HƯỚNG dẫn CHẤM đề THI HSG vật lý 2020 2021

Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB cao 2 cm trước thấu kính, vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng bằng 15 cm.. Xác định vị trí, tính chất,

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

PHÚ THỌ

HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT

NĂM HỌC 2020 – 2021 Môn: Vật lí

(Hướng dẫn chấm có 05 trang)

I PHẦN TỰ LUẬN (8,0 điểm)

Câu 1 (2,5 điểm).

Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB cao 2 cm trước thấu kính, vuông góc với trục chính của thấu kính, A nằm trên trục chính, cách thấu kính một khoảng bằng

15 cm

a Xác định vị trí, tính chất, chiều, độ cao của ảnh và vẽ ảnh

b Để được ảnh cao bằng bốn lần vật, phải dịch chuyển vật dọc theo trục chính từ vị trí ban đầu đi một khoảng bao nhiêu, theo chiều nào?

c Giữ nguyên vị trí của vật Cho thấu kính chuyển động tịnh tiến ra xa vật, dọc theo trục chính, đến khi thấu kính cách vật 25cm thì quãng đường mà ảnh đã đi được trong quá trình trên là bao nhiêu?

a Xác định vị trí, tính chất, chiều, độ cao của ảnh và vẽ ảnh.

+

30( )

15 10

df

d f

  Ảnh thật, cách thấu kính 30 cm.

0,25

+ ; Ảnh ngược chiều với vật, có độ cao 4cm

0,25

+ Vẽ ảnh

B

A’

A F O F’

B’

0,25

b Phải dịch chuyển vật dọc theo trục chính khoảng bao nhiêu, theo chiều nào?

- Nếu thì Dịch vật lại gần thấu kính 7,5cm

0,25

c Tính quãng đường mà ảnh đã đi được.

- Vì giá trị của thay đổi từ 15 cm đến 25 cm luôn lớn hơn f, do đó vật thật luôn cho ảnh thật 0,25

- Khoảng cách vật- ảnh:

- Phương trình trên có nghiệm khi:

Dấu "=" xảy ra khi    0 d 20cm d; ' 20cm.

0,25

- Ban đầu thì Khi thấu kính dịch ra xa vật thì ảnh dịch chuyển lại gần vật

đến khi ( ) Khi đó ảnh dịch chuyển được quãng đường 0,25

HD CHÍNH THỨC

- Sau đó, ảnh dịch chuyển ra xa vật đến khi ( ) Khi đó ảnh dịch chuyển thêm được quãng

đường

Vậy, quãng đường ảnh đi được trong qua trình trên là:

Câu 2 (4,0 điểm)

Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S S cách nhau 10 cm dao động1, 2

cùng pha với tần số f 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S S lần lượt những khoảng1, 2

d  cm d  cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của S S có hai dãy1 2

cực đại khác

a Tính bước sóng và tốc độ truyền sóng trên mặt nước

b N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S S (khác trung điểm I của 1 2 S S ) dao động1 2

ngược pha với hai nguồn Tìm khoảng cách NI nhỏ nhất

c Tính số điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với hai nguồn trên khoảng S S1 2

.

d Dịch chuyển nguồn S từ từ ra xa nguồn 2 S1 theo phương S S Hỏi 1 2 S phải dịch chuyển một đoạn2

bao nhiêu để M trở thành điểm dao động cực tiểu lần thứ 2?

a Tính bước sóng và tốc độ truyền sóng.

- Tại M sóng có biên độ cực đại nên: d2 – d1 = k

d d k

 

- Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác  k 3 0,25

- Tốc độ truyền sóng: v = f = 40 cm/s

0,25

b Tìm khoảng cách NI nhỏ nhất

N

d d

S1 I S2

- Giả sử u1 u2 acost, phương trình sóng tại N:

0,25

- Độ lệch pha giữa sóng tại N và sóng tại nguồn:

Để dao động tại N ngược pha với dao động tại nguồn thì

- Do d >

1 2

2

S S

>

1 2

2

S S

 k > 2 Để dmin thì kmin = 3  dmin =7,0 cm 0,25

- Mà dmin=

2

2

S S

NI   NI  cm cm

c Tính số điểm dao động với biên độ cực đại cùng pha với nguồn trên khoảng AB.

- Phương trình dao động của một điểm trên khoảng S S có dạng: 1 2

Thay số

M





- Các điểm dao động với biên độ cực đại trên khoảng S S cùng pha với nguồn thoả mãn: 1 2

- Xét trên đoạn S S : 1 2 S S1 2 (2k1)S S1 2    3 k 2   k 2, 1,0,1

Vậy, trên khoảng S S có 4 điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn1 2 0,25

d Hỏi S 2 phải dịch chuyển một đoạn bao nhiêu đề M chuyển thành cực tiểu lần thứ 2?

M

12  18

S1 10 S2 x S’2

- Khi S2 từ từ dịch chuyển ra xa S1 thì M dần sẽ chuyển thành cực tiểu, cực đại rồi lại cực tiểu

Lúc đó M nằm trên cực tiểu thứ 5 ứng với k = 4

0,25

'

' 9 12 21

- Gọi x là đoạn dịch chuyển thì theo hình ta có:

cos

2.12.10 2.12.(10 )

x x



0,25

     x1 3,7cm x; 1  31,7cm( loại)

Câu 3 (1,5 điểm).

Người ta dùng máy bơm để bơm nước vào một bể chứa có thể tích V bằng một ống dẫn mềm có đầu cuối là một ống kim loại hình trụ

Với dụng cụ chỉ là một thước dây đo độ dài Trình bày cơ sở lý thuyết, phương án thí nghiệm, cách tính sai số và viết kết quả phép đo để xác định thời gian bơm đầy nước vào bể Biết gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm là g

• Cơ sở lý thuyết

- Từ độ cao h so với mặt đất hướng vòi nhựa mềm theo phương ngang, t a có thể dùng thước

đo được tầm xa L của tia nước

Vận tốc nước chảy ra khỏi đầu ống nước được tính theo công thức

- Thể tích nước chảy ra từ ống nước trong một giây:

S: tiết diện của ống kim loại

d: đường kính của ống kim loại

- Thời gian bơm nước đầy bể là:

0,25

0,25

• Tiến hành thí nghiệm

- Đo đường kính d của đầu kim loại bằng thước

- Từ độ cao h so với mặt đất hướng vòi nhựa mềm theo phương ngang, cho dòng nước chảy ra,

- Đo độ cao h và tầm xa L bằng thước

0,5

• Tính sai số của phép đo:

- Tính giá trị trung bình :

- Tính sai số tỉ đối của phép đo:

- Tính sai số tuyệt đối trung bình :

- Viết kết quả cuối cùng :

0,25

0,25

II PHẦN TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN (12,0 điểm; Mỗi câu =0,3 điểm)

h

L

Ghi chú:

1 Phần tự luận:

- Thí sinh làm bài theo phương án khác đúng thì vẫn cho điểm tối đa theo điểm thành phần tương ứng.

- Ở mỗi phép tính, nếu thiếu hoặc sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm nhưng điểm toàn bài trừ không quá 1,0 điểm.

2 Phần trắc nghiệm:

- Mỗi câu hỏi chỉ có 01 phương án lựa chọn đúng.

- Câu hỏi không lựa chọn đáp án hoặc lựa chọn quá 01 phương án thì không được tính điểm.

3 Điểm toàn bài không làm tròn.