ĐÁP ÁN ĐỀ TH HSG LÍ CÁP TỈNH

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO M

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 THPT, NĂM HỌC 2019 - 2020
Mơn: VẬT LÍ - BẢNG B
Thời gian: 180 phút (khơng kể thời gian phát đề)
Ngày thi: 13/12/2019

ĐỀ CHÍNH THỨC

(Hướng dẫn này gồm 05 trang)
HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM
Câu
1
(3,5
đ)

NỘI DUNG - LƯỢC GIẢI
a) Tìm độ nén cực đại của lị xo và tốc độ cực đại của vật.
+ Tại vị trí cân bằng, lị xo bị nén: l 

mg sin 
k

0,05( m)

 2,0 ñ
0,50

+ Gia tốc vật khi trượt xuống: a  g sin  5(m/ s 2 )

0,25

+ Lúc vật chạm lị xo, vật có vận tốc: v  2as 0, 5( m / s )

0,25

+ Áp dụng định luật BTCN, ta có:
+ Biên độ : A  ( l ) 2 

mv
k

mv

2

2



k ( l )
2

2



kA

2

0,25

2

2

0,25

0, 05 2( m)

+ Độ nén cực đại của lò xo: lmax l  A 0, 05( 2  1)(m) 0,12(m)
+ Tốc độ cực đại của vật: vmax  A 

k
m

A 0,5 2( m / s )

b) Tìm thời gian từ lúc vật bắt đầu trượt đến khi vật tách khỏi lò xo lần đầu tiên
v
Thời gian từ khi bắt đầu trượt đến khi chạm vào lò xo: t1  0,1( s )
a

m 
  s
k 5
+ Tính được thời gian từ khi lị xo khơng biến dạng đến khi vật tách khỏi lị xo lần
Thời gian từ khi bắt đầu trượt đến khi chạm vào lò xo:

T 2

3
đầu tiên t 2  T 0, 471( s )
4
+ Vậy thời gian tìm: t = t1 + t2 = 0,571s

2
(2,5
đ)

ĐIỂM

0,25
0,25

 1,5ñ
0,25
0,50

0,50
0,25

Khoảng cách ngắn nhất từ M dao động với biên độ cực đại, cùng pha với 2 nguồn
đến đường thẳng AB
v

20 Hz và   1cm
f
2

AB
AB
k 
  5, 6  k  5, 6 ; có 11 cực đại.
+ Cực đại: 


Phương trình sóng tại M
 (d 2  d1 ) 
  (d 2  d1 ) 

uM 4 cos 
 cos  40 t 
  cm 






Trường hợp k là số ngun chẵn thì
Tại M có cực đại và cùng pha với hai nguồn khi
Ta có f 

Trang 1

 2,5
0,5
0,25
0,25

0,25


  d 2  d1 k  ; k  N

  d 2  d1 2n  5, 6 ; n  N *
Với d 2  d1 2n  5, 6  n  2,8
M gần đường thẳng AB nhất khi M là
cực đại thứ 4 và n = 3
  d 2  d1 4 4cm
d 5cm
 2

d1 1cm
  d 2  d1 6 6cm
H là chân đường cao hạ từ M xuống AB ta có:

M
d1

d2

A H

12  ( MH ) 2  52  ( MH ) 2 5, 6(cm)  MH 0, 754(cm)
Trường hợp k là số ngun lẻ thì
Tại M có cực đại và cùng pha với hai nguồn khi :
  d 2  d1 k  ; k  N

  d 2  d1 (2n  1)  5, 6 ; n  N *

Ta có d 2  d1 (2n  1)  5, 6  n  2,3
M gần đường thẳng AB nhất khi M là cực đại thứ 5 và n = 3
  d 2  d1 5 5cm
d 2 6cm


d1 1cm
  d 2  d1 7 7cm

Theo hình vẽ ta có 12  ( MH ) 2  62  ( MH )2 5, 6(cm)  MH 0,946(cm)
Vậy MHmin = 0,754(cm)
3
(3,5
đ)

a) Tìm L và viết biểu thức của uMB
+ Vì ZRC khơng đổi nên Uv(max) khi Imax (cộng hưởng)
+ => ZL = ZC = 2R = 50Ω => L 

1
0,159( H )
2

U
+ U 0 MB  0 .Z MB 500(V )
R
Z
+ tan uMB / i  C  2  uMB / i  1,107(rad)
R
Cộng hưởng nên uAB cùng pha với i => uMB 500 cos(100 t  1,107)(V )

b) Tìm 1 và
+ L = L1:

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

 2,0ñ
0,50
0,50
0,25
0,25
0,50

 1,5ñ

2
Z L1  ZC Z L1

 2  0 (2)
R
R
R 2  Z C2 I 2 R 5 (3);

U1 I1 R 2  Z C2 I1R 5 (1); tan 1 

2
1
L2
L1
+L = L = 2L => Z = 2Z ; U 2 I 2
Z  Z C 2Z L1
tan  2  L 2

 2  0 (4)
R
R
U1
I1 =>
15
Z 2 2Z1  Z L1  R (5)
+ Theo đề bài : U 2  2  I 2  2
8

+ Thay (5)vào (2) và (4) ta tìm được :
tan 1  0,125  1  0,124( rad), tan 2 1, 75  1 1, 051( rad)
4
(2,5
đ)

B

a) Tính chiều cao của nước trong bể.

0,25

0,25

0,50
0,50

 1,5 đ

Trang 2


N

R

B

r

K

E

i

d

I





0,50

h

A'

h
LCP

* Sơ đồ tạo ảnh: A  
 A'
* Dựa vào hình vẽ ta có:
A
KE KE
KE KE
tan i 


; tan r 
AE
h
A' E
d
Vì nhìn xuống đáy bể theo phương thẳng đứng nên i và r nhỏ. Do đó ta có công
tan i sini h



thức gần đúng: tan i sin i; tan r sin r . Suy ra
(1)
tan r sinr d
sini
n (2)
sinr
4
Từ (1) và (2) => h n.d  .12 16cm
3
b) Hãy xác định  để  đạt giá trị lớn nhất:

0,25

0,25
0,25

* Theo định luật khúc xạ:

5
(3,0
đ)

0,25

 1,0 ñ

h
tan 

h
 EI . n
Dựa vào hình vẽ ta có:
d
tan(   )
d
EI


tan   tan 
n
tan 
 tan   tan  
Mà tan(   ) 

1  tan  .tan 
tan(   )  1  tan  tan 

n 1
 tan  
n
tan  
tan 
n
) phải cực tiểu.
Để  lớn nhất thì (tan  ) lớn nhất, dó đó mẫu (tan  
tan 
n
n
Theo bất đẳng thức Cơ si ta có: tan  

 2.tan  .
 2n
tan 
tan 
n
Dấu “=” xảy ra khi tan  
Hay
tan   n =>  490 6 ' .
tan 
Tính cường độ dòng điện qua các nguồn
Quy ước chiều dòng điện như hình vẽ

M
I1

(1)

I
E1, r1

R0

0,25

0,25

0,25
0,25

 1,5đ

K

(2)

I2
E2

E
R

C

N
Áp dụng định luật Ơm cho các đoạn mạch MN

0,50
Trang 3


I1 

E1  U MN
10  U MN
r1

U
U
I  MN  MN
R0
6

E2  U MN
U
5  MN
R
2

(1)

; I2 

( 3)

; Tại M: I I1  I 2

( 2)
( 4)

0,50

Từ  1 ,  2  ,  3 ,  4  ta suy ra U MN 9V

0,25

Thay trở lại các phương trình ta tính được: I1 1A; I 2 0,5 A; I 1,5 A

0,25

Nhiệt lượng tỏa ra trên nguồn E?

