SỞ GIÁO DỤ C – ĐÀO TẠ O
BẮ C NINH
KỲ THI HỌ C SINH GIỎ I THPT CẤ P TỈ NH
NĂM HỌ C 2009 – 2010 Môn : Vậ t lý Lớ p 12
HƯ Ớ NG DẪ N CHẤ M ĐỀ CHÍNH THỨ C
+ Các thờ i điể m vậ t qua vị trí x1 đư ợ c xác đị nh từ p/t :
1
1
1 (1), 1, 2,
30 5
k
k
Trong đó (1) ứ ng vớ i các thờ i điể m vậ t qua vị trí x1 theo chiề u dư ơ ng; (2) ứ ng vớ i các thờ i điể m
vậ t qua vị trí x1 theo chiề u âm
0,5
+ Từ p/t dao độ ng ta có khi 0 8sin 8
2
cm, vậ t bắ t đầ u chuyể n độ ng từ biên
dư ơ ng, vì vậ y nó sẽ qua vị trí x1 lầ n thứ nhấ t theo chiề u âm, do vậ y nó sẽ qua vị trí x1 lầ n thứ
hai theo chiề u dư ơ ng.Trong số 2010 lầ n qua vị trí x1 thì có 1005 lầ n vậ t qua vị trí x1 theo chiề u
dư ơ ng Vậ y thờ i điể m vậ t qua vị trí x1 lầ n thứ 2010 là : Từ (1) ta có :
201 200, 967
k
0,5
1
+ Trong 1003 lầ n qua vị trí x1 theo chiề u dư ơ ng quãng đư ờ ng mà vậ t đi đư ợ c là
S1 = 1003.4.8 = 32096cm
+ Kể từ khi vậ t qua VTCB lầ n 1 đế n hế t chu kì đầ u tiên (trong đó có 1 lầ n qua x1 theo chiề u
dư ơ ng) quãng đư ờ ng vậ t đi đư ợ c là S2 = 3A = 24 cm
+ Ở chu kì cuố i cùng khi vậ t đi đế n vị trí x1 theo chiề u dư ơ ng lầ n thứ 1005 quãng đư ờ ng nó đi
đư ợ c là : S3 = 3A + 4 = 28 cm
Vậ y toàn bộ quãng đư ờ ng vậ t đi đư ợ c là : S = S1 + S2 + S3 = 32148 cm = 321,48 m
0,5
0,5 + λ = v/f = 2 cm
Vì hai nguồ n sóng ngư ợ c pha nên điề u kiệ n để sóng tổ ng hợ p có biên độ cự c đạ i:
d2 – d1 = λ/2 + kλ
Chọ n gố c tọ a độ tạ i O là trung điể m củ a AB Vị trí củ a mộ t điể m có biên độ cự c đạ i cách O
đoạ n: x = λ/4 + kλ/2
0,5
+ Vì hai phía đố i xứ ng nhau qua O nên số vân mỗ i phía củ a O bằ ng nhau số vân ở mộ t phía củ a
O thỏ a mãn: 6 > λ/4 + kλ/2 > 0
Thay λ = 2 cm và giả i ta đư ợ c 0 < k < 6 ( k = 0; 1; 2; 3; 4; 5)
k nhậ n 6 giá trị , vậ y mỗ i phía củ a O có 6 điể m dao độ ng vớ i biên độ cự c đạ i
0,5
+ Khoả ng cách giữ a 2 điể m xa nhau nhấ t dao độ ng vớ i biên độ cự c đạ i là khoả ng cách giữ a 2
cự c đạ i thứ 6 ở 2 phía củ a O : ∆d = 2(λ/4 + 5λ/2) = 11 cm 0,5
Gọ i khoả ng cách 2 nguồ n là l ta có l2+ − = x2 x k λ (1)
0,25 + Khi x càng lớ n thì vân cự c tiể u càng gầ n vân trung tâm Vậ y x lớ n nhấ t ứ ng vớ i vân cự c tiể u
bậ c 1
0,5
2
3
+ Khi đặ t bả n chiế t quang sau S1 thì thờ i gian ánh sáng truyề n từ S1→ M (trên màn quan sát) là : 1 d1 e e
t
c v
−
v n
= ta có 1 d1 e ne d1 e n( 1)
t
Trang 2+ Như vậ y khi có thêm bả n chiế t quang, nế u coi ánh sáng vẫ n truyề n trong không khí thì khi đó
ta có d1/ = +d1 e n( −1), nghĩ a là tăng thêm mộ t
đoạ n e(n-1)
+ Vị trí vân trung tâm ứ ng vớ i hiệ u quang trình:
δ = − = ⇒ = ,
vớ i n1 ta có
d = + d e n − ⇒ d − = d e n − (1)
+ Mặ t khác ta cũ ng có 2 1 ax
d d
D
− = (2)
Từ (1) và (2) ta đư ợ c :
4 1
( 1)
4.10
e n D
e n x
−
−
−
0,5
0,5
0,5
+ Vớ i chiế t suấ t n2 ta có : 2
2
1
−
+ Thay số tính đư ợ c :
30.10 4.10
2.10
n
−
0,5
0,5
+ Khi hệ số công suấ t bằ ng 1 :
6 5
20.10
10
P
U
0, 4 W
P = r I = M , do vậ y công suấ t từ nơ i phát phả i là : P p = +P P/ =20, 4 MW
