A. Khi mắc nối tiếp thêm điện trở thuần R 0 =70 vào đoạn mạch thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch vẫn là 150V nhưng hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện trở thành 18[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KỲ THI HỌC VIÊN GIỎI GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN
NĂM HỌC 2013 – 2014 Khóa ngày: 29/ 3/ 2014 Môn: Vật lý – Lớp: 12
Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian phát đề)
(Thí sinh không phải chép đề vào giấy làm bài)
A- TRẮC NGHIỆM (2,5 điểm):
Câu 1: Đặt điện áp u=U0cost vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, R là biến trở Gọi ZL, ZC lần lượt là cảm kháng và dung kháng Khi thay đổi R đến khi điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở bằng 12 U0 thì
A R=2ZL B R=0,5ZC C R= ZL-ZC D R=ZL+ZC
Câu 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A,B cách nhau 40cm luôn dao động cùng pha, có
bước sóng 6cm Hai điểm C,D nằm trên mặt nước mà ABCD là một hình chữ nhật, AD=30cm Số điểm dao động cực đại và đứng yên trên đoạn CD lần lượt là
Câu 3: Xét hai mạch dao động điện từ lý tưởng Chu kỳ dao động riêng của mạch thứ nhất là T1, của mạch thứ hai là T2=3T1 Ban đầu điện tích trên mỗi bản tụ điện có độ lớn cực đại Q0 Sau đó mỗi tụ điện phóng điện qua cuộn cảm của mạch Khi điện tích trên mỗi bản tụ của hai mạch đều có độ lớn bằng q (0<q<Q0) thì tỉ số độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ nhất và độ lớn cường độ dòng điện trong mạch thứ hai là
Câu 4: Trong mạch dao động LC lý tưởng có dao động điện từ tự do, hiệu điện thế cực đại giữa
hai bản tụ là U0 Khi cường độ dòng điện trong mạch có giá trị bằng ¼ giá trị cực đại của nó thì hiệu điện thế giữa hai bản tụ là
A U0 √15
4 B U0 √12
4 C U0 √10
4 D U0 √5
4
Câu 5: Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ Mối liên hệ giữa R, R0, L và C để uAE vuông pha
với uEB là
A. L
C=¿ R
R0
Câu 6: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khoảng cách giữa hai khe là 2mm, khoảng
cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 2m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 380nm đến 760nm Vùng phủ nhau giữa quang phổ bậc hai và bậc ba có bề rộng là
A 0,76mm B 1,14mm C 0,38mm D 1,52mm
Câu 7: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A=4cm và chu kỳ T=0,2s Trong mỗi
chu kỳ dao động, thời gian mà vật có li độ x2cm là
Câu 8: Khi có sóng dừng trên một dây AB hai đầu cố định với tần số là 42Hz thì thấy trên dây có
7 nút (kể cả 2 nút tại A và B) Muốn trên dây AB có 5 nút thì phải thay đổi tần số một lượng là
B
R A
E
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2A 28Hz B 14Hz C 63Hz D 21Hz
Câu 9: Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là m Con lắc dao động điều hòa dọc theo trục
nằm ngang với biên độ A Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng bằng thế năng
là t0 Cơ năng của con lắc là
A. m π
2
A2
8 t02 B m π
2
A2
4 t02 C m π
2
A2
2 t02 D.
m π2A2
t02
Câu 10: Một vật nhỏ có chuyển động là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, hai
dao động này có phương trình x1=A1cost và x2=A2cos(t+ π2 ) Gọi E là cơ năng của vật, khối lượng của vật tính bằng
A ω2 E
√A12
+A22 B ω2 E
(A12
+A22
) C ω2 2 E
√A12
+A22 D ω2 2 E
(A12
+A22
)
B- TỰ LUẬN (7,5 điểm):
Bài 1: (1,5 điểm):
Một dây đàn có độ dài l=80cm, khi gảy thì phát ra âm cơ bản tương ứng có tần số f.
a) Cần phải bấm phím cho dây ngắn lại còn độ dài l’ bằng bao nhiêu để âm cơ bản phát ra
có tần số bằng 65 f?
b) Sau khi bấm phím thì âm mới do dây đàn phát ra có bước sóng gấp bao nhiêu lần bước sóng của âm phát ra khi chưa bấm phím?
Bài 2 (2,0 điểm):
Đoạn mạch điện xoay chiều hình sin gồm cuộn dây có điện trở hoạt động R, độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C Tần số dòng điện là f=50Hz Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch, hai đầu cuộn dây và hai đầu tụ điện lần lượt là 150V;150V và 240V Khi mắc nối tiếp thêm điện trở thuần R0=70 vào đoạn mạch thì hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch vẫn là 150V nhưng hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện trở thành 180V Hãy tìm giá trị của R,L,C
Bài 3 (2,0 điểm):
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng, nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng 1=0,6m và 2 Khoảng cách giữa hai khe là 0,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng chứa 2 khe đến màn quan sát là 1m
Trong khoảng rộng AB=24mm trên màn, đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của hệ hai vân, biết rằng hai trong ba vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của đoạn AB Hỏi trong khoảng giữa 2 vân sáng trùng nhau liên tiếp có bao nhiêu vân sáng của bức xạ 2?
