Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT BẮC NINH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT- Hệ chuyên Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu (4.0 điểm) Cho hệ hình vẽ, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100N/m gắn chặt vào tường Q, vật M = 200 g gắn với lò xo mối nối hàn Vật M vị trí cân bằng, vật m = 50g chuyển động theo phương ngang với tốc độ v0 = 2m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hòa Bỏ qua ma sát vật M với mặt phẳng ngang a) Chọn trục tọa độ hình vẽ, gốc O vị trí cân bằng, gốc thời gian t = lúc xảy va chạm Viết phương trình dao động hệ vật b) Sau thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, thời điểm t hệ vật vị trí lực nén lò xo vào Q cực đại Sau khoảng thời gian ngắn ( tính từ thời điểm t) mối hàn bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn chịu lực nén tùy ý chịu lực kéo tối đa N Câu 2(3.0 điểm) Rôto máy phát điện xoay chiều pha có cực từ quay với tốc độ n vòng/phut Hai cực phần ứng máy mắc với tụ điện có điện dung C  10 F Cho điện trở máy không đáng kể Hãy vẽ đồ biểu diễn biến thiên cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc độ quay rô to tốc độ quay rô to biến thiên liên tục từ n1  150 vòng/phút đến n2  1500 vòng/phút Biết với tốc độ quay 1500 vòng/phut suất điện động hiệu dụng hai cực máy phát tương ứng 200V Câu (3.0 điểm) Nhờ nguồn dao động, người ta tạo điểm O mặt nước phẳng lặng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số f = 40Hz http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 a) Trên mặt nước xuất gợn sóng tròn đồng tâm O, đỉnh sóng cách 2,5cm Tính tốc độ truyền sóng ngang mặt nước b) Tại điểm A cách O 0,1m biên độ sóng 3cm Hãy tìm biên độ sóng điểm M theo khoảng cách d = OM, cho biết lượng sóng khơng dần q trình lan truyền, phân bố mặt sóng tròn Câu (4.0 điểm) Cho lưỡng lăng kính dạng nêm, đáy mỏng, góc chiết quang 15 , làm bừng thủy tinh coi suốt với ánh sáng dùng làm thí nghiệm, có chiết suất n = 1,5 coi không đổi với ánh sáng dùng thí nghiệm Phía trước lăng kính có đặt khe sáng hẹp S chiếu ánh sáng đơn sắc đường thẳng qua đáy trùng với đáy chung a) Tìm khoảng cách d khe S lưỡng lăng kính để hai ảnh S1 S2 S qua lưỡng lăng kính cách khoảng a  1,8mm Lấy l   3.10 4 rad a) Tại vùng giao thoa màn, người ta đếm ngược 11 vân sáng Xác định khoảng cách từ lưỡng lăng kính đến màn, suy bề rộng vùng giao thoa khoảng vân i Biết bước sóng ánh sáng đơn sắc dùng thí nghiệm   0,5 m b) Thay ánh sáng đơn sắc xạ tử ngoại gần Để quan sát hình ảnh giao thoa người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng thông thường chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh đếm 15 vạch đen toàn miền giao thoa Giải thích tượng hình ảnh quan sát được, tính bước sóng ánh sáng tử ngoại nói Câu (3.0 điểm) Một kiểu phân hạch U 235 là: loại Lantan họ đất hiếm) 95 ( Mo kim loại, La kim U  01n  42 Mo  139 57 La  n  1 e 235 92 a) Tính lượng E tỏa từ phản ứng theo đơn vị Jun (J) Cho biết khối lượng hạt: bỏ qua khối lượng eletron; lấy mU  234,99u; mMo  94,88u; mLa  138,87u; mn  1,01u; 1u  931MeV / c b) Nếu coi giá trị E tìm lượng trung bình