Tải Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 tỉnh Quảng Bình năm học 2015 - 2016 - Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 môn Vật lý có đáp án

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (212.14 KB, 8 trang )

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

Hình 2
SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH

ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Họ và tên:………..
Số báo danh:……….

KỲ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016
Khóa ngày 23/03/2016

Mơn: VẬT LÍ
LỚP 12 THPT

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề gồm có 02 trang

Cho điện tích, khối lượng của electron là e = -1,6.10-19C, m = 9,1.10-31kg, vận tốc ánh sáng trong

chân không c = 3.108 m/s, hằng số Plăng h = 6,625.10-34 J.s

Câu 1 (2,0 điểm)

300

M  g k 200 /N m m200g h3,75cm g10 /m s2Một con lắc lị 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 hịa. Lấy. Bỏ
qua mọi ma sát và lực cản mơi trường.

a, Viết phương trình dao động của hệ (M + m). Chọn gốc thời gian là lúc va

chạm, trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc O tại vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.
b, Tính biên độ dao động cực đại của hệ vật để trong q trình dao động vật m khơng rời
khỏi M.

Câu 2 (2,0 điểm)

u=200

√

5 sin 100 πt (V ) 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:

R=40 Ω uAM a, Biết . Tính L để số chỉ của vôn kế là cực đại. Viết biểu thức của khi
đó.

L=L1 U1 ϕ1 L=L2=2 L1 U2=U1

2 ϕ2 ϕ1 ϕ2 uAM L=L2 b, Khi độ tự

cảm của cuộn dây có giá trị thì vơn kế chỉ và dịng điện trong mạch sớm pha góc so với
u. Cịn khi độ tự cảm của cuộn dây có giá trị thì vơn kế chỉ và dịng điện trong mạch trễ

Hình1
m

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

Hình 4

pha góc so với u. Hãy tính , và viết biểu thức ứng với trường hợp .

Câu 3 (1,0 điểm)

λ=0 , 546 μm Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng lên mặt kim loại dùng làm catơt
của một tế bào quang điện, thu được dòng quang điện bão hịa với cường độ 2mA. Biết
cơng suất của bức xạ điện từ là P = 1,515W.

a, Tính hiệu suất lượng tử của hiệu ứng quang điện.

⃗

B b, Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các quang electron cực đại ngay lúc bắn ra
từ catôt và hướng chúng vào một từ trường đều có cảm ứng từ vng góc với véc tơ vận
tốc của nó và có độ lớn B = 10-4T thì quỹ đạo các electron đó là đường trịn có bán kính

R=2,332cm. Tính giới hạn quang điện của kim loại làm catơt.
Câu 4 (1,0 điểm)

 Thí nghiệm giao thoa I - Âng với ánh sáng đơn sắc có bước
sóng 0,75m, khoảng cách giữa hai khe S1,S2 là 1mm. Màn

quan sát E khá nhỏ được gắn với một lị xo và có thể dao động
điều hịa theo phương ngang với chu kì T = 4,5s như hình 4.
Ban đầu màn đang ở vị trí lị xo khơng bị biến dạng, khi đó nó
cách mặt phẳng chứa hai khe một đoạn 2m. Sau đó kéo màn ra
khỏi vị trí ban đầu một khoảng 20cm theo phương vng góc

và hướng ra xa mặt phẳng chứa 2 khe, rồi thả nhẹ cho nó dao động điều hịa. Tìm khoảng thời
gian kể từ khi thả màn đến khi điểm M trên màn cách vân trung một đoạn 9,45mm thuộc vân

sáng bậc 6 lần thứ 2016.

Câu 5 (2,0 điểm)

Hai nguồn sóng cơ kết hợp S1, S2 ở trên mặt nước cách nhau 20cm dao động cùng pha,
cùng biên độ, theo phương vng góc với mặt nước. Vận tốc truyền sóng là v = 1,5m/s. M
là điểm trên mặt nước có sóng truyền đến cách S1, S2 lần lượt 16cm, 25cm là điểm dao

động với biên độ cực đại và trên đoạn MS2 có số điểm dao động cực đại nhiều hơn trên

đoạn MS1 là 6 điểm.

a, Tính tần số của sóng

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

trong đoạn có bao nhiêu điểm đặt nguồn S2 để điểm M dao động với biên độ cực đại.
Câu 6 (1,0 điểm)

3
1 2

1 2 3

q

q q

i  i i Cho 3 mạch dao động LC lí tưởng có cùng điện tích cực đại Q

0 = 5.10-6C, và

có tần số dao động lần lượt là f1, f2 và f3. Biết rằng tại mọi thời điểm, điện tích và dịng

điện của các mạch dao động liên hệ với nhau bằng biểu thức . Tại thời điểm t, điện tích
trên các tụ của các mạch dao động lần lượt là q1 = 3.10-6C, q2 =2.10-6C và q3. Tính điện

tích q3 khi đó.

Câu 7 (1,0 điểm)

 4 π Một nguồn sáng có cơng suất 2W, phát ra ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,597m

tỏa đều theo mọi hướng. Hãy tính khoảng cách xa nhất mà người cịn nhìn thấy được
nguồn sáng này. Biết rằng, mắt cịn cảm nhận được ánh sáng khi có ít nhất 10 phơtơn lọt
vào mắt trong 0,05s. Biết diện tích con ngươi của mắt là mm2. Bỏ quả sự hấp thụ ánh sáng

của khí quyển.

ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG MƠN VẬT LÝ LỚP 12

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

a. Vận tốc của m ngay trước va chạm:
2 50 3 / 86,6 /

v gh  cm s cm s

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

( ) mv 20 3 / 34,6 /

mv M m V V cm s cm s

M m
     

0 1
mg
x cm
K

  K 20 d /ra s

M m

  

 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
V

A x



  

Tính A: (cm)

1 2 os

2.20sin 0 3

c
ra
 




 

 

 Tại t = 0 ta có:

2 os 20
3

x c  tcm

  Vậy:

0,25

0,25
b, Phản lực của M lên m là N thỏa mãn:

2
N mg ma   N mg ma  m x

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
2 2
min

N mg m x    N mg m  A


min 0

N  2

g
A



 

Để m khơng rời khỏi M thì Vậy

ax 2 2

10
2,5
20
m
g
A cm

  
0,25
0,25
0,5

2 uAM=I

√

R2+ZC2 a. Số chỉ vơn kế chính là

uAM ZL=ZC⇒ L=
3 R

100 π ≈ 0 ,38( H) Đểcực đại thì I phải cực đại nên

đoạn mạch xãy ra hiện tượng cộng hưởng .

uAM Khi có cộng hưởng thì i cùng pha với u, do đótrễ pha hơn u một
góc 1,25rad.

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

U0 AM=I0

√

R2+ZC2=U0

R

√

R
2

+ZC2=U0

√

10=1000

√

2(V )

uAM=1000

√

2 sin(100 πt −1 ,25)(V )

0,25
0,25
ZC= 1

Cω=3 R b.

L=L1 + Khi , ta có:

U1=I1

√

R2+ZC2=I1R

√

10 (1)

tan ϕ1=L1ω

R −3 (2)

L1ω− 3 R¿2
¿

R2

+¿

√¿

I1=U

(3)

L=L2=2 L1 ZL2=2 ZL1 + Khi , ta có:
U2=I2

√

R

+ZC2=I2R

√

10 (4)

tan ϕ1=2 L1ω

R −3 (5)

2 L1ω−3 R¿
2
¿

R2

+¿

√¿

I2=U¿

(6)

U2=U1

2 I2=

I1

2 Theo bài ra , từ (1) và (4), ta có: (7)

L1ω=5 R

2 Từ (2), (6) và (7), ta có: (8)

|

ϕ1

|

=0 , 46 rad

|

ϕ2

|

=1 , 11rad Thay (8) vào (3) và (5), ta có: ,

L=L2=2 L1 + Xét trường hợp

uAM uAM trễ pha hơn i một góc 1,25rad nên trễ pha hơn u một góc
2,36rad

0,25

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2 L1ω−ZC¿2

R2+¿

√¿

U0 AM=I0

√

R2+ZC2=

U0

uAM=200

√

10 sin(100 πt −2 , 36)(V )

η=Ihc

eP λ=3. 10

−3=0,3 %

a. Hiệu suất lượng tử: 0,5

b. Giới hạn quang điện
v0 max=|e|BR

m =4,1 .10

5m/s

Tính được
λ0=hc

λ −

mv0 max2

=0 ,690 μm

Tính được

0,25
0,25

Giả sử khi điểm M thuộc vân sáng bậc 6 thì màn có ly độ x ( góc tọa độ chọn
ở VTCB, chiều dương là chiều kéo màn), khi đó khoảng cách từ màn đến 2
khe:

D’ = D + x = 2000 + x (mm),

' (2000 ) .

6 6 2000

6
M
M

a x

D x

x x

a a

 




     

Ta có 100mm=10cm
Vì thả nhẹ nên biên độ dao động A= 20cm.

