Đang tải... (xem toàn văn)
Cho các dụng cụ sau: Một nguồn điện xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng và tần số không đổi, một nguồn điện một chiều, một vôn kế một chiều, một ampe kế một chiều, một vôn kế nhiệt,[r]
(1)SỞ GD&ĐT ĐAKLAK KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2019 -2020
ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: Vật lý
Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề
(Đề thi có 02 trang)
Ngày thi: 25/9/2019
Câu (4,0 điểm)
Thanh dẫn điện (chứa điện tích tự do) có khối lượng m, chiều dài l, treo khơng khí nhờ hai lị xo giống có độ cứng k Thanh đặt từ trường có cảm ứng tư B vng góc với mặt phẳng chứa vật dẫn lị xo hình vẽ (H 1) Người ta kéo khỏi vị trí cân mặt phẳng thẳng đứng bng Nối đầu dây phía hai lị xo vào hai cực tụ điện có điện dung C Bỏ qua điện trở thanh, dây nối lò xo Hãy chứng minh dao động điều hòa
Câu (5,0 điểm)
Dùng bơm xe đạp tích xi lanh thân bơm V1 = 580 cm3 để bơm khơng khí vào săm xe đạp có dung tích coi khơng đổi V2 = 5800 cm3 Áp suất ban đầu khơng khí có sẵn săm bơm áp suất khí p0 = 105 N/m2 Cho trình bơm chậm, nhiệt độ khơng khí khơng thay đổi
Lập biểu thức tính áp suất khí săm sau n lần bơm hai trường hợp:
a Nếu thể tích vịi bơm nhỏ, bỏ qua so với thể tích thân bơm
b Nếu thể tích vịi bơm V3 = 11,6 cm3
So sánh áp suất khí săm hai trường hợp câu
Các kiện cho câu 1b bơm, vòi bơm săm xe đạp có độ bền lớn áp suất lớn đạt săm xe đạp bao nhiêu?
Câu (4,0 điểm)
C
B
(2)Cho mạch điện gồm điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện mắc nối tiếp hình vẽ (H 2), giá trị R, r L không đổi, tụ điện có điện dung thay đổi được, vơn kế nhiệt có điện trở lớn Đặt vào hai đầu mạch điện áp xoay chiều uAB = U0cosωt(V), với U0 ω không đổi Điều chỉnh điện dung tụ điện đến
giá trị C = C0 cho dung kháng tụ điện có giá trị tổng trở mạch Tiếp tục điều chỉnh điện dung tụ điện thấy C = C1 số vôn kế đạt giá trị cực đại Hãy tìm hệ thức liên hệ C0 C1
Câu (5,0 điểm)
Một điểm sáng S đặt trục thấu kính hội tụ L cách thấu kính 30 cm Thấu kính có tiêu cự f = 25 cm
Xác định vị trí, tính chất ảnh S’ S qua thấu kính
Đặt vị trí ảnh S’ S (đã xác định câu 1) gương lõm có tiêu cự fg = 42 cm trục với thấu kính L, mặt phản xạ quay phía S Thay thấu kính L thấu kính L1 đặt trục với gương Khi dịch chuyển L1 khoảng S gương cho trục L1 gương ln trùng thấy có ba vị trí L1 mà chùm sáng từ S sau qua thấu kính, gương thấu kính lần thứ hai lại trở S
a Xác định tiêu cự thấu kính L1
b Tìm ba vị trí thấu kính L1
Câu (2,0 điểm)
Cho dụng cụ sau: Một nguồn điện xoay chiều ổn định có điện áp hiệu dụng tần số khơng đổi, nguồn điện chiều, vôn kế chiều, ampe kế chiều, vôn kế nhiệt, ampe kế nhiệt, khóa K dây dẫn Bỏ qua điện trở ampe kế, vơn kế có điện trở lớn Hãy thiết lập cơng thức, nêu cách bố trí thí nghiệm nêu phương án tiến hành thí nghiệm để xác định độ tự cảm cuộn dây có điện trở
