điểm): Một lắc đơn thực dao động điều hồ nơi có gia tốc trọng trường

g = 10m/s2, với chu kì T =

2

 s a) Tính chiều dài lắc

b) Chọn thời điểm ban đầu t = lúc góc lệch 0 lắc cực đại dương, với cos0 =

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 u = 120 2cos100t (V) Điện áp hiệu dụng hai dầu cuộn dây hai cực tụ điện UL = UC = 120V Hãy chứng tỏ ống dây có điện trở tính giá trị

điện trở biết dòng điện qua đoạn mạch có cường độ hiệu dụng I = 2A

Câu3 (6 điểm): Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung

C =

3

10 5



F nối tiếp với hộp kín X (hình bên) Biết hộp X có hai ba phần tử (điện trở R, cuộn dây cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch uAB= 200cos(100t +



) (V) dòng điện chạy qua đoạn mạch i = os100 tc  (A) Hỏi hai phần tử hộp ? Tính giá trị phần tử hộp

Câu4 (3,5 điểm): Một chất điểm dao động điều hồ phương trục x có phương trình chuyển

động x = 10cos25t (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 có tần số 110Hz truyền khơng khí theo phương với

tốc độ 340m/s Tính khoảng cách nhỏ hai điểm mà dao 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 kì T = 2 l.g1 T = 2 m k 1

có thứ nguyên (đơn vị đo)

Câu8 (0,5 điểm): Một dây dẫn AB có chiều dài L = 0,5m, cố định hai đầu có dịng điện xoay

chiều tần số f chạy qua Biết tần số dịng điện khơng đổi có giá trị 40Hz < f < 60Hz Khi dây AB nằm vng góc với đường sức từ từ trường ngồi khơng đổi dây tạo sóng dừng Vận tốc truyền sóng dây v = 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 khơng kim cương ?

Câu10 (0,5 điểm): Quĩ đạo vệ tinh nhân tạo đường trịn 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 , hằng

số hấp dẫn G = 6,672 10-11N.m2/kg2.

X

A C B

-HẾT -SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO

THANH HĨA HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học 2008-2009

Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túc THPT Ngày thi: 28/03/2009

Câu1 (6 điểm):

+ T =

2

2

4

l gT

l g





 

(1,0 đ)

+ Thay số ta có l  0,4m (1,0 đ)

+ S = S0cos(t + ) Trong đó:

  = 2/T = rad/s (1,0 đ)

 S0 = 0l = l sin0 =

2

1 os

l  c 

 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 có điện trở U  |UL-UC| Nhưng |UL-UC| = nên suy RL 0

(0,5 đ)

+ ZC = UC/I = 60 ; (0,25 đ)

+

2

L L

R Z

= UL/I = 60 ; + Z =

2 ( )2

L L C

R  Z  Z

= U/I = 60 (0,25 đ)

+ Suy RL2ZL2 =

2 ( )2

L L C

R  Z  Z

=> ZL =  (ZL - ZC) (0,25 đ)

+ Vậy ZL = ZC/2 = 30 Thay ZL vào

2

L L

R Z

ta có R = 30 3 (0,25 đ) Câu3 (6 điểm):

+ Độ lệch pha dòng  

chứng tỏ mạch có R (1,0 đ)

+ Dịng điện i chậm pha điện áp /4 chứng tỏ mạch phải có cảm kháng lớn dung kháng Kết luận hộp kín có điện trở cuộn cảm (1,0 đ)

+ cos = R/Z => R = Z.cos =

0

U

I cos (1,0 đ)

+ Thay số ta có R = 100 (1,0 đ)

+ tan = (ZL - ZC)/R => ZL = Rtan + ZC (1,0 đ)

+ Với ZC = 1/C = 50 thay số ta có ZL = 150 => L = ZL/ =

1,5

 (H). (1,0 đ)

Câu (3,5 điểm):

+ Tại thời điểm t = x0 = 10cos0 = 10 cm (0,5 đ)

+ Tại thời điểm t = 0,03s: xt = 10cos25.0,03 cm (0,5 đ)

X

+ xt = 10cos

3



(0,5 đ)

+ xt = -10

2

2 cm  -7,07 cm

(0,5 đ)

+ Chu kì dao động T = 2/ = 0,08s (0,5 đ)

+ Nhận xét thời gian chuyển động cho t < T/2 nên S = A + |xt| (0,5 đ)

+ Thay số ta có S  17,07cm

(0,5 đ) Câu5 (1 điểm):

+ Ta có Wd = 4Wt & Wt + Wd = Wtp = Wtmax (0,25 đ)

+ Suy Wt =

2

1

10kA =>

2

1 2kx =

2

1

10kA (0,25 đ)

+ Hay x =

A



(0,25 đ)

+ Thay số ta có x   1,8cm (0,25 đ)

Câu6 (1 điểm):

+ Ta có

v f

 

(0,25 đ)

+ Hai điểm dao động pha cách  Nên lmin1 = 340/110  3,1m (0,25 đ) + Hai điểm dao động ngược pha cách



Nên lmin2 = 340/220  1,55m (0,25 đ)

+ Hai điểm dao động lệch pha

T

cách 

Nên lmin2 = 340/440  0,77m (0,25 đ)

Câu7 (0,5 điểm):

+ Ta có

2

/

l m

s

g m s

 

 

 

  (0,25 đ)

+ còn

/ .

m kg kg

s kg m

k N m

s m

 

  

   

(0,25 đ)

+ Lực từ lực cưỡng có tần số tần số dịng điện xoay chiều Khi có sóng dừng dây L = n2



(0,25 đ)

+ Mặt khác

v f

 

=> f =

nv

L Thay số 40 < 2

nv

L < 60 => < n < hay n = (0,25 đ)

Câu9 (0,5 điểm):

+ Ta có

;

v c c

n

f v nf

     

(0,25 đ)

+ Thay số ta có 0 = c/f  0,545m  = c/nf  0,222m (0,25 đ)

Câu10 (0,5 điểm):

+ Vệ tinh chuyển động tròn xung quanh trái đất nên:

2

2

2

( ) ( )

( )

mM

G m R h m R h

R h T



  

     

   (0,25 đ)

+ Suy h =

2

2

4

GMT R

  Để vệ tinh "đứng yên" chu kì T = 24 = 86 400 s Thay số ta

có h  35697km (0,25 đ)