Tải Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 trường THPT Lý Thái Tổ, Bắc Ninh năm học 2016 - 2017 - Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường môn Vật lý lớp 12 có đáp án

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Hình 2

<b> SỞ GD & ĐT BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12</b>
<b>TRƯỜNG THPT LÝ THÁI TỔ Năm học: 2016 - 2017</b>

<b> MÔN: Vật lý – Khối 12</b>
Ngày thi: 15/09/2016

<i> Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)</i>

<b>Câu 1 (2,5 điểm)</b>

300

<i>M</i>  <i>g</i> <i>_k</i> __{200 /}<i>_{N m}</i> <i>m</i>200<i>g</i> <i>h</i>3,75<i>cm</i> <i>g</i>10 /<i>m s</i>2_{Một con lắc lò xo gồm}
vật nặng có khối lượng , lị xo nhẹ có độ cứng . Khi M đang ở vị trí cân bằng thì thả
nhẹ vật rơi từ độ cao so với M như hình 1. Coi va chạm giữa m và M là hoàn toàn
mềm. Sau va chạm, hệ M và m bắt đầu dao động điều hòa. Lấy . Bỏ qua mọi ma sát
và lực cản mơi trường.

<b>a. Viết phương trình dao động của hệ (M + m). Chọn gốc thời gian là lúc va chạm,</b>
trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc O tại vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.

<b>b. Tính biên độ dao động cực đại của hệ vật để trong q trình dao động vật m khơng rời khỏi M.</b>

<b>Câu 2 (2 điểm) </b>

<i>u=200</i>

√

<i>5 sin 100 πt (V )</i> Cho mạch điện có sơ đồ như
hình 2. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L thay đổi được.
Tụ điện C có dung kháng lớn gấp 3 lần điện trở R. Vơn kế
có điện trở rất lớn. Đặt vào hai đầu A, B của đoạn mạch hiệu

điện thế:

<i>R=40 Ω</i> <i>u</i>_AM <b>a. Biết . Tính L để số chỉ của vôn kế là cực đại. Viết biểu thức của khi đó.</b>

<i>L=L</i>₁ <i>U</i>₁ <i>ϕ</i>₁ <i>L=L</i>₂=2 L₁ <i>U</i>₂=<i>U</i>1

2 <i>ϕ</i>2 <i>ϕ</i>1 <i>ϕ</i>2 <b>b. Khi độ tự cảm của cuộn dây có giá</b>
trị thì vơn kế chỉ và dịng điện trong mạch sớm pha góc so với u. Còn khi độ tự cảm của cuộn dây có
giá trị thì vơn kế chỉ và dịng điện trong mạch trễ pha góc so với u. Hãy tính giá trị , .

<b>Câu 3. (1,5 điểm)</b>

m=1kg <i>_g</i> _{10 /}<i>_{m s}</i>2

 α0_{Một con lắc đơn có chiều dài ℓ = 1 m, vật nặng khối lượng treo tại nơi có gia tốc}
trọng trường . Đưa vật nặng đến vị trí sao cho dây treo căng và hợp với phương thẳng đứng góc = 600

rồi thả nhẹ. Biết cơ năng con lắc bảo toàn trong quá trình dao động.
<b>a. Tính lực căng dây treo tại vị trí động năng bằng 3 thế năng </b>

α<b>_{b. Tính gia tốc của vật nặng khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc = 30}</b>0_.

M

<b> Hình 1</b>
m

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>Câu 4. (2 điểm)</b>

2cos50 ( ).

<i>A</i> <i>B</i>

<i>u</i> <i>u</i>  <i>t cm</i> _{Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, có hai nguồn kết hợp tại hai}

điểm A, B cách nhau 18 cm dao động theo phương trình Cho tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 50
cm/s. Coi biên độ sóng khơng đổi khi truyền đi.

<b>a. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu trong khoảng AB.</b>

<b>b. Trong khoảng AB có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với các nguồn.</b>

<b>Câu 5. (2 điểm). </b>

5 5

_√

₂ _{a. Cho mạch điện AB gồm cuộn dây thuần cảm L, điện trở thuần R và tụ điện C mắc như}
hình 2. Đặt vào hai đầu AB một điện áp xoay chiều có biểu thức uAB = Ucoswt (V). Biết rằng điện áp

giữa hai đầu các đoạn mạch AN và MB vuông pha với nhau và UAN = 50V, UMB = 100V. Mạch tiêu

thụ công suất P = 50W. Tính R, ZL, ZC.

<b>b. Điện năng được truyền từ nơi phát đến</b> một khu dân cư bằng

đường dây một pha với hiệu suất truyền tải là 90%. Nếu công

suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng thêm 20% và giữ

nguyên điện áp ở nơi phát thì hiệu suất truyền tải điện năng

trên đường dây lúc này là bao nhiêu? Biết hao phí điện năng chỉ

do toả nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Coi điện áp

ln cùng pha với dịng điện.