……… HẾT………
• Thí sinh khơng sử dụng tài liệu
• Giám thị khơng giải thích thêm
H V
A B
C R L,r
(3)ĐÁP ÁN CHẤM THI Câu (4,0 điểm)
Chọn trục Ox theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống, gọi O vị trí cân
Khi dẫn điện chuyển động cắt đường cảm ứng từ dẫn điện trở thành nguồn điện có suất điện động
EvB
Suất điện động tích điện cho tụ điện:
qCECvB
Vận tốc v dẫn điện biến thiên, tạo dòng điện chạy qua dẫn:
q
I CB a
t
, với a gia tốc Dòng điện dẫn điện bị từ trường tác dụng lực:
2
dt
F BIl B Ca
Khi vị trí cân lực tác dụng lên là:
0
2
P k l
Khi dẫn điện có li độ x lực tác dụng vào là:
2
2 ( )
F P k l x B Ca
2 '' 2 ''
2
F kx B Camx kx B Cx
2 '' ''
2 2
m B C x kx k
x x
m B C
''
x x
với 2k2 2
m B C
Vậy dao động điều hòa với tần số
C
0
x v
B
(4)Câu (5,0 điểm)
1 Lập biểu thức tính áp suất khí săm sau n lần bơm hai trường hợp: (3,75đ)
a Khi thể tích vịi bơm nhỏ
- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí săm p1 Quá trình đẳng nhiệt nên:
p1V2 = p0(V1 + V2)
hay: 1
2 V
p p
V
sau lần bơm thứ hai, áp suất khơng khí săm p2, tương tự ta có:
p2V2 = p0(2V1 + V2)
hay:
2 2V
p p
V
suy sau n lần bơm, áp suất khí săm là:
2
n
V
p p n
V
Áp dụng số: 6 0 580 0
5800 10
n p p n p
b Khi thể tích vịi bơm V3 = 11,6 cm3
- Sau lần bơm thứ nhất, áp suất khơng khí săm p1’:
Ta có: p1’(V2 + V3) = p0(V1 + V2 + V3)
Suy ra: ' 1
2
1 V
p p
V V
(5)p2’(V2 + V3) = p1’V2 + p0(V1 + V3)
thay biểu thức p1’ vào:
'
2 3
2 3
1 V VV
p V V p V p V V p V V V
V V V V
Biến đổi, ta có:
' 1 2
2
2 2 3 3
1 V V V V V
p p p
V V V V V V V V
Sau lần bơm thứ ba, áp suất khí bình p3’:
p3’(V2 + V3) = p2’V2 + p0(V1 + V2)
Suy công thức tương tự p2’:
2
' 2
3
2 3
1 V V V
p p
V V V V V V
1 2
0
2 3
' 1
n
n
V V V
p p
V V V V V V
Đại lượng dấu ngoặc cấp số nhân, có dạng:
1 n n q q q q Hay:
2 3
2 2
2 3 3
2
1
1
1
n
n n
V
V V V V
V V V
V V V V V V V V
V V
Thay vào biểu thức pn’, ta có:
2
0
2 3 3
' 1 1
n n
n
V V
V V V V
p p p
V V V V V V V V
Hay: ' 0 50 0,998 n 0(51 50.0,998 )n n
(6)2 So sánh pn với pn’: (0,25đ)
Từ câu 1, ta thấy ngay: pn’ < pn
3 Áp suất lớn đạt săm xe đạp: (1,0đ)
Áp suất lớn đạt số lần bơm lớn n → ∞; từ cơng thức tính pn’ suy ra:
max n 0
3
p p ’ n p V 51p
V
Câu (4,0 điểm)
Liên hệ C0 C1
Theo giả thiết ta có:
Z R r 2 ZLZC02= ZC0 Hay: R r 2 ZLZC02 ZC20
Khi C thay đổi (tức thay đổi ZC) UC đạt trị số cực đại, ZC thỏa mãn diều kiện:
Z ZC L R r 2ZL2
Tức ta có: Z ZC1 L R r 2ZL2 Biến đổi hệ thức điều kiện:
Z ZC1 L R r 2ZL2 Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 R r 2ZL22Z ZL C0ZC20
