Đề thi HV Giỏi Lý 2015 | Phòng Giáo dục Thường xuyên

Nếu đầu B cố định và coi tốc độ truyền sóng trên dây không đổi, để trên dây vẫn có 6 nút thì tần số dao động của đầu A phải bằng:A. 18Hz.[r]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KỲ THI HỌC VIÊN GIỎI GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN

NĂM HỌC 2014 – 2015 Khóa ngày: 28/ 3/ 2015 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 xoay chiều u=U √2 cost vào hai đầu đoạn mạch theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ điện C có giá trị thay đổi được Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có giá trị bằng U, khi đó giá trị của ZC là:

A ZC =ZL B ZC= √R2+Z2L C ZC = R

2

+Z L2

2 Z L D ZC = R

2

+Z L2

Z L

Câu 2: Một sợi dây đàn hồi được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu dưới tự do Người ta

tạo ra sóng dừng trên dây với tần số nhỏ nhất là f1 Để lại có sóng dừng, phải tăng tần số tối thiểu một lượng f Giá trị f bằng:

Câu 3: Nếu mắc điện áp u=U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần L thì biên độ dòng điện tức thời là

I01 Nếu mắc điện áp trên vào hai đầu tụ điện C thì biên độ dòng điện tức thời là I02 Nếu mắc cuộn dây và tụ thành mạch dao động LC, điện áp cực đại hai đầu tụ là U0 thì cường độ tức thời cực đại qua mạch là:

A I0=I01=I02 B. I0= √I01 I02 C.I0= |I01− I02| D I0=I01+I02

Câu 4: Cho mạch dao động điện từ LC lý tưởng Khi điện áp giữa hai đầu tụ là 2V thì cường độ dòng

điện qua cuộn dây là i, khi điện áp giữa hai đầu tụ là 4V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây

là 2i Điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây bằng:

Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn

sắc 1, 2 có bước sóng lần lượt là 0,48 m và 0,60 m Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có

A 4 vân sáng 1 và 3 vân sáng 2 B 5 vân sáng 1 và 4vân sáng 2

C 4 vân sáng 1 và 5vân sáng 2 D 3 vân sáng 1 và 4vân sáng 2

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 1,5m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 760nm Tần số nhỏ nhất của bức xạ cho vân sáng tại M trên màn quan sát cách vân trung tâm 2mm là: (biết c=3.108m/s)

A 6,75.108 Hz B 2,5.1014 Hz C.4,5.1014 Hz D.4,5.108 Hz

Câu 7: Một vật đang dao động điều hoà Tại vị trí thế năng bằng hai lần động năng thì gia tốc của vật

có độ lớn là a, tại vị trí động năng bằng hai lần thế năng thì gia tốc của vật có độ lớn bằng:

√3

Câu 8: Quan sát sóng dừng trên dây AB, đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi

dây (coi A là nút) Với đầu B tự do và tần số dao động của đầu A là 22Hz thì thấy trên dây có tất cả 6 nút Nếu đầu B cố định và coi tốc độ truyền sóng trên dây không đổi, để trên dây vẫn

có 6 nút thì tần số dao động của đầu A phải bằng:

ĐỀ CHÍNH THỨC

Câu 9: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hoà với cơ năng là W Trong quá trình dao

động, lực đàn hồi của lò xo luôn hướng lên và có độ lớn thay đổi từ 0 đến F M Độ dãn của lò

xo tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng:

A. 4 W F

M B F W

M C 2 W F

M D 4 F W

M

Câu 10: Một máy phát điện xoay chiều có công suất P Dòng điện phát ra sau khi được tăng thế lên

110kV được truyền đi xa bằng đường dây tải điện có điện trở 60 Công suất hao phí trên đường dây là 1,5KW Xem u, i cùng pha thì công suất P của máy phát bằng:

A.1100kW B.220kW C.110kW D 550kW

B- TỰ LUẬN (7,5 điểm):

Bài 1 (1,5 điểm):

Dao động của một chất điểm là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

có phương trình li độ lần lượt là x1=4sint và x2=6cost (x1 và x2 tính bằng cm, t tính bằng s) a) Viết phương trình dao động tổng hợp của chất điểm

b) Tại các thời điểm mà x1=x2 thì li độ dao động của chất điểm có giá trị bao nhiêu?

Bài 2 (1,5 điểm):

Một nguồn sóng O trên mặt chất lỏng dao động với tần số 80Hz và có tốc độ truyền sóng là 48cm/s Trên mặt chất lỏng có hai điểm M,N tạo với nguồn O thành một tam giác vuông tại O Biết MO=6cm và NO=8cm Tìm số điểm dao động cùng pha với O trên đoạn MN ?

