- khảo sỏt đặc tớnh chỉnh lưu của điốt bỏn dẫn.. - xỏc định thành phần nằm ngang của từ trường trỏi đất.
Trang 1Sở Gd&Đt Nghệ an Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12
Năm học 2009 - 2010 hớng dẫn và biểu điểm Chấm đề chính thức
(Hớng dẫn và biểu điểm chấm gồm 04 trang) Môn:Vật lí - THPT - bảng A
-CÂU NỘI DUNG ĐIỂM 1a + Chon trục Ox trựng quỹ đạo, O ≡ VTCB
+ Tại VTCB: hai lũ xo khụng biến dạng, nờn P+N=0
+ Tại vị trớ vật cú li độ x:
Lực tỏc dụng lờn vật gồm: P=(m+M).g;N;F1 =−K1.x;F2 =−K2.x
Theo định luật 2 Niu Tơn: P+N+F1 +F2 =(M +m)a (1)
(theo gt hai vật khụng trượt trờn nhau)
2
1.x K x (M m).x
− Đặt K =K1+K2 // =0
+ +
M m
K
x , chứng tỏ vật dao động điều hoà với tần số
M m
K
π
+
+ Chu kỡ dao động của hệ: T = 2 =0,4(s)
ω
π
+ Biờn độ dao động của hệ: A= x0 = 4cm ( vỡ v0 = 0)
+ Vận tốc cực đại của hệ: vmax =ω =A 20π(cm/s)
0,25 0,25 0,5 0,5
0,5 0,25 0,25
1b + Lực tỏc dụng lờn M: P2 =Mg;phản lực Q của sàn; ỏp lực mà m đố lờn M là N 12 = mg;
lực ma sỏt nghỉ giữa m và M là F ms12
+ Theo định luật 2 Niu Tơn: P2 +Q+N12+Fms12 =M a (2)
M m
K x
M Mx
+ Để hệ dao động điều hoà thỡ hai vật khụng trượt trờn nhau, nờn ma sỏt giữa hai vật là
ma sỏt nghỉ, cần điều kiện: F ms12 <àN12 =àmg với ∀x∈[−A;A]
)
(
+
>
⇒
<
A M K mg
A M M m
0,25 0,5 0,25 0,25
1c Khi lũ xo K2 bị nộn 2cm, người ta giữ chặt điểm chớnh giữa của lũ xo K2 thỡ:
+ Độ cứng của phần lũ xo K2 nối với vật m là 2K2 = 80(N/m)
+ Tại VTCB mới của hệ: hai lũ xo gión cỏc đoạn tương ứng là ∆l1; l∆ 2 thoả món:
=
∆
=
∆
⇒
∆
=
∆
=
−
=
∆ +
∆
) ( 7 3
) ( 7 4 2
) ( 1 1 2
2
1 2
2 1 1
2 1
cm l
cm l
l K l K
cm l
l
+ Như vậy, lỳc bắt đầu giữ chặt điểm chớnh giữa của lũ xo K2 thỡ hai vật cú li độ và vận
tốc:
) ( 26 , 3 4 , 0 / 140
12 250 7
10 2
3 10 2 4 5
) ( 7
10
2 1
2 2
1 2
2
1
cm m
M
K K
V X
A V
cm l
X
≈ +
= + + +
=
⇒
=
−
=
=
∆
−
=
π π
0,25
0,25
0,25
Cõu
2a
+ Tớnh mụ men động lượng của hệ " chất điểm+ thanh" ngay trước và ngay sau va chạm:
+
0
0 1
)
4
(
2 /
ω
I
L V m
thanh
1,0
Trang 2+ Áp dụng định luật bảo toàn mô men động lượng của hệ " thanh + chất điểm" đối với
V mL
mL
L mV L
m mL L
V m
5 2 12 3
1
6 4
3
2
2 2
0 0
0
2 1
2 0
+
=
⇒
+
(3) + Cơ năng mất mát khi va chạm biến thành nhiệt lượng toả ra lúc va chạm:
15
2 2
4
3 3 6
2
2
0
2 0
2 2
2 0
2 0
2 0
L m mL mV
I V m
Q= − ω = − + ω = (theo (3))
0,5
1,0
2b
+ Vị trí khôi tâm của hệ cách trục quay một đoạn:
2
2 / 2 / 1
m m
L m L
m
+
+
= + Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng sau va chạm ta được:
2
0 2
2 0 0
0
4
20
V
L
g
V gL
α
= −
(theo (3)
0,5
0,5 0,25 0,25
Câu
3a
+ Phương trình sóng do A,B truyền tới M lần lượt là:
+
−
=
−
=
)
2 cos(
)
2 cos(
2 2
1 1
π λ
π ω λ
π ω
d t a
u
d t a
u
10
60
cm f
= λ + Phương trình dao động tổng hợp tại M là:
M
M
( Hoặc u M =4.cos(20π πt− )(cm).)
