Đáp án HSG Vật lí lớp 12 Bắc Ninh 2010-2011 - Học Toàn Tập

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (397.82 KB, 4 trang )

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

UBND TỈNH BẮC NINH 
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO

TẠO

ĐÁP ÁN CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
NĂM HỌC 2010 – 2011

MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 12 - THPT 
Đáp án - Biểu điểm chấm

Bài Lời giải chi tiết Điểm
1 a. Viết phương trỡnh dao động:

- Gọi v là vận tốc của hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo toàn động lượng ta
cú:

mv0 = ( M + m)v  v = 0,4 m/s = 40 cm/s
- Phương trỡnh dao động của hệ hai vật:













)
sin(

)
cos(








t
A

v

t
A
x

Chọn gốc thời gian, trục tọa độ như giả thiết, tại t = 0 ta cú:















)
/
(
40
sin

)
(
0
cos

s
cm
A

v

cm
A

x






(1)

 = 20
25
,
0

100




m
M

k

rad/s (2)
Từ (1) và (2) ta tỡm được A = 2 cm,  = /2.

- Phương trỡnh dao động: x = 2cos(20t + /2)(cm)
b. Xác định thời gian ngắn nhất:

- Lực tỏc dụng vào mối hàn là lực kộo khi hệ vật (M + m) dao động với x > 0
- Lực tỏc dụng vào mối hàn chớnh là lực đàn hồi của

lũ xo

Fđ = k x = kx

- Mối hàn sẽ bật ra khi Fđ  1N  kx  1N

 x  0,01m = 1 cm

- Thời gian ngắn nhất từ khi lũ xo bị nộn cực đại cho
tới khi mối hàn bị bật ra là thời gian vật chuyển động
từ B đến P ( xP = 1 cm). Sử dụng hỡnh chiếu chuyển
động trũn đều ta xác định được:

tmin = T/3 = /30 (s)

0,5

0,5
0,5

0,5

2 - Rụ to cú 4 cực, nờn số cặp cực từ p = 2, Khi n2 1500(vũng/phỳt) thỡ tần số dũng điện:

2
2

1500.2
50

60 60

n p

f    Hz 2 2 f2 314(rad/s)

- Vỡ bỏ qua điện trở trong của mỏy nờn: U2 E2 200V

- Cường độ dũng điện hiệu dụng qua tụ: 2

2 2 2

C
U

I U C

Z 

  5

200.10 .314 0, 628A

 

- Với vận tốc quay rụto là n vũng/phỳt thỡ hiệu điện thế hiệu dụng được xỏc định một cỏch

0,25

0,25
0,25

x’ O

N
B

P


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

tổng quỏt là :

NBS

U  E  (vỡ điện trở trong bằng 0)

- Cường độ dũng điện hiệu dụng qua tụ : 2

C

U NBSC

I UC

Z  

   . Với 2 2

np
f

    

- Suy ra

2 2 2

2 2

2 4

. . .

2 3600 2

NBSC np NBSC p

I       n K n

 

- Với

2 2

4
3600 2

NBSC p

K   là hằng số  I K n. 2

đường biểu diễn sự phụ thuốc của I với n - tốc độ quay của
rụ to, cú dạng một nhỏnh của parabol cú bề lừm hướng lờn
chiều dương của toạ độ.

- Với n0 : I = 0

- Với n1150v/ph : I1K(150)2

n2 1500v/ph: 2

2 (1500) 0, 628

I K  A

1 2

1
2

150 1

0, 00628

1500 100 100

I I

I
I

 

      

  A

- Đồ thị của I = K n. 2 là một nhỏnh parabol cú dạng như hỡnh vẽ.

0,5

0,25
3 a) - Súng trờn mặt nước coi gần đúng là súng ngang, cỏc gợn súng là những vũng trũn đồng

tõm cỏch nhau 1 bước súng.

Vậy : 2, 5 cm  v .f = 100cm/s

b) – Năng lượng súng phõn bố đều trờn mặt súng, nờn theo mỗi phương truyền súng, càng xa
O, năng lượng súng càng giảm. Gọi dA là bỏn kớnh mặt súng tại A, d là bỏn kớnh mặt súng
tại M , W là năng lượng súng cung cấp bởi nguồn O trong 1s, thỡ mỗi đơn vị dài trờn mặt
súng sẽ nhận được một năng lượng W0 W

2d
 .

- Nếu a là biờn độ súng tại điểm khảo sỏt ở cỏch O một khoảng d, thỡ W0 a2 hay W0 =

ka2 suy ra 2 W 2 W 1

2 2

ka a

d k d

 

   ; đặt W

K

k



 thỡ a2 K
d

- Với d dA 0,1 cm thỡ aA3cm, ta cú : 32

0,1

K



- tương tự tại M cỏch O khoảng d thỡ 2
M
K
a

d

- Kết hợp lại ta cú:

0,1 0,1

3 M M

a

d d

    

 

  cm 

0, 95
M

d (cm) (biờn độ súng tại M)

0,5

0,5
0,25

0,75

4 a) - Vẽ đúng hỡnh :

Lăng kớnh nờm: D = A(n – 1), đáy rất mỏng nờn B và I rất gần nhau.

- S1,S2 là 2 nguồn kết hợp (ảo), từ hỡnh vẽ S1S2= a, ta cú : a = S S1 2 = 2d tanD 2d(n –
1)A

(gúc nhỏ: tanD  D( rad) )
Thay số  d =

1,8.10

0, 4
2( 1) 2(1,5 1).15.3.10

a

n A




 

  m = 40 cm

b) - Khoảng cỏch D  d + d/ 

( )

D d d

i

a a

  

 

- Bề rộng miền giao thoa là L, từ hỡnh vẽ cú :

1