Suy ra: Z ZC1 L2Z ZL C0ZC20 R r 2 ZLZC02 Z2 ZC20 Từ đó: Z ZC1 L2Z ZL C0 0 ZC1 2ZC0
1
C
C :
Câu (5,0 điểm)
H V
A B
C R L,r
(7)Xác định vị trí, tính chất ảnh S’ S qua thấu kính: (1,0đ)
Sơ đồ tạo ảnh: SLS' Ta có: ' 30.25 150
30 25 df
d cm
d f
Vậy: Ảnh S’ S ảnh thật trục chính, cách thấu kính 150 cm
2 Khi đặt thêm gương cầu lóm thay thấu kính L thấu kính L1: (4,0đ)
a Tính tiêu cự thấu kính L1:
Sơ đồ tạo ảnh: 1
1
L G L
S S S S
Để S3 trùng với S S2 phải trùng với S1, tức ảnh S1 cho gương (tức S2) lại trùng với S1 Từ tạo ảnh qua gương cầu lõm, ta thấy ảnh qua gương trùng với vật vật nằm tâm C gương (tức S1 phải nằm tâm C gương), vật nằm đỉnh gương (tức S1
nằm đỉnh gương)
Vậy thấu kính phải cho ảnh thật S nằm tâm C gương, nằm đỉnh gương (tại S’)
Để vật thật tạo ảnh thật qua thấu kính, ta phải có tiêu cự khơng lớn phần tư khoảng cách vật ảnh
(vật màn):
' 1
4 d d
f
- Khi ảnh S1 nằm tâm C gương, ta có:
d1 + d1’ = 150 + 30 – 2.42 = 96 cm
suy ra: 96 24
f cm
- Khi ảnh S1 nằm đỉnh gương thì: d1 + d1’ = 150 + 30 = 180 cm
Suy ra: 180 45
f cm
Vậy ta chọn: f 24cm
Khi f < 24 cm: ta có vị trí L1( hai vị trí ảnh nằm tâm gương vị trí ảnh nằm đỉnh gương) cho
(8)Theo giả thiết có ba vị trí L1, hai bốn vị trí trùng
Vậy chọn f = 24 cm
b Ba vị trí thấu kính L1:
- Khi ảnh S1 nằm tâm gương, d1 + d1’ = 96 cm => d1 = d1’ = 48 cm
- Khi S1 nằm đỉnh gương (trùng với ảnh S’): d1 + d1’ = 180 cm
Ta có: 2
1 1
'
1 1
1 1 1
180 4320 180 4320
180 d d d d
f d d d d
Phương trình cho nghiệm:
2
' ' 90 8100 4320
90 61, 482
b b ac
d
a
(cm)
d1 = 151,482 cm; d1 = 28,518 cm
Câu (2,0 điểm)
Thiết lập cơng thức:
Ta có: L ZL với
2 2 2 L = d
L d
Z r
Z Z r
2
(1)
xc mc xc mc
U U
I I
L
Cách bố trí thí nghiệm:
Bố trí thí nghiệm hình vẽ
L;r A
V
Hình 6b K
Hình 6a L;r xc
A
(9)- Mắc nối tiếp ampe kế điện động vào cuộn dây
- Mắc song song vôn kế điện động vào cuộn dây
- Mắc toàn hệ thống vào nguồn điện xoay chiều
- Đóng khóa K ghi lại số cường độ dòng điện hiệu điện xoay chiều ampe kế vôn kế Tiến hành đo cường độ dòng điện hiệu điện ba lần, sau lấy giá trị trung bình ba lần đo thay vào biểu thức (1)
- Mắc nối tiếp ampe kế chiều vào cuộn dây
- Mắc song song vôn kế chiều vào cuộn dây
- Mắc toàn hệ thống vào nguồn điện chiều
- Đóng khóa K ghi lại số cường độ dịng điện hiệu điện xoay chiều ampe kế vôn kế Tiến hành đo cường độ dịng điện hiệu điện ba lần, sau lấy giá trị trung bình ba lần đo thay vào biểu thức (1)
(10)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội
dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,
giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I. Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác
TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
- Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia