Đang tải... (xem toàn văn)
Đề thi Tự luận hay có đáp án và lời giải chi tiết. Thi thử toàn Tỉnh Bắc giang năm học 2017, học sinh nên làm để nâng cao trình độ trước kì thi THPT Quốc gia. Giáo viên có tài liệu ôn thi và dạy thêm. Ôn thi học sinh giỏi tỉnh và Quốc gia.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH TẠO NĂM HỌC 2014 – 2015 BẮC GIANG MÔN THI: VẬT LÍ - LỚP 12 PHỔ THÔNG Ngày thi: 20/3/2015 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề Bài (4,0 điểm): Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250g treo phía lò xo nhẹ có độ cứng k = N/cm, chiều dài tự nhiên 20 cm Lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Tính chiều dài lò xo vật vị trí cân Từ vị trí cân bằng, kéo vật xuống đoạn cho lò xo giãn 7,5 cm thả nhẹ cho dao động điều hòa Hãy tính: a) Tốc độ trung bình vật ứng với thời gian lò xo giãn chu kì dao động b) Độ lớn lực đẩy đàn hồi cực đại lò xo tác dụng vào vật c) Độ lớn công suất tức thời cực đại lực phục hồi (lực kéo về) Khi vật qua vị trí mà lò xo không biến dạng đột ngột giữ cố định điểm lò xo Tính biên độ dao động vật sau Bài (3,0 điểm): Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp F F2 cách 20 cm π 2π Phương trình dao động F1 F2 u1 = cos(100πt + ) cm u = 2sin(100πt + ) cm Coi biên độ sóng không đổi truyền đi, tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng m/s Tính bước sóng Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, số điểm đứng yên đoạn F1F2 Gọi (E) đường elip nhận F1, F2 làm hai tiêu điểm, cắt trung trực F 1F2 điểm I Khoảng cách từ I tới đoạn thẳng F1F2 39 cm Xét điểm M (khác điểm I) dao động với biên độ cực đại nằm (E) Xác định số điểm M dao động pha với nguồn F2 Bài (4,0 điểm): Nêu định nghĩa, cấu tạo hoạt động máy biến áp Cho máy biến áp lí tưởng (lõi không phân nhánh): Số vòng dây cuộn sơ cấp, thứ cấp 2000 vòng, 1000 vòng Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều ổn định có biểu thức u1 = 220 cos(100πt) V Tính tần số giá trị hiệu dụng điện áp hai đầu cuộn thứ cấp để hở Một máy biến áp có lõi đối xứng gồm nhánh có quấn cuộn dây (Hình vẽ) Khi nối cuộn dây (1) với điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U1 = 200 V hai đầu cuộn dây (2) để hở có giá trị điện áp hiệu dụng U Trang (1) (2) Nếu nối hai đầu cuộn dây (2) với điện áp có giá trị hiệu dụng U điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây (1) để hở bao nhiêu? Biết từ thông không bị mát (chỉ phân bố lõi sắt), tiết diện ngang nhánh nhau, điện trở cuộn dây không đáng kể Bài (3,0 điểm): Một tụ điện xoay có điện dung biến thiên liên tục từ C1 = 12 pF đến giá trị C2 = 510 pF góc xoay tụ biến thiên từ 0o đến 180o, cho biết điện dung tụ điện hàm bậc góc xoay Tụ điện mắc với cuộn dây có điện trở R = 1,5 mΩ , hệ số tự cảm L = 2,5 µH để tạo thành mạch chọn sóng máy thu vô tuyến điện Cho tốc độ sóng điện từ chân không c = 3.10 m/s π = 3,14 Hỏi máy thu bắt sóng điện từ có bước sóng khoảng nào? Để máy thu vô tuyến bắt sóng điện từ có bước sóng 21,5 m phải xoay tụ góc kể từ vị trí ứng với C min? Giả sử sóng điện từ có bước sóng 21,5 m đài phát sóng trì mạch dao động suất điện động E = 1,5 µV Tính cường độ dòng điện hiệu dụng mạch cộng hưởng Để cường độ dòng điện mạch chọn sóng 1/1000 cường độ dòng điện xảy cộng hưởng phải xoay tụ góc kể từ vị trí xảy cộng hưởng? Khi máy thu vô tuyến bắt sóng điện từ có bước sóng bao nhiêu? Bài (3,0 điểm): Thực thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Y-âng Cho biết khoảng cách hai khe sáng S1 S2 0,2 mm, khoảng cách từ chứa hai khe đến quan sát (E) m Một nguồn sáng điểm nằm cách hai khe Y-âng phát xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 60 µm Tính khoảng cách hai vân sáng liên tiếp Gọi P, Q hai điểm (E), miền giao thoa cách vân sáng trung tâm mm 10,5 mm Xác định số vân tối đoạn PQ Thay nguồn sáng nguồn sáng điểm nằm cách hai khe Y-âng phát đồng thời hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 = 0, 60 µm λ Trên đoạn MN = 2,4 cm thuộc (E) đếm 17 vạch sáng có vạch kết trùng hai hệ vân, biết vạch trùng nằm mép đoạn MN Tính bước sóng λ Bài (1,5 điểm): Tiến hành thí nghiệm đo chu kì dao động lắc đơn Treo lắc đơn có độ dài dây treo cỡ 75 cm nặng có khối lượng cỡ 50g Cho lắc dao động với góc lệch ban đầu cỡ 5o, dùng đồng hồ đo thời gian dao động lắc 20 chu kì dao động liên tiếp, thu bảng số liệu sau: Lần đo 20T(s) 34,81 34,76 34,72 Hãy trình bày tính toán viết kết đo chu kì T Trang 34,79 34,73 Bài (1,5 điểm): Một lắc đơn gồm dây kim loại nhẹ, dài l = m đầu gắn cố định, đầu treo cầu nhỏ kim loại Kéo cầu khỏi vị trí cân cho sợi dây hợp với phương thẳng ur đứng góc α o = 0,1 rad thả nhẹ cho vật dao động điều hòa từ trường có B vuông góc với mặt phẳng dao động lắc, độ lớn cảm ứng từ B = 0,5T Cho gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 π2 = 10 Hãy tính: Chu kì dao động lắc Hiệu điện cực đại hai đầu đoạn dây Hết -(Cán coi thi không giải thích thêm) Họ tên thí sinh:………………………………………………………….SBD………………………… Giám thị 1: (Họ tên chữ kí)…………………………………………………………………………… Giám thị 2: (Họ tên chữ kí)…………………………………………………………………………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM Trang ĐỀ CHÍNH THỨC BẮC GIANG BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA CẤP TỈNH NGÀY THI: 20/3/2015 MÔN THI: VẬT LÍ LỚP 12 PHỔ THÔNG Bản hướng dẫn chấm có 05 trang BÀI Ý NỘI DUNG Bài DAO ĐỘNG CON LẮC LÒ XO (4,0 điểm) Tính chiều dài lò xo vật vị trí cân lo ∆lo = mg 0, 25.10 = = 0, 025m = 2,5 cm k 100 ∆lo F0 đ P ĐIỂM P k m O Fđ 0,5 A Q P lcb = lo + ∆lo = 20 + 2,5 = 22,5cm A M (+) 0,5 x 2.a Tốc độ trung bình vật ứng với thời gian lò xo giãn chu kì dao động Biên độ A = ∆l − ∆lo = 7,5 − 2,5 = cm P m 0, 25 T = 2π = 2.3,14 = 0,314 s k 100 cos M2 α n ∆lo π 2π = = = cos ⇒ α n = A 3 ∆l0αn M1 A y 0,25 O 4π αg 2T tg = T= T= ≈ 0, 209s 2π 2π Sg = M 0,25 A A + 2A + = 3A = 15 cm 2 Q Sg x 15 vg = = = 71, 77 cm / s t g 0, 209 0,25 0,25 2.b Lực đẩy đàn hồi cực đại Fđay (cuc dai) = k(A − ∆lo ) = 100(0, 05 − 0, 025) = 2,5 N 2.c Độ lớn công suất tức thời cực đại lực phục hồi (lực kéo về) Trang 0,5 0,25 p = F × v = k x v A2 = x2 + p max = v 2 x v ωA ≥ ⇒ ( x v ) = max ω2 ω 0,25 k.ω.A 100.20.0, 052 = = 2,5 W 2 0,25 Tính biên độ dao động vật sau giữ cố định trung điểm lò xo Khi lò không biến dạng: x = −∆l0 = −2,5 cm ⇒ v = ω A − x = 50 cm / s Khi lò xọ bị kẹp chặt điểm giữa: + Phần lò xo gắn với vật có độ cứng: k' = 2k = 200 N/m ' + Vị trí cân O': ∆lo = 0,25 mg = 1, 25 cm k' Ngay sau lò xo bị kẹp chặt, vật dao động điều hòa xung quanh O' với: ω' = k' = 20 (rad / s) m x ' = ∆l'o = 1, 25 (cm) v ' = v = 50 (cm / s) 0,25 v' Suy biên độ dao động: A ' = (x ') + ÷ = (cm) ≈ 3,31 (cm) ω' 0,25 Hết Bài GIAO THOA SÓNG CƠ (3,0 điểm) π 2π π u1 = cos(100πt + ) cm u = 2sin(100πt + ) cm = cos(100πt + ) cm 6 Nhận xét: nguồn F1 F2 dao động pha ω 100π v = = 50 Hz ⇒ λ = = = 0, 08m = 8cm Tính bước sóng: f = 2π 2π f 50 Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại, số điểm đứng yên đoạn F1F2 d1 + d = F1F2 (1) < d1 < F1F2 (2) + Số điểm dao động với biên độ cực đại: d − d1 = kλ 0,25 0,5 0,25 (3) Từ (1), (2) (3) ta có: − F1F2 FF 20 20