1007 4527,75

T

t T s

   

Vậy thời gian kể từ khi thả vật đến khi đi qua x =
10cm = A/2 lần thứ 2016 là

0,5

0,5
5 a. Lấy M’ đối xứng với M qua đường trung trực S1S2. Vẽ đường cực đại

cắt MS2 tại tại M’’. Như vậy, số điểm cực đại trên M’’S2 bằng số điểm

cực đại trên MS1, còn số cực đại trên MM’’ chính là số cực đại mà MS2

nhiều hơn MS1 (nhiều hơn 6 điểm ). Từ hình vẽ ta thấy M thuộc cực đại

k = 3

Đặt: MS1 = d1; MS2 = d2

2 1 25 16 3. 3

d  d k     cmta có:

1,5
50
0,03

v

f Hz



  

tần số sóng:

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

b. Theo định lí hàm số cosin cho tam giác MS1S2 và tam giác MS1S’2 ta

có

2 2 2 2 ' 2 ' 2

1 1 2 2 1 1 2 2

2
'

1 1 2 1 1 2

( ) ( ) ( )

os 33,3

2. . 2. .

d S S d d S S MS

c MS cm

d S S d S S

        

Gọi M thuộc vân cực đại bậc k khi nguồn S2 dịch chuyển. Gọi d’2 là

khoảng cách từ M tới S’2 trong quá trình S2 dịch chuyển. Ta có:

' '

2 1 2 1 16 3.

d  d k d d k   k

' ' '

2 2 2 25 2 33,3 25 16 3. 33,3 3 5,8

MS d MS  d     k   k Vì

Vì k là số nguyên, nên k = (3, 4, 5).
Nhưng k = 3 là khi nguồn ở S2. Suy ra,

trong quá trình S2 dịch chuyển thì M

chuyển thành điểm dao động cực đại 2
lần
0,25
0,5
0,25
6
2 2
os( )

' sin( )

' os( )

o
o
o

q Q c t

i q Q t

i Q c t q

 

  

   

 

  

   Trong mạch dao động ta có:

Vì trong mạch dao động i vng pha với q nên ta có:

2 2 2 2

2 2 2 2 2 2

2 2 1 2 2 2 1 o o

o o o o

i q i q

i q Q I

I Q   Q  Q       
2

2 2 2

' '

( ) 'q q i i q i q Io

i i i i



 

  

Ta có đạo hàm của:

2 2

2 2 1 2 2 2

o o

o o o

I Q

i q

I Q   i Q  q Mà 
2

2 2

( ) ' o

o

Q
q

i Q  q Vậy đạo hàm của:
3

1 2

1 2 3

q

q q

i i i Từ phương trình bài toán cho : . Ta đạo hàm 2 vế của
phương trình, ta có:

0,25

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

2 2 2
3

1 2

2 2 2 2 2 2

1 2 3 1 2 3

( ) ' ( ) ' ( ) ' o o o

o o o

q Q Q Q

q q

i  i  i  Q  q Q  q Q  q

Thay các giá trị Qo; q1; q2; vào phương trình trên, ta tìm được q3 = 4.10-6

(C)

0,5

Cường độ chùm sáng tại điểm đặt mắt cách nguồn sáng một khoảng R là
2

P P

I

S R

 

Năng lượng của chùm sáng truyền đến mắt trong 1 giây
W=I . s= P

4 πR24 π . 10
−6

= P

R210

−6

Số phôtôn lọt vào mắt trong 1 giây
N0=W

ε =
Pλ

hcR2 10
− 6

Số photon lọt vào mắt trong thời gian t =0,05 s
N=N1.t= Pλt

hcR210
− 6

Điều kiện để mắt nhìn thấy nguồn sáng là

N= Pλt

hcR2 10

− 6≥ 10⇒ R ≤

√

Pλt

hc .10

−7 =173,313(Km)

0,5

Ghi chú:

1. Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó.

2. Khơng viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng vẫn cho điểm
tối đa.

3. Ghi công thức đúng mà:

- Thay số đúng nhưng tính tốn sai thì cho nửa số điểm của câu.

- Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó.
4. Nếu sai hoặc thiếu đơn vị 3 lần trở lên thì trừ 1,0 điểm.

</div>

Tải Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 tỉnh Quảng Bình năm học 2015 - 2016 - Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 môn Vật lý có đáp án

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

|

<sub>|</sub>

<sub>|</sub>

<sub>|</sub>

√

√

√

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về