cho mơi phân hạch 1g U235 phân hạch hết cho lượng kWh? Cần phải đốt lượng than để lượng lượng đó? Biết suất tỏa nhiệt than q  2,93.107 J / kg Lấy số Avoogađrô N A  6,023.1023 mol 1 c) Trong cố lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima (Nhật Bản) động đất sóng thần, người ta lo ngại tượng xảy ra? ( tượng có liên quan đến kiến thức em học phản ứng phân hạch hạt nhân dây truyền) Hiện tượng xảy khơng? Câu (3 điểm) Cho đồng chất chiều dài L, khối lượng m Thanh quay khơng ma sát quanh trục nằm ngang, vng góc với http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 qua đầu O Ban đầu giữ vị trí hợp với phương ngang góc  hình vẽ, sau bng nhẹ cho quay quanh O Lấy gia tốc trọng trường g Hãy xác định véc tơ lực trục quay tác dụng lên thanh qua vị trí nằm ngang SỞ GD&ĐT BẮC NINH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2015-2016 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu a) Gọi v vận tốc hệ sau va chạm, sử dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: mv0   M  m  v  v  0, 4m / s  40cm / s Phương trình dao động hệ hai vật:  x  a cost   v  A sin t   Chọn gốc thời gian, trục tọa độ giả thiết, t  ta có:  k 100   20rad / s M m 0, 25 Từ (1) (2) ta tìm A  2cm,    x  A cos  0( cm ) v  A sin  4 m ( cm / s ) (1) (2)    Phương trình dao động: x  cos  20t   (cm) 2  b) Lực tác dụng vào mối hàn lực kéo hệ vật  M  m  dao động với x  Lực tác dụng vào mối hàn lực đàn hồi lò xo Fđ  k x  kx Mối hàn bật Fđ  1N  kx  1N  x  0, 01m  1cm Thời gian ngắn từ lò xo bị nén cực đại mối hàn bị bật thời gian vật chuyển động từ B đến P x p  1cm  Sử dụng hình chiếu chuyển động tròn ta http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 xác định được: tmin  T p  s 30 Câu Rơ to có cực, nên số cặp cực từ p  2, Khi n2  1500 (vòng/phút) tần số dòng điện: f2  n2 p 1500.2   50 Hz  2  2 f  314(rad / s) 60 60 Vì bỏ qua điện trở máy nên: U  E2  200V Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: I  U2  U 2C2  200.105.314  0, 628 A ZC Với vận tốc quay rô to n vòng/phút hiệu điện hiệu dụng xác định cách tổng quát là: NBS (vì điện trở 0) U E Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ: I  U NBSC np  UC   Với   2 f  2 ZC 60 NBSC  2 np  NBSC 4 p 2 Suy I    n  K n  60  3600  Với K  NBSC 4 p số 3600  I  K n đường biểu diễn phụ thuộc I với n - tốc độ quay rô to, có dạng nhánh parabol có bề lõm hướng lên chiều dương tọa độ Với n  : I  Với n1  150 vòng/phút: I1  K (150)2 n2  1500 vòng/phút: I  K (1500)2  0,628 A I  150  I    I1   0, 00628 A   I  1500  100 100 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Đồ thị I  K n nhánh parabol có dạng hình vẽ Câu a) Sóng mặt nước coi gần sóng ngang, gợn sóng vòng tròng đồng tâm cách bước sóng Vậy:   2,5cm  v   f  100cm / s b) Năng lượng sóng phân bố mặt sóng, nên theo phương truyền sóng, xa O, lượng sóng giảm Gọi d A bán kính mặt sóng A, d bán kính mặt sóng M, W lượng sóng cung cấp nguồn O 1s, đơn vị dài mặt sóng nhận lượng W W0  2 d Nếu a biên độ sóng điểm khảo sat cách O khoảng d, W0  a hay W0  ka Suy ka  K W W W a   a2  ; đặt K  d 2 d 2 k d 2 k Với d  d A  0,1cm a A  3cm, ta có: 32  Tương tự M cách O khoảng d a  K 