Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý lớp 12 năm học 2011-2012 – Sở Giáo dục và Đào tạo An Giang (Đề chính thức)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (449.76 KB, 5 trang )
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
TẠO
NĂM HỌC 20112012
AN GIANG
MÔN: VẬT LÝ 12
ĐỀ CHÍNH
THỨC
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm 2 trang)
Bài 1: ( 2 điểm)
Cho 3 dao động điều hòa, cùng phương, cùng tần số góc = 100 rad/s với các
biên độ : A1 = 1,5cm; A2 =
ϕ2 =
3
cm; A3 = 3 cm, các pha ban đầu tương ứng
2
= 0 ;
1
π
5π
; ϕ3 = . Viết phương trình dao động tổng hợp của 3 dao động trên.
2
6
Bài 2 (4 điểm): Một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, cấp điện cho
một mạch ngoài có điện trở R thay đổi được .
1) a) Xác định R để mạch ngoài tiêu thụ công suất cực đại .
b)Tìm biểu thức công suất cực đại và tính hiệu suất của nguồn điện khi đó.
2) a)Chứng minh với một giá trị công suất mạch ngoài P < P max thì có hai giá trị của R
và hai giá trị đó thoả mãn hệ thức : R1.R2 = r2 .
b) Hiệu suất của nguồn điện ứng với hai giá trị trên liên hệ với nhau thế nào ?
Bài 3 ( 4 điểm) Đặt vật sáng AB ở trên và vuông góc với trục chính của thấu kính hội
tụ L1 có tiêu cự 20cm. Vật AB cách thấu kính một khoảng 30cm.
a) Xác định vị trí, tính chất và số phóng đại ảnh A1B1 vật AB cho bởi thấu kính
L1.
b) Giữ nguyên vị trí vật AB và L1, người ta đặt thêm một thấu kính phân kì L2,
đồng trục chính với L1 và cách L1 một khoảng 70cm. Tính tiêu cự của thấu kính
L2 để ảnh cuối cùng A2B2 của vật AB qua hệ ( L1, L2) cao bằng vật AB. Vẽ
ảnh.
U=100V
A
D
~
Bài 4 (4 điểm): Mạch điện có sơ đồ như hình vẽ.
f=50Hz
L
C
R
Trang 1
B
E
Cuộn dây thuần cảm L. Người ta thay đổi L và C để
công suất mạch tuân theo biểu thức: P = K 2 Z L .Z C .
1
π
a)Khi L = ( H ) thì K 2 = 4 , dòng điện trong mạch cực đại. Tính C và R.
b)Tính độ lệch pha giữa uAE và uBD khi Imax. Tìm liên hệ giữa R, C, L để I = K. Lúc đó
độ lệch pha giữa uAE và uBD bằng bao nhiêu?
Bài 5 (2 điểm): Một vật dao động điều hoà, lúc vật ở vị trí M có toạ độ x1 = 3cm thì
vận tốc là 8(cm/s); lúc vật ở vị trí N có toạ độ x2 = 4cm thì có vận tốc là 6(cm/s). Tính
biên độ dao động và chu kỳ dao động của vật.
Bài 6 (4 điểm):Một vật có khối lượng m = 0,5kg được gắn vào với hai lò xo có độ cứng
K1, K2 như hình vẽ. . Hia lò xo có cùng chiều dài lo = 80cm và K1 = 3 K2. Khoảng cách
MN = 160 cm. Kéo vật theo phương MN tới vị trí cách Mmột đoạn 76cm rồ thả nhẹ
cho vật dao động điều hòa. Sau thời gian t =
π
(s) kể từ lúc buông ra, vật đi được
30
quãng đường dai 6cm.
Tính K1 và K2 . Bỏ qua mọi mát và khối lượng các lò xo, kích thước củae vật.
Cho biết độ cứng của hệ lò xo là K = K1 + K2.
M
K1
m
K2
N
0
………………….Hết…………………….
Trang 2
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
AN GIANG
NĂM HỌC 20112012
ĐỀ CHÍNH THỨC
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Bài
HƯỚNG DẪN CHẤM
Điể
m
Bài 1:
A12 = A12 + A22 + 2A1A 2 cos(ϕ 2 − ϕ1 ) = 3 cm
tgϕ12 =
1
π
� ϕ12 =
6
3
0,25
A = A122 + A32 + 2A12 A 3cos(ϕ2 − ϕ1 ) = 3 cm.