<b>---HẾT---SỞ GD & ĐT BẮC NINH ĐÁP ÁN THI CHỌN HSG 2016 - 2017</b>

A B

R C

M N

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b> THPT LÝ THÁI TỔ MÔN: Vật lý – Khối 12</b>

<b>ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM</b>

<b>Câu</b> <b>NỘI DUNG</b> <b>Điểm</b>

<b>1</b>

<b>(2,5điểm)</b>

2 50 3 / 86, 6 /

<i>v</i> <i>gh</i>  <i>cm s</i> <i>cm s</i>_{a. Vận tốc của m ngay trước va chạm:}

Do va chạm hoàn tồn khơng đàn hồi nên sau va chạm hai vật có cùng vận tốc V

( ) <i>mv</i> 20 3 / 34, 6 /

<i>mv</i> <i>M m V</i> <i>V</i> <i>cm s</i> <i>cm s</i>

<i>M m</i>

     



20 d /

<i>K</i>

<i>ra</i> <i>s</i>

<i>M m</i>

w  

 0 1

<i>mg</i>

<i>x</i> <i>cm</i>

<i>K</i>

 

Tần số dao động của hệ:. Khi có thêm m thì lị
xo bị nén thêm một đoạn:. Vậy VTCB mới của hệ nằm dưới VTCB ban đầu một đoạn
1cm

2
2

0 2 2

<i>V</i>

<i>A</i> <i>x</i>

w

  

Tính A: (cm)
1 2 os

d
2.20sin 0 3

<i>c</i>
<i>ra</i>
 





 

 

 _{Tại t=0 ta có:}

2 os 20
3

<i>x</i> <i>c</i> _ <i>t</i>_<i>cm</i>

  _Vậy:

<b>0,5</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

b, Phản lực của M lên m là N thỏa mãn:
2

<i>N mg ma</i>   <i>N mg ma</i>  <i>m x</i>w

  

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

2 2
min

<i>N</i> <i>mg m x</i> w  <i>N</i> <i>mg m</i> w <i>A</i>_

min 0

<i>N</i>  2

<i>g</i>
<i>A</i>

w

  ax 2 2

10
2,5
20
<i>m</i>
<i>g</i>
<i>A</i> <i>cm</i>
w
  

Để m không rời khỏi M thì Vậy

<b>0,25</b>
<b>0,25</b>

<b>0,5</b>

<b>2</b>

<b>(2điểm)</b>

<i>u</i>_AM=<i>I</i>

√

<i>R</i>2+<i>Z_C</i>2 a. Số chỉ vơn kế chính là

<i>u</i>_AM <i>Z_L</i>=<i>Z_C⇒ L=</i> <i>3 R</i>

<i>100 π</i> <i>≈ 0 ,38( H)</i> Để cực đại thì I phải cực đại nên đoạn mạch
xãy ra hiện tượng cộng hưởng .

<i>u</i>AM Khi có cộng hưởng thì i cùng pha với u, do đó trễ pha hơn u một góc 1,25rad.

<i>U</i>0 AM=<i>I</i>0

√

<i>R</i>

2

+<i>Z_C</i>2=<i>U</i>0

<i>R</i>

√

<i>R</i>

2

+<i>Z_C</i>2=<i>U</i>₀

√

10=1000

√

<i>2(V )</i>

<i>u</i>AM=1000

√

<i>2 sin(100 πt −1 ,25)(V )</i>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<i>Z_C</i>= 1

<i>Cω</i>=3 R b.

<i>L=L</i>₁ <i>U</i>₁=<i>I</i>₁

√

<i>R</i>2+<i>Z_C</i>2=<i>I</i>₁<i>R</i>

√

10 + Khi , ta có: (1)

<b>0,25</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<i>tan ϕ</i>₁=<i>L</i>1<i>ω</i>

<i>R</i> <i>−3</i>

<i>L</i>1<i>ω− 3 R</i>¿2

¿

<i>R</i>2+¿

√¿

<i>I</i>₁=<i>U</i>_¿

; (2)

<i>L=L</i>₂=2 L₁ <i>Z_L2</i>=2 Z<i>_L1</i> <i>_U</i>₂=<i>I</i>₂

√

<i>R</i>2+<i>Z_C</i>2=<i>I</i>₂<i>R</i>

√

10 + Khi , ta có: ; (3)

<i>tan ϕ</i>₁=<i>2 L</i>1<i>ω</i>

<i>R</i> <i>−3</i>

<i>2 L</i>1<i>ω−3 R</i>¿2

¿

<i>R</i>2
+¿

√¿

<i>I</i>₂=<i>U</i>

¿

; (4)