Bài 3 (1,5 điểm):

Đặt điện áp xoay chiều có điện áp tức thời u=U √2 cos100t(V) vào hai đầu mạch điện gồm các dụng cụ mắc nối tiếp theo thứ tự: cuộn cảm thuần có L= 0,3π (H), điện trở R và tụ điện có điện dung C= 10−3

2 π (F) Biết điện áp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm và điện trở lệch pha

π

4 so với điện áp tức thời giữa hai đầu điện trở và tụ điện Hãy tìm giá trị của điện trở R

Bài 4 (1,5 điểm):

Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng với hai khe Y-âng, nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức

xạ đơn sắc trong đó bức xạ màu đỏ có bước sóng 1=720nm và bức xạ màu lục có bước sóng

2 (có giá trị trong khoảng từ 500nm đến 575nm) Trên màn quan sát, giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có 8 vân sáng màu lục thì sẽ có bao nhiêu vân sáng màu đỏ?

Bài 5 (1,5 điểm):

Trong thí nghiệm Y-âng, hai khe được chiếu bằng ánh sáng đơn sắc có bước sóng , màn quan sát cách mặt phẳng hai khe một khoảng không đổi D, khoảng cách giữa hai khe có thể thay đổi (nhưng S1 và S2 luôn cách đều S) Xét điểm M trên màn, lúc đầu là vân sáng bậc 4, nếu lần lượt giảm hoặc tăng khoảng cách S1S2 một lượng a thì tại đó là vân sáng bậc k và bậc 3k Nếu tăng khoảng cách S1S2 (từ giá trị ban đầu) thêm một lượng 2a thì tại M là vân sáng hay vân tối có bậc bao nhiêu?

- Hết –

Thí 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 (2014-2015)

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) Phương trình dao động tổng hợp của chất điểm x=2 √13 cos(t-0,588)= 2 √13 cos(t- 33 ,7 π180 ) cm b) Khi x1=x2  4sint = 6cost

tant=1,5

t= 56 , 3 π180 +k

Li độ của dao động tổng hợp x=2 √13 cos( 56 , 3 π180 - 33 ,7 π180 +k)

√13 cm

0,5

0,25 0,25

0,5

Bài 2

1,5 điểm =

v

Những điểm có sóng truyền qua cách nguồn những khoảng r=k.

dao động cùng pha với O tạo thành những đường tròn đồng tâm có tâm là O, bán kính thỏa mãn r=k.

Từ hình vẽ, ta có OH=4,8cm k=8 đường tròn cắt MN tại 1 điểm (H) k=9 đường tròn cắt MN tại 2 điểm k=10 đường tròn cắt MN tại 2 điểm k=11 đường tròn cắt MN tại 1 điểm k=12 đường tròn cắt MN tại 1 điểm k=13 đường tròn cắt MN tại 1 điểm Vậy có 8 điểm trên đoạn Mn dao động cùng pha với O

0,25 0,25

0,5

Bài 3

1,5 điểm ZL=30

ZC=20

=450

Cách 1:

RL- RC= /4 tan(RL- RC)=1 tanRL- tanRC=1 +tanRL.tanRC

Z L+Z C

R =1- Z L Z C

R2

50R=R2-600 R=60

Cách 2: Xét OAB

U L+U C sin α =

URC sin β

Với sin= U U R

RL

= R

ZRL

Z L+Z C

sin 450 =

ZRC ZRL R

50 √2 = √R2

+ 30 2√R2

+ 20 2

R

0,5

0,5 0,5 0,5

0,5

UR L UL





A

R4-3700R2+360000=0 R=10 (loại)

R=60

0,5

Bài 4

1,5 điểm Gọi M,N là hai vân sáng liên tiếp cùng màu vân sáng trung tâm

Gọi i2 là khoảng vân của bức xạ màu lục trên màn

Ta có MN=9i2 (1) Gọi i1 là khoảng vân của bức xạ màu đỏ và m là số khoảng vân của bức xạ màu đỏ trên màn

MN=mi1 (2)

Từ (1)(2) 9i2=m.i1 92=m1 2=80m

Mà 500nm<2<575nm 6,25<m<7,18

m=7 Giữa M,N (không tính vân sáng tại M và N) có 6 vân sáng màu đỏ

0,5

0,25 0,25

0,5

Bài 5

1,5 điểm xM=4 λD a =3k a+Δa λD =k a− Δa λD

 a= a2 và k=2 Khi tăng khoảng cách S1S2 thêm một lượng 2a Khoảng vân i’= a+2 Δa λD = 2 a λD  x M

i' =8 Nên tại M là vân sáng bậc 8

0,5 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.