0,5
0,5 1,0
3b
+ Vị trí điểm dao động với biên độ cực đại thoả mãn: ( ) 1
2 cosλ 1 − 2 +π=±
λ
−
=
−
⇒
2
1 2
d
+ Các điểm trên đoạn AB dao động với biên độ cực đại thoả mãn:
1 2
k Z
λ
⇒ = −k 2; ;3 Suy ra trên đoạn AB có 6 điểm cực đại giao thoa
+ Các điểm trên đoạn AC dao động với biên độ cực đại thoả mãn:
2
1 2
−
=
−
≤
1
2
k
k Z
− ≤ − ≤
∈
1;0;1; 2;3
k
⇒ = − suy ra trên AC có 5 điểm cực đại
0,5
0,5 0,25
0,5 0,25
Trang 33c + M1 cách A,B những đoạn d1 =12cm;d2 =8cm;
M2 cách A,B những đoạn d1 =14cm;d2 =6cm
+ Phương trình dao động tổng hợp của M1 và M2 tương ứng là:
1
2
M
M
chứng tỏ hai điểm M1 và M2 dao động cùng biên độ ngược pha nhau, nên độ lệch pha của M1 so với M2 là ∆ =ϕ π
0,25
0,25
Câu
4a + Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: S→O1 S1→O2 S2
f d
f d d cm
2 2 2
/ 2 2
/
−
=
⇒
= + Mặt khác: d d O O d/ O1O2 d2 50 60 10cm
1 2 1
/ 1
10 20
) 10 (
20
/ 1 1
/ 1 1
d d
d d
−
−
= +
=
+ Mặt khác: 1 ( 1).1 1 1 1020 1,5
1 1
=
−
− +
= +
=
⇒
−
=
f
R n
R
n f
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
4b
+ Từ sơ đồ tạo ảnh ta có S;O1 cố định nên S1 cố định, đặt khoảng cách từ thấu kính L đến
màn E là x.
+ Ta có: ∆S2PQđồng dạng ∆S2MN , nên:
= − = −d = −x f −d = −x f −a−x
x d
x d MN
1 1 1 1 1
2
/ 2
/ 2
/ 2
với a 50 d/ 60cm
1 = +
=
f
a f
x a x a
a x a
x f
x MN
−
=
− +
−
=1 Theo bất đẳng thức cô sy:
) 2
( 2
2
f
a f
a MN PQ f
a f
a MN
PQ f
a f
x a x
a
a
−
≥
⇒
−
≥
⇒
≥
− +
−
Suy ra PQ min khi
29, 4 60
− ( theo gt khi x = 18cm thì PQ nhỏ nhất)
0,5
1,0
Câu
5a
Lực Lorenxơ không sinh công nên vận tốc của vật lúc bắt đầu rời mặt phẳng nghiêng
được tính theo định luật bảo toàn cơ năng:
2 0 0
2
mV mgl α = ⇒V = gl α (4)
0,5
/ 2
d
2
S
S1
S2
50cm
M
N
P Q
Trang 4+ Lỳc vật bắt dầu rời mặt phẳng nghiờng là lỳc mà phản lực của mặt phẳng nghiờng
tỏc dụng lờn vật N = 0 và lực Lorenxơ: qV0B=mgcosα (5)
+ Ta phõn tớch V0 =V1+VR, trong đú V1 nằm ngang, lực Lorenxơ tỏc dụng lờn hạt mang điện chuyển động gồm hai thành phần:
* Thành phần V1 gõy ra lực Loren F1 cõn bằng với trọng lực:
qB
mg V B qV
mg= 1 ⇒ 1 = (6)
* Thành phần VR gõy ra lực Loren F2 vuụng gúc với VR tạo chuyển động trũn cho hạt
trong mặt phẳng vuụng gúc với vộc tơ B:
m
qBR V
B qV R
mV
R R
2
(7) Kết quả là hạt tham gia hai chuyển động gồm: chuyển động thẳng đều theo phương
ngang và chuyển động trũn trong mặt phẳng thẳng đứng, do đú độ biến thiờn độ cao sau
khi rời mặt phẳng nghiờng là:
m
h qB V R
2
=
∆ (9) + Đặt k = mg/qB, từ (5)(6)(7) ta cú:
k
h g V k V k
2
;
; cos
0
∆
=
=
= α ; (10) + Theo định lớ hàm số cosin trong tam giỏc: 2 2 1 0.cosα
0
2 1
Thay (10) vào (11) ta được:
α α
α
sin 2
2
cos
2 cos
2 2
2 2 2
k k
h g k
k
∆
=
− + Thay trở lại (10) kết hợp (4) ta được:
0
2sin
g h
α
∆
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Cõu
6
+ Cụng dụng của đồng hồ đa năng hiện số là: đo được nhiều đại lượng như: I, U,R
+ Trong chương trỡnh vật lớ lớp 11, nú được sử dụng trong cỏc thớ nghiệm thực hành sau đõy:
- đo suất điện động và điện trở trong của nguồn điện
- khảo sỏt đặc tớnh chỉnh lưu của điốt bỏn dẫn
- xỏc định thành phần nằm ngang của từ trường trỏi đất
0,25 0,25 0,25 0,25
Chú ý: Học sinh giải theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
V0
V1
VR
B