<i>U</i>₂=<i>U</i>1

2 <i>I</i>2=

<i>I</i>₁

2 Theo bài ra , từ (1) và (3), ta có: (5)

<i>L</i>₁<i>ω=5 R</i>

2 Từ (2), (4) và (5), ta có: (6)

|

<i>ϕ</i>₁

_|

=0 , 46 rad

_|

<i>ϕ</i>₂

_|

=1 , 11rad Thay (8) vào (2) và (4), ta có: ,

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>3</b>

<b>(1,5 điểm)</b>

a. Khi Wđ = 3 Wt → W = 4 Wt

→ mgl ( 1 – cosα0 ) = 4mgl ( 1 – cosα ) → cosα = 7/8

Lực căng dây khi đó: T = mg ( 3cosα – 2cosα0 ) = 16,25 N

<b>0,25</b>
<b>0,25</b>
a. _{Tính được vận tốc của vật khi dây treo lệch góc :}

1

2 α α0 <i>v</i> 2<i>g c</i>



os  <i>c</i>os0



_mv2_{= mgℓ(cos- cos)}

α _{- Tính gia tốc tiếp tuyến a}

t = gsin

2
v

 α α0_{- Tính gia tốc pháp tuyến a}_ht_{= = 2g(cos- cos)}
2 2

t ht

a + a <i>_a</i> _{8,865 /}<i>_{m s}</i>2

 _{Gia tốc của vật a = . Thay số được}

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>4</b>

<b>(1,5 điểm)</b>
<b>a)</b>

2

<i>v</i>

<i>cm</i>
<i>f</i>

  

Tính bước sóng



0,5



<i>AB</i> <i>d</i> <i>k</i>  <i>AB</i>

     

- Số cực tiểu trên AB là số giá trị nguyên của k thỏa mãn
9 <i>k</i> 0,5 9 <i>k</i> 9, 8,....,8

       _{Suy ra tức là có 18 cực tiểu trên AB}

<b>b)</b> 9

<i>AB</i>

<i>n</i>

   _{Tính là số nguyên lẻ}

Vậy số điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn trên AB là n-1=8.

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,5</b>

<b>0,5</b>

<b>5</b> Trên giản đồ véc tơ tính được

<b>0,5</b>

I

UL UA_N

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>(2,5 điểm)</b>

2 2

(<i>UL</i><i>UC</i>) <i>UAN</i> <i>UMB</i> 250<i>V</i>

100
<i>AN</i> <i>MB</i>
<i>R</i>

<i>L</i> <i>C</i>

<i>U U</i>

<i>U</i> <i>V</i>

<i>U</i> <i>U</i>

 

 _;

2 2 ₅₀

<i>L</i> <i>AN</i> <i>R</i>

<i>U</i>  <i>U</i> <i>U</i>  <i>V</i> <i>U_C</i> 250 50 200  <i>V</i> _;

0,5
<i>R</i>

<i>P</i>

<i>I</i> <i>A</i>

<i>U</i>

 

- Tính
200

<i>R</i>

<i>U</i>
<i>R</i>

<i>I</i>

  

 _{- Vậy ; Z}_L_=100;Z_C₌₄₀₀

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,5</b>

tp1 hp1
i1

tp1 tp1
P - P
P

=

P P _{- Hiệu suất truyền tải ban đầu: H}

1 = , Trong đó Pi1 là cơng suất nơi tiêu

thụ, Ptp1 là công suất truyền đi, Php1 là công suất hao phí do toả nhiệt trên dây.

- Thay số ta có: Pi1 = 0,9Ptp1 và Php1 = 0,1Ptp1

 _{Khi tăng công suất: P}_i2_{= 1,2P}_i1_{= 1,08P}_tp1_P_hp2_{= P}_tp2_{– P}_i2_{= P}_tp2_{– 1,08P}_tp1₍₁₎
tp

2
P .R

U _{Mặt khác ta có: P}_hp_{= . Do U và R không đổi nên}

2 2 2

hp1 tp1 tp2 tp2
hp2 hp1

2 2

hp2 tp2 tp1 tp1

P P P 0,1P

= P = .P =

P P  P P ₍₂₎
2

tp2

tp1
0,1P
P

2

tp2 tp2

tp1 tp1

P P

- 10 + 1,08 = 0

P P

 
 _ _

  _{Từ (1) và (2) ta có: P}_tp2_{– 1,08P}_tp1₌

tp2

tp1
P
P _

tp2

tp1
P

P __{- Giải pt trên ta được: 8,77 Hoặc 1,23}

_{- Từ đó tìm được: H}₂_{12,3% (loại do H80%); Hoặc H}₂_{87,8% (thoả mãn)}

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

<b>0,25</b>

UC _U

</div>

<!--links-->