Biết rằng trong hộp X có hai trong ba phần tử (điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp.. Hỏi hai phần tử trong hộp là gì?[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2008-2009 Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túcTHPT
Ngày thi: 28/03/2009 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Đề thi này có 10 câu, gồm 01 trang
Câu1 (6 điểm): Một con lắc đơn thực hiện dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường
g = 10m/s2, với chu kì T =
2 5
s
a) Tính chiều dài của con lắc
b) Chọn thời điểm ban đầu t = 0 là lúc góc lệch 0 của con lắc cực đại dương, với cos0 = 0,955 Viết phương trình dao động (li độ phụ thuộc thời gian) của con lắc
Câu2 (1,5 điểm): Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm ống dây nối tiếp với tụ điện Điện áp đặt
vào hai đầu đoạn mạch là u = 120 2cos100t (V) Điện áp hiệu dụng trên hai dầu cuộn dây và hai cực tụ điện UL = UC = 120V Hãy chứng tỏ rằng ống dây có điện trở thuần và tính giá trị điện trở thuần này nếu biết dòng điện qua đoạn mạch có cường độ hiệu dụng là I = 2A
Câu3 (6 điểm): Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung
C =
3
10
5
F nối tiếp với hộp kín X (hình bên) Biết rằng trong hộp X có hai trong ba phần tử (điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp Điện áp đặt vào hai đầu đoạn mạch uAB= 200cos(100t +4
) (V) và dòng điện chạy qua đoạn mạch i = 2 os100 tc (A) Hỏi hai phần tử trong hộp là gì ? Tính giá trị của mỗi phần tử trong hộp
Câu4 (3,5 điểm): Một chất điểm dao động điều hoà trên phương trục x có phương trình chuyển
động x = 10cos25t (cm,s) Hãy xác định quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm t = 0 đến thời điểm t = 0,03s
Câu5 (1 điểm): Xác định li độ tại thời điểm mà động năng bằng 4 lần thế năng của một dao động
tử điều hoà, biết rằng biên độ dao động là 4cm
Câu6 (1 điểm): Một sóng hình sin có tần số 110Hz truyền trong không khí theo một phương với
tốc độ 340m/s Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm mà dao động của chúng:
a) cùng pha ; b) ngược pha ; c) lệch pha một phần tư chu kì
Câu7 (0,5 điểm): Hãy chứng tỏ rằng hai biểu thức tính chu kì T = 2 l.g1 và T = 2 m k. 1
có cùng thứ nguyên (đơn vị đo)
Câu8 (0,5 điểm): Một dây dẫn AB có chiều dài L = 0,5m, cố định hai đầu và có dòng điện xoay
chiều tần số f chạy qua Biết rằng tần số dòng điện không đổi và có giá trị 40Hz < f < 60Hz Khi dây AB nằm vuông góc với các đường sức từ của từ trường ngoài không đổi thì trên dây tạo ra sóng dừng Vận tốc truyền sóng trên dây là v = 10m/s Hãy xác định số bụng sóng dừng trên dây
Câu9 (0,5 điểm): Một bản kim cương được chiếu sáng bởi ánh sáng có tần số f = 0,55.1015 s-1 Chiết suất của kim cương đối với tia sáng này là n = 2,46 Bước sóng của tia sáng này trong chân không và trong kim cương là bao nhiêu ?
Câu10 (0,5 điểm): Quĩ đạo của một vệ tinh nhân tạo là đường tròn nằm trong mặt phẳng xích
đạo Hãy xác định độ cao cần thiết để vệ tinh đứng yên đối với mặt đất
Cho bán kính trung bình của trái đất R = 6378km, khối lượng trái đất M = 5,976.1024kg , hằng
số hấp dẫn G = 6,672 10-11N.m2/kg2
X
A C B
Số báo danh
……….
Trang 2-HẾT
-SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2008-2009 Môn thi: Vật lý Lớp 12 Hệ bổ túc THPT
Ngày thi: 28/03/2009
Câu1 (6 điểm):
+ T =
2 2
2
4
l g
(1,0 đ)
+ S = S0cos(t + ) Trong đó:
S0 = 0l = l sin0 = l 1 cos20
Câu2 (1,5 điểm):
+ Nếu ống dây có điện trở thuần thì U |UL-UC| Nhưng bài ra |UL-UC| = 0 nên suy ra RL 0
(0,5 đ)
+
R Z
= UL/I = 60 ; + Z =
R Z Z
= U/I = 60 (0,25 đ)
+ Suy ra R L2Z L2
= R L2(Z L Z C)2
=> ZL = (ZL - ZC) (0,25 đ)
+ Vậy ZL = ZC/2 = 30 Thay ZL vào
R Z
ta có R = 30 3 (0,25 đ) Câu3 (6 điểm):
+ Độ lệch pha dòng và thế 2
+ Dòng điện i chậm pha hơn điện áp /4 chứng tỏ mạch phải có cảm kháng lớn hơn dung kháng Kết luận là trong hộp kín có điện trở thuần và cuộn thuần cảm (1,0 đ)
+ cos = R/Z => R = Z.cos =
0 0
U
+ Với ZC = 1/C = 50 thay số ta có ZL = 150 => L = ZL/ =
1,5
Câu 4 (3,5 điểm):
X
A C B
Trang 3+ hay là xt = 10cos
3 4
(0,5 đ)
+ xt = -10
2
2 cm -7,07 cm
(0,5 đ)
+ Nhận xét rằng thời gian chuyển động đã cho t < T/2 nên S = A + |xt| (0,5 đ)
+ Thay số ta có S 17,07cm
(0,5 đ)
Câu5 (1 điểm):
+ Ta có Wd = 4Wt & Wt + Wd = Wtp = Wtmax (0,25 đ)
+ Suy ra Wt =
2
1
10kA =>
2
1
2kx =
2
1
+ Hay x = 5
A
(0,25 đ)
Câu6 (1 điểm):
+ Ta có
v
f
(0,25 đ)
+ Hai điểm dao động cùng pha cách nhau ít nhất bằng Nên lmin1 = 340/110 3,1m (0,25 đ)
+ Hai điểm dao động ngược pha cách nhau ít nhất 2
Nên lmin2 = 340/220 1,55m (0,25 đ)
+ Hai điểm dao động lệch pha 4
T
cách nhau ít nhất 4
Nên lmin2 = 340/440 0,77m (0,25 đ)
Câu7 (0,5 điểm):
+ Ta có
2
/
s
g m s
s
kg m
s m
(0,25 đ)
Câu8 (0,5 điểm):
Trang 4+ Lực từ là lực cưỡng bức và nó có tần số bằng tần số của dòng điện xoay chiều Khi có sóng dừng trên dây L = n2
(0,25 đ)
+ Mặt khác
v f
=> f = 2
nv
L Thay số 40 < 2
nv
L < 60 => 4 < n < 6 hay n = 5 (0,25 đ)
Câu9 (0,5 điểm):
+ Ta có
;
n
(0,25 đ)
+ Thay số ta có 0 = c/f 0,545m và = c/nf 0,222m (0,25 đ)
Câu10 (0,5 điểm):
+ Vệ tinh chuyển động tròn đều xung quanh trái đất nên:
2 2
2
2
mM
+ Suy ra h =
2 3
2
4
GMT
R
Để vệ tinh "đứng yên" thì chu kì T = 24 giờ = 86 400 s Thay số ta
-HẾT