0,1 K dM 0,1 0,1 0,95 a Kết hợp lại ta có:    a3 cm  (cm) (biên độ sóng M) dM dM dM 3 Câu a) Lăng kính có góc chiết quang nhỏ nên góc lệch: D=A  n  1 , đáy mỏng nên H I gần S1 , S nguồn kết hợp (ảo), từ hình vẽ S1S2  a , ta có: a  S1S  2d tan D  2d  n  1 A (góc nhỏ: tan D  D ( rad ) ) a 1,8.103 d   0, 4m  n  1 A 1,5  1 15.3.104 Khối lượng tới hạn phụ thuộc vào tỉ lệ U 235 làm giàu Nhưng tỉ lệ U 235 làm http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 b) Khoảng cách từ hai nguồn đến D  d  d '  i  Bề rộng miền giao thoa L, từ hình vẽ có: L  10i  d '  La d a 1 10 d  D a    d  d ' a L d' d' theo đầu  La a d d 0,  0, 645m  64,5cm 1,8.10  3 10.0,5.106.0, 1 d' 0, 645  1,8.103  2.9.103  2,9mm, mà L  10i  i  0, 29mm d 0, c) Ánh sáng từ ngoại gần xạ không trông thấy gây tượng giao thoa Để quan sát tượng đó, người ta dùng máy ảnh với phim đen trắng chụp ảnh miền giao thoa in giấy ảnh kết vân sáng ứng với vạch tối ảnh Với 15 vạch tối đếm được, ta có 14 khoảng vân i Vì a D khơng đổi, chiết suất n coi khơng đổi, nên ta có: 10  14 '   '  0,357  m Câu a) Ta có: E   mU  mn  mMo  mLa  2mn  c   234,99  94,88  138,87  1, 01 931MeV c c2  214,13MeV  214,13.1,6.1013  342,608.1013 J  3, 43.1011 J b) Trong 1g U 235 có số hạt U 235 bằng: N  m NA  6, 023.1023 hạt A 235 Năng lượng tỏa 1g U 235 phân hạch hết bằng: E  N E  6, 023.1023.3, 43.1011  8, 79.1010 J 235 Lượng lượng K (kWh): K  8, 79.1010  2, 44.104 J 3, 6.10 E 8, 79.1010  3.103 kg Lượng than cần đốt để thu lượng lượng kể bằng: m   q 2,93.10 c) Sự cố số lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử Fukushima thảm họa động đất sóng thần dấy lên mối lo ngại chung rò rỉ phóng xạ Tuy nhiên điều đáng lo ngại có liên http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 quan đến tượng phân hạch hạt nhân không hạ nhiệt độ lò than nhiên liệu có U235 làm giàu tan chảy khối tan chay nhập với đến vượt khối lượng tới hạn điều kiện để phản ứng phân hạch dây truyền xảy mức vượt hạn ( s  1) Câu Chọn mốc O Bảo tồn cho vị trí ban đầu vị trí nằm ngang: mg I L 3g sin  sin       2 L (1) Phương trình chuyển động quay quanh O qua vị trí nằm ngang: Gia tốc pháp tuyến khối tâm thanh: an   Gia tốc tiếp tuyến khối âm thanh: at   L 3g sin  L 3g sin    L 2 L 3g L 3g   2L Lực tác dụng lên theo Ox là: Fx  man  m (3) (4) 3g sin  Lực tác dụng lên theo Oy là: Fy  mat  mg  3mg mg  mg    tức Fy hướng lên 4 Vậy lực tác dụng lên trục quay là: F  Fx  Fy Hay độ lớn: F  Fx2  Fy2  mg M p  I 0  mg 9sin   16 L mL2 3g     2L Góc hợp lực F với phương ngang: tan   Fy Fx (2)  mg  3mg sin  6sin  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... ngang SỞ GD&ĐT BẮC NINH KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 5-2 016 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 1 2- THPT Câu a) Gọi v vận tốc hệ sau va chạm, sử dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: ... hàn bị bật thời gian vật chuyển động từ B đến P x p  1cm  Sử dụng hình chi u chuyển động tròn ta http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com... http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Đồ thị I  K n nhánh parabol có dạng hình vẽ Câu a) Sóng mặt