Giải chi tiết

Câu 1: Đặt điện áp xoay chiều u=U √2 cost vào hai đầu đoạn mạch theo thứ tự gồm cuộn cảm thuần L, điện trở thuần R và tụ điện C có giá trị thay đổi được Điều chỉnh C để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ có giá trị bằng U, khi đó

A ZC =ZL B ZC= √R2

+Z2L C ZC = R

2 +Z L2

2 Z L D ZC = R

2 +Z L2

Z L

UC=I.ZC=

Z L − Z C¿2

¿

R2 +¿

√¿

U Z C

¿

=U R2+Z2L −2 Z L Z C =0  ZC = R

2

+Z L2

2 Z L

Câu 2: Một sợi dây đàn hồi được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu dưới tự do Người ta

tạo ra sóng dừng trên dây với tần số nhỏ nhất là f1 Để lại có sóng dừng, phải tăng tần số tối thiểu một lượng f Giá trị f bằng

l=(2 k +1) v

4 f  f =(2k +1)

v

4 l

f1= v

4 l (k=0)

C B

(k=1) f2=3 v

4 l

 f =f2− f1=2 v

4 l=2 f1

Câu 3: Nếu mắc điện áp u=U0cost vào hai đầu cuộn cảm thuần thì biên độ dòng điện tức thời là I01 Nếu mắc điện áp trên vào hai đầu tụ điện thì biên độ dòng điện tức thời là I02 Nếu mắc cuộn dây và tụ thành mạch dao động LC, điện áp cực đại hai đầu tụ là U0 thì cường độ tức thời cực đại qua mạch là:

A I0=I01=I02 B I0= √I01 I02 C.I0= |I01− I02| D I0=I01+I02

I01= U0

Z L ; I02= U0

Z C  I01 I02= U0

2

C L

I0=Q0= C U0

√LC = √C U02

L = √I01 I02

Câu 4: Cho mạch dao động điện từ LC lý tưởng Khi điện áp giữa hai đầu tụ là 2V thì cường độ dòng

điện qua cuộn dây là i, khi điện áp giữa hai đầu tụ là 4V thì cường độ dòng điện qua cuộn dây là

i

2 Điện áp cực đại giữa hai đầu cuộn dây là

2

I02+

4

U20=1

2

4 I02+16

U02=1

U02 =20 U0=2 √5 V

Câu 5: Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, nguồn sáng phát đồng thời hai ánh sáng đơn

sắc 1, 2 có bước sóng lần lượt là 0,48 m và 0,60 m Trên màn quan sát, trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất và cùng màu với vân sáng trung tâm có

A 4 vân sáng 1 và 3 vân sáng 2 B 5 vân sáng 1 và 4vân sáng 2

C 4 vân sáng 1 và 5vân sáng 2 D 3 vân sáng 1 và 4vân sáng 2

k11=k22

k1= 54 k2

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 1,5m Nguồn S phát ra ánh sáng trắng có bước sóng từ 400nm đến 760nm Tần số nhỏ nhất của bức xạ cho vân sáng tại M trên màn quan sát cách vân trung tâm 2mm là (biết c=3.108m/s)

A 6,75.108 Hz B 2,5.1014 Hz C.4,5.1014 Hz D.4,5.108 Hz

x= k λD a = k D x a = 3 k8

0,40,76

3,5k6,6

max=0,667mfmin4,5.1014Hz

Câu 7: Một vật đang dao động điều hoà Tại vị trí thế năng bằng hai lần động năng thì gia tốc của vật

có độ lớn là a, tại vị trí động năng bằng hai lần thế năng thì gia tốc của vật có độ lớn?

√3

Wđ= 12 Wt x= A√2

√3  |a|=

ω2A√2

√3

Wđ=2Wt x’= A

√3  |a '|=

ω2A

√3 = |a|

√2

Câu 8: Quan sát sóng dừng trên dây AB, đầu A dao động điều hòa theo phương vuông góc với sợi

dây (coi A là nút) Với đầu B tự do và tần số dao động của đầu A là 22Hz thì thấy trên dây có tất cả 6 nút Nếu đầu B cố định và coi tốc độ truyền sóng trên dây không đổi, để trên dây vẫn

có 6 nút thì tần số dao động của đầu A phải bằng

l=(2 k +1) v

4 f = 11v 4 f = v8 (với k=5)

l=k v

2 f = 5 v 2 f (với k=5)  f=20Hz

Câu 9: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hoà với cơ năng là W Trong quá trình dao

động lực đàn hồi của lò xo luôn hướng lên và có độ lớn thay đổi từ 0 đến F M Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng có độ lớn bằng

A 4 W F

M B F W

M C 2 W F

M D 4 F W

M

Lực đàn hồi của lò xo luôn hướng lên Al

Fdhmin=0 A=l

Fdhmax=FM=k(l+A)=2kA

W= 12 kA2= 1

2

F M

2 A A 2 A= 4 W F

M

Câu 10: Một máy phát điện xoay chiều có công suất P Dòng điện phát ra sau khi được tăng thế lên

110kV được truyền đi xa bằng đường dây tải điện có điện trở 60 Công suất hao phí trên đường dây là 1,5KW Xem u, i cùng pha thì công suất P của máy phát bằng

A.1100kW B.220kW C.110kW D 550kW

Php=RI2= R P

2

U2

P=U √Php

√1500