0,5
+ Tạ i nơ i tiêu thụ u đồ ng pha vớ i I ta có giả n đồ véc tơ :
Từ đó : Up = ( Ur + U )2+ UL ≈ 102 kV
Vớ i : Ur = I r = 200.10 = 2( kV U ); = 100( kV )
và U L =I L ω=200.30.10 100−3 π =0, 6 (π kV)
0,5 0,5
Khi c os ϕ = 0,8 ta có
6 5
20.10
250( ) os 10 0,8
P
U c ϕ
+ công suấ t hao phí P/ = r I 2 = 10.2502 = 0, 625MW
vậ y công suấ t nơ i phát phả i là : P p = +P P/ =20, 625 MW
0,25
4
Khi c os ϕ = 0,8
+ Để xác đị nh điệ n áp ở nơ i phát ta phả i xét hai trư ờ ng hợ p là u sớ m pha hơ n I và u trễ pha so
vớ i i
- Trư ờ ng hợ p u sớ m pha hơ n i , ta có giả n đồ véc tơ :
,
U r = + U r U r Trong đó : U rL r, = U rL+ U rr
Về độ lớ n : Ur = I r = 250.10 = 2, 5 kV
3 250.30.10 100 0, 75
U =I Z = − π = π kV
Suy ra UL r, = UL2+ Ur2 ≈ 3, 435 kV
mặ t khác các góc ϕ ϕ , /tính đư ợ c từ cosϕ
và tan ϕ/ lầ n lư ợ t là : 36,90 và 43,30
Từ giả n đồ véc tơ ta có :
, 2 , os( )
U =U +U + U U c ϕ ϕ−
Suy ra Up ≈ 103,4 kV
+ Trư ờ ng hợ p u trễ pha so vớ i i , ta có giả n đồ
véc tơ :
0,25
0,5
r
U ur
p
U uur
U ur
I
r
,
L r
U ur
L
U ur
ϕ
'
ϕ
r
U ur
'
ϕ ϕ
L
U ur U urL r,
U ur I
r
p
U uur
Uur
L
Uur
I
r
p
Uuur
r
Uur
d1
d2
S2
S
S1
C
x
D
Trang 3Các trị số U L r, ; ;ϕ ϕ/ vẫ n như trên, từ giả n đồ có :
, 2 , os ( )
U = U + U + U U c ϕ − − ϕ
Thay số tìm đư ợ c : UP = 100, 6 kV
0,5
5
+ Xét chuyể n độ ng tị nh tiế n củ a khố i tâm quả cầ u:
Ma F
sin
Mg α − ms = (1)
+ Xét chuyể n độ ng quay quanh khố i tâm G:
γ
G
msR I
+ Do chuyể n độ ng lăn không trư ợ t ta có: a = at = γ R (3)
+ Mô men quán tính củ a cầ u rỗ ng là:
70
MR 31 ) 2
R 3
4 R
3
4 ( 5
R 2 ) 4
R M R M ( 5
2 I
2 3
3 2
2 2 2 1
−
=
−
(4)
Vớ i
) 2
R R ( 3 4
M
3 3
−
=
π ρ
Từ (1), (2), (3), (4) ta đư ợ c:
101
sin g 70
Có v2 = 2 aL
Suy ra
101
L sin g 140
0,5 0,5 0,5
0,5
0,5
0,5
6
+ Khi các photon bứ t các electron quang
điệ n ra khỏ i quả cầ u bằ ng đồ ng thì quả cầ u
tích điệ n tích dư ơ ng, điệ n tích này tăng dầ n
do các electron bị bứ t ra tăng dầ n, do vậ y mà
điệ n thế (+) củ a quả cầ u cũ ng tăng dầ n, điệ n
trư ờ ng củ a các điệ n tích dư ơ ng trên quả cầ u
cũ ng mạ nh dầ n đế n khi đủ lớ n để giữ lạ i các
electron quang điệ n kể cả các electron đã tớ i
nơ i có điệ n thế bằ ng 0 Khi đó điệ n thế củ a
quả cầ u không tăng nữ a và đạ t cự c đạ i
+ Giá trị cự c đạ i đó thoả mãn : ax 2 ax
.
.
2
h c A
h c
e
λ λ
−
Thay số tìm đư ợ c : Vmax ≈ 4, 403 V
+ Dùng ánh sáng kích thích /
120( nm )
= 0,12 µm coi là đủ mạ nh để điệ n thế củ a
quả cầ u tứ c thì đạ t cự c đạ i, khi đó quả cầ u
đư ợ c nố i đấ t qua điệ n trở R Có dòng điệ n
ổ n đị nh qua R vì luôn có dòng electron từ
đấ t lên trung hoà vớ i điệ n tích dư ơ ng xuấ t
hiệ n trên quả cầ u, ánh sáng kích thích luôn
làm cho quả cầ u đạ t điệ n thế dư ơ ng cự c đạ i
nên qua R luôn có mộ t dòng điệ n từ quả cầ u
qua R xuố ng đấ t (theo qui ư ớ c về chiề u
dòng điệ n)
+ Cư ờ ng độ dòng điệ n đó đư ợ c xác đị nh:
0,75
0,5
0,75
A
α
R
hf
v = 0
vo
Vmax
hf
v = 0
vo
V