1
(2 điểm)
A12 sin ϕ12 + A3 sin ϕ3
π
tgϕ =
0,5
A12 cosϕ12 + A3 cosϕ3
π
2
�ϕ =
X = 3 cos(100 ϕt + )cm
0,5
0,5
2
0,25
Bài 2:
Trang 3
1) a)+ Ta có : I =
E
; P = R.I2
R+r
E 2 .R
+ Suy ra : P =
= ( R
(R r) 2
E
0,5
2
r
R
)2
.
0,25
+Áp dụng hệ quả bất đẳng thức Côsi, suy ra Pmax khi: R = r (1)
b)+Khi đó: Pmax =
E2
(2)
4r
+Hiệu suất của nguồn: H =
0,25
U .I
R
=
E.I R + r
0,25
1
2
+Khi R = r thì H = = 50%
2
(4
điểm)
2)a)+Từ P =
0,25
E 2 .R
� P.R 2 + (2rP − E 2 ) �
R + r 2 P = 0 (3)
( R + r )2
+Với ∆ = E ( E − 4rP) . Thay E từ (2) vào (4), được:
∆ = E 2 .4r ( Pmax − P) f 0
+Suy ra phương trình (3) có 2 nghiệm riêng biệt:
2
2
(4)
+Lấy (5) nhân (6) theo vế, được: R1.R2 = r (Đpcm)
2
R
0,25
0,25
0,5
R
1
1
b) +Với R1, có: H1 = R + r = R + R .R (7)
1
1
1 2
R
0,25
R
2
2
+ Với R2, có: H 2 = R + r = R + R .R (8)
2
2
1 2
+Lấy (7) + (8) theo vế, được: H1 + H 2 = 1 = 100%
a)
d f
ta có : d’1 = d 1+ f = 60cm.
1
0,25
0,5
0,5
0.5
0,5
d’1 > 0 Ảnh là ảnh thật.
Bài 3
( 4 điểm) b)
0,25
2
E 2 − 2rP − E E 2 − 4rP (5)
E 2 − 2rP + E E 2 − 4rP
;
(6)
R1 =
R2 =
2P
2P
K1 =
0,25
d1'
= 2
d1
0,5
Tính được d2 = l d’1 = 10cm.
Tính được k 2 = 0,5
Tính được d2’ = 5cm.
Tính f2 = 10cm
Vẽ hình đúng
1
π
2
Z C (1)
+ Khi K = 4 � P = 4 Z L �
2π 50 = 100Ω
a)+ Ta có : Z L = L.2π . f = ��
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25
uuuur
0,25
uur
U
+ Vì mạch RLC nAE
ối tiuuuếr p có Imax nên cộng hưởng xảy ra
UL
� Z = Z = 100Ω (2)
ϕ1 U
i
R
O
1
1
0,5
uuu=r 10 (F )
=
ϕ
Do đó : C =
4
Trang
2
Z �
ω 100 �
100π
π
L
C
−4
uuuur
UC
+Từ (1) và (2), đUược : P = 4Z
BD
C
L
= 400(W)
0,25
Bài 5: ( 2 điểm)
+ Áp dụng hệ thức độc lập: A = x 2 +
+Tại M: A = x 2 +
1
5
(2
điểm)
v12
ω2
= 3 +
2
82
ω2
v2
, được:
ω2
(1)
0,5
2
62
+Tại N: A = x22 + v22 = 42 + 2 (2)
ω
0,5
ω
+Giải hệ (1) và (2) được:
A = 5 cm và ω = 2(rad / s) � T =
0,25
2π 2π
=
= π = 3,14( s )
ω
2
0,75
Bài 4
( 4
điểm )
Lược thuật lại đáp án
Lập luận tính tính được biên độ A = 4cm
Xác định được thời gian là t =
Tính được Chu Kì T =
Tính được ω = 20(rad/s)
π
10
T
3
Giải hệ : K1 = 150N/m ; K2 = 50N/m
1 đ
1 đ
0,5đ
0,5đ
1d
Ghi chú:
Thí sinh luận giải theo các cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa theo biểu điểm.
Hết…………………
Trang 5