Bài 4 (2,0 điểm):
a) Một con lắc đơn chiều dài l được treo vào điểm cố định O Chu kì dao động nhỏ của nó
là T Bây giờ, trên đường thẳng đứng qua O, người ta đóng 1 cái đinh tại điểm O’ bên dưới O, cách O một đoạn h sao cho trong quá trình dao động, dây treo con lắc bị vướng vào đinh Chu kì dao động bé của con lắc lúc này là 3T /4 Tìm giá trị của h
b) Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang có cơ năng là 1J và lực đàn hồi cực đại là 10N Gọi Q là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp Q chịu tác dụng của lực kéo 5 √3 N là 0,1s Tìm chu kỳ dao động của con lắc
- Hết –
Trang 3Thí sinh không được sử dụng tài liệu Giám thị không giải thích gì thêm.
Họ và tên thí sinh:………; Số báo danh………
HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC VIÊN GIỎI (2013-2014)
GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN
Môn: Vật lý – Lớp: 12
A- TRẮC NGHIỆM (2,5 điểm):
B- TỰ LUẬN (7,5 điểm):
Bài 1:
(1,5 điểm) a) Âm cơ bản ứng với trường hợp sóng dừng trên dây có một bụngnên l= λ
2 = 2 f v (1) Sau khi bấm phím cho dây ngắn lại thì âm cơ bản mới có bước
sóng mới nên l’= λ'2 = 2 f ' v (2) (1) và (2) l ' l =f '
f =
6 5
l’= 56 l= 2003 cm=66,67cm b) từ (1) và (2) l ' l = λ
λ '=
6
5 ’= 56
0,25 0,25
0,5
0,5
Bài 2
2,0 điểm Ban đầu khi chưa mắc thêm R
0
UC=I.ZC=240V (1)
Ud=I √R2+Z2L =150V (2) U=I Z L − Z C¿
2
R2+¿
√¿
=150V (3)
Từ (1) và (2) R
2
+Z L2
Z C2 = (150240)2=25
64 (4)
Từ (1) và (3)
Z L − ZC¿2
¿
R2
+¿
¿
= (150240)2=25
64 (5)
Từ (4) và (5) Z ZC L = 12 (6)
Từ (4) Z R
Khi mắc thêm R0
U’C=I’.ZC=180V (8) U=I’
Z L − Z C¿2
R+R0¿2+¿
¿
√¿
=150V (9)
Từ (8) và (9) R+R Z 0
C = 32 (10)
Từ (7) và (10) R+R0= 32 ZC= 16 R9
R= 79 R0=90
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
Trang 4Từ (7) ZC= 38 R=240
C=13,27.10-6F
Từ (6) ZL= 12 ZC =120
L=0,382H
0,25
Bài 3
2,0 điểm Khoảng vân của bức xạ 1: i1= λ1D
Ta có ABi
1 =8 Trên đoạn AB có 9 vạch sáng của bức xạ 1…
Trên đoạn AB đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của hệ hai vân nên có tất cả 20 vạch sáng của 2 bức
xạ có 11 vạch sáng liên tiếp trên đoạn AB………
Nên i2= AB10 =2,4mm
2= i2 a
Hai vân sáng trùng nhau khi k11=k22………
0,6k1=0,482
k1, k2 là số nguyên nên khi k1=4 thì k2=5………
Vậy trong khoảng giữa 2 vân sáng trùng nhau liên tiếp có 4 vân
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
Bài 4
2,0 điểm a) Ta có T = T/2 + T’/2 = 3T/4 T’ = T / 2
Mà : T '
T =√l '
l l’ = l / 4
O’ cách O 1 đoạn 34 l
b) Từ W= ½ kA2=1 và Fmax=kA=10
k=50N/m và A=20cm Lực kéo F=kx=5 √3 x=10 √3 cm
khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật có li độ 10
√3 cm là 0,1s T6 =0,1
T=0,6s
0,5 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
GHI CHÚ :
1) Trên đây là biểu điểm tổng quát của từng phần, từng câu.
2) Học sinh làm bài không nhất thiết phải theo trình tự của Hướng dẫn chấm Mọi cách giải khác, kể cả cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý nào đó, lập luận đúng, có căn cứ, kết quả đúng cũng cho điểm tối đa tương ứng với từng bài, từng câu, từng phần của hướng dẫn chấm này.