 1,5ñ

- Khi K ở (1), bản trên của tụ tích điện dương : q C.U MN = 18 C
'

Khi chuyển K sang (2), bản trên của tụ tích điện dương : q C.E 24 C

0,25
0,25

'

- Sau khi chuyển khóa K, điện lượng chuyển qua nguồn q  q  q 6  C
từ cực âm đến cực dương. Nguồn thực hiện công A q.E
Công này làm biến đổi năng lượng tụ điện và một phần tỏa nhiệt trên nguồn
1
1
2
A  W ’ – W  Q  Q  A  W  W ’ q.E  CE 2  CU MN
2
2
Thay số ta được Q = (6.12 + 0,5.2.122 – 0,5.2.92).10-6 = 1,35 10-4 J
Tìm E2 để khi thay đổi giá trị biến trở R, cường độ dòng điện qua nguồn ( E1 )
không thay đổi?
Để thay đổi giá trị R mà cường độ dòng điện qua E1 khơng đổi thì I 2 0
Khi đó I1 I

6
(3,0
đ)

U
60
60
10  U MN  MN  U MN  V Vậy E2 U MN  V
6
7
7
a) Tính thời gian ngắn nhất
+ Chọn hệ trục tọa độ x0y như hình vẽ.

0,25

0,5
0,25

 0,5đ
0,25
0,25

 1,0 đ
0,25

+ Phương trình chuyển động của mỗi tàu:
Tàu T1: x1 v.t ; y1 0
Tàu T2: x2  v.sin   .t;

0,25

y1  v.c os  .t  l0

+ Khoảng cách giữa hai tàu tại thời điểm t:
2



l  x1  x2

2

   y1  y2 

2

2

(vt  vt sin  )   l0  vt cos  

2

+ Thay số tìm được l = 675(m)
b) Tính β và thời gian tàu T1 gặp tàu T2

0,25
0,25

 2,0 ñ

Tại thời điểm tàu T2 đến C, lúc đó tàu T1 đến điểm D trên quỹ đạo của nó
Do v1 = v2, nên trong cùng khoảng thời gian ta có độ dài BC = AD

l
CD  AD  AC  0  l0 tan 
cos 
+ Khi tàu T2 di chuyển đến điểm E,
tàu T1 bắt đầu chuyển hướng với tốc độ 2v.
+ Theo hình vẽ, ta có:

Trang 4

0,50
0,50


sin 
0

sin(90   )



v2

1
cos 
0
  sin  
  25
v3 2
2

+ Thời gian chuyển động của tàu T1: t1 
bằng

định

lí

hàm

DE
2v

, với khoảng cách DE được xác định
l0

 l0 tan 
Với
cos



ˆ
ˆ
ˆ
sin E
sin C sin E
DE

sin:

CD

0,50

0
0
0
Cˆ 90   58 ; Eˆ 97

7
(2,0
đ)

 1

l0 .sin Cˆ . 
 tan  
DE
+ Suy ra:
 cos 
 39,5s
t1 

ˆ
2
v
.sin
E
2v
Xác định vận tốc của viên đạn bi bắn ra từ khẩu súng đồ chơi.

Cơ sở lý thuyết :

0,50

 2 ñ

Một vật được ném theo phương ngang từ độ cao h có tầm bay xa : L v.
=> Tốc độ của vật được ném là : v 

g
.L
2h

0,25

2h
g

0,25

Bố trí và tiến hành thí nghiệm :
+ Giữ súng nằm ngang trên mặt bàn sao cho súng
nằm sát mép bàn.
+ Bắn thử để xác định vị trí đặt khay cát
+ Bắn đạn để đạn chuyển động theo phương ngang.
+ Đo chiều cao h từ giữa nòng súng so đất
+ Đo được tầm xa L .


v

0,25

h
O

0,25

L

0,25

Ghi các giá trị đo được vào bảng số liệu :

Đại lượng
Lần đo

Độ cao h (m)

Tầm xa L
(m)

Tốc độ của đạn
(m/s)

0,25

1
2
3
Tính giá trị trung bình của vận tốc: v 

v1  v2  v3
3

0,25

Tính sai số và ghi kết quả của phép đo
Sai số của phép đo:

v L h
 
 v =……..
v
L 2.h

0,25

Ghi kết quả đo: v v v
* Ghi chú:
- Thí sinh luận giải theo các cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa theo biểu điểm.
- Thí sinh trình bày thiếu hoặc sai đơn vị ở đáp số mỗi câu sẽ bị trừ 0,25 điểm (tồn bài khơng trừ quá 0,5
điểm).

--------- HẾT --------Trang 5


Trang 6