Ampe kế có điện trở rất nhỏ, vôn kế có điện trở rất lớn , điện trở dây nối không đáng kể.. Hỏi hộp X,Y chứa các linh kiện nào, tính trị số của chúng.[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI 12
Thời gian : 180 phút
Bài 1: ( 5.0 điểm) (Học viên TT GDTX không phải làm bài này)
Một con lắc đơn A có hòn bi có m = 100 (g), dây treo l =1(m) Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng góc 300 rồi buông không vận tốc đầu
a Tìm vận tốc cuả quả cầu khi con lắc qua vị trí cân bằng Cho g = 9,8m/s2
b Khi qua vị trí cân bằng bi A va chạm đàn hồi và xuyên tâm với hòn bi B có khối lượng 50(g) đang đứng yên trên mặt bàn
+ Tìm vận tốc hai hòn bi ngay sau va chạm (bỏ qua ma sát)
+ Biên độ góc của con lắc A sau va chạm?
c Giả sử bàn cao 0,8(m) so với sàn nhà và hòn bi B nằm ở mép bàn Xác định quỹ đạo chuyển động của hòn bi B Bi B bao lâu thì rơi xuống sàn, cách chân bàn bao nhiêu?
Bài 2( 5 điểm) :
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ :
X,Y là hai hộp linh kiện, mỗi hộp chỉ
có thể chứa 2 trong 3 linh kiện mắc nối tiếp :
điện trở thuần, cuộn cảm thuần, tụ điện
Ampe kế có điện trở rất nhỏ, vôn kế có điện trở rất lớn , điện trở dây nối không đáng
kể Ban đầu mắc 2 điểm A,M vào 2 cực của một nguồn điện một chiều thì V1 chỉ 45V, ampe kế chỉ 1,5A Sau đó mắc A,B vào nguồn điện xoay chiều có hiệu điện thế
uAB = 120cos100t(V) thì ampe kế chỉ 1A ; hai vôn kế chỉ cùng một giá trị và uAM lệch pha một góc 900 so với uMB
a Hỏi hộp X,Y chứa các linh kiện nào, tính trị số của chúng? Viết biểu thức cường độ dòng điện khi mắc AB vào nguồn điện xoay chiều ?
b Thay tụ C (nếu có tụ trong mạch) bằng tụ C’ thì số chỉ V2 đạt cực đại Tính C’ và giá trị cực đại đó (U2max)?
Bài 3: (4điểm)
Khí đựng trong một xilanh, có diện tích mặt pittông là S = 100cm2 và pittông
ở cách đáy một đoạn 30cm, có nhiệt độ t1 = 270C và áp suất p = 106N/m2 Đốt cháy 3g xăng để cung cấp nhiệt lượng làm cho khí khí giãn nở và nhiệt độ của nó tăng thêm 1500C Hãy tính công do khí thực hiện và hiệu suất của quá trình giãn khí Cho biết chỉ có 10% năng lượng của xăng bị đốt cháy toả ra là có ích và năng suất toả nhiệt của xăng là q = 4,4.107J/kg Coi khí trong xi lanh là khí lý tưởng (Bỏ qua khối lượng Pittông)
Đề chính thức
A
V2
V1
A
Trang 2Bài 4.(2 điểm)
Một người đứng ở sân ga nhìn đoàn tàu bắt đầu chuyển bánh nhanh dần đều
Thấy toa thứ nhất (1) đi qua trước mặt người ấy trong thời gian t giây Hỏi toa thứ n
đi qua trước mặt người này trong thời gian bao lâu?
Bài 5.(4 điểm)
Cho quang hệ gồm 2 thấu kính ghép cố định, đồng trục, có tiêu cự f1 và f2, cách nhau một khoảng a Vật thật AB đặt vuông góc với trục chính (A nằm trên trục chính), ở trước và cách thấu kính L1 một khoảng d1 Trong quá trình dịch chuyển vật dọc theo trục chính thì thấy ảnh cuối cùng qua quang hệ luôn có độ phóng đại không đổi và bằng k Tính tiêu cự của hai thấu kính theo a và k
HẾT
Trang 3SỞ GD&ĐT BÌNH PHƯỚC KỲ THI HỌC SINH GIỎI 12
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ LỚP 12 NĂM HỌC 2010 – 2011.
a vmax 2gl( 1 cos m)
= 1,62(m/s)
b Áp dụng định luật bảo toàn động lượng
2
v v
áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
suy ra ( 2 )
2
2 2 2
v v
kết hợp (1) và (2) suy ra vA = 0,54(m/s)
vB = 2,16(m/s)
Sau khi va chạm hòn bi A tiếp tục chuyển động đi lên điểm có
độ cao hA(so với vị trí cân bằng)
áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
Suy ra v gl A
m 1 2 cos 2 m 9 , 895625831 0
c.Sau khi va chạm thì chuyển động của hòn bi B là chuyển
động của vật ném ngang với vận tốc vB=2,16(m/s)
Theo phương ngang ,hòn bi B chuyển động thẳng đều với
vận tốc vB=2,16(m/s) nên phương trình chuyển động: x=vBt
(m)
Theo phương thẳng đứng ,hòn bi B chuyển động thẳng biến
đổi đều với gia tốc g không vận tốc đầu ,nên phương trình
chuyển động:
2
2
1
gt
Khi hòn bi chạm đất thì y = 0,8(m)
Suy ra 2 0 , 4 (s)
g
y
Điểm rơi cách chân bàn x 0 , 87 (m)
1 điểm 0,25 điểm
0,25 điểm
0,5 điểm
1 điểm
0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
0,5 điểm
(GDTX:7 điểm)
a.Xác định X,Y và
Trang 4chiều thì hộp X không thể chứa tụ C, do đó hộp X chỉ có thể
chứa điện trở R1và cuộn dây thuần cảm L
R1 = 45/1,5 = 30
- Khi mắc A,B vào hđt xoay chiều thì uAM lệch pha một góc 900
so với uMB do đó hộp Y chứa C và R2
Vẽ giãn đồ véc tơ : (Hình vẽ)
Theo giả thiết UAB = 60 2V
UAM = UMB = 60V ; UR1 = I.R1 = 30V
Từ HV ta có :
+cos1 = R1
AM
U
1 = 600 , 2 = -300
+UL = UAM .sin1 = 30 3V
L = 3 3
10 H +UR2 = UMBcos2 = 30 3V R2 =U R2
I = 30 3 +UC = - tg2.UR2 = 30V C = 10 4
3
F -Biểu thức dòng điện : i = 2cos(100t -
12
) (A)
b.(2 điểm).Thay tụ C bằng C’: Đặt Z C’ = x
Ta có : U2 = I 2 2
2
R x =
2
.
AB
L
U R x
R R Z x
2 1
AB U
a bx
c x
=
1 ( )
AB U
f x
1 2 1 2 L
R R R Z ; b = 2ZL ; c = R2
Để U2max thì f(x)min Lấy đạo hàm f(x) , Lập bảng xét dấu
Từ bảng xét dấu suy ra f(x)min khi x = a a2 b c2
b
Suy ra : ZC’ = 147,6 C’= 21,6F U2max = 131V
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm
0,5 điểm 0,5 điểm
(GDTX: 5 điểm)
Công do khí thực hiện trong quá trình đẳng áp
A = P.ΔV = P( V2 – V1)
Với V1 = Sh1 = 0,003m3
Vì khí dãn nở đẳng áp nên:
3 3 1
1 1 2 1
1 2
T
ΔT T V V T
V T
1 điểm
1 điểm
UL
2
1
L
I
UL
UL
UL
Trang 5 A = P(V2 – V1) = 1500(J)
Hiệu suất của quá trình:
1 Q
A
H Với Q1 là nhiệt lượng có ích do xăng cháy toả ra
Q1 = q.m.10010 = 13200(J)
1 Q
A
1 điểm
1 điểm
(GDTX: 3 điểm)
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc
đoàn tàu bắt đầu chuyển bánh
+ Gọi l là chiều dài của một toa tàu
t
(1) + Gọi t n1;t n là thời gian (n-1) và n toa tàu đi qua trước mặt
người ấy
1
( 1)
n
t
n
t
+Từ (1) và (2) ta có :
1
1
1 ( 1)
1
n n
+Từ (1) và (3) ta có :
2 2
1
n n
nl
+Thời gian toa thứ n qua trước mặt người ấy là:
0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm
0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm
(GDTX: 5 điểm)
+ Sơ đồ tạo ảnh :
a
d f d
d f
ad af d f
d a d
d f
d f f ad af d f d
d f d a f f f f af
1 điểm
1 điểm
Trang 6+ Số phóng đại :
' '
k
d d d a f f f f af
+ k không phụ thuộc d1 nên : a - f1 - f2 = 0
+ Vậy ta có :
1 2
a f f
f f k
f f af
+ Giải hệ (5) ta được :
1
2
1 1
a f
k ka f
k
0,5 điểm 0,5 điểm
1 điểm
Chú ý :
- Trên đây chỉ là hướng dẫn chấm, trước khi chấm các Giám khảo họp thống nhất có thể điều chỉnh phù hợp với tình hình thực tế của bài làm học sinh, tuy nhiên không được thay đổi điểm tổng của mỗi bài
- Không làm tròn điểm
- Bộ phận thư ký sẽ làm tròn điểm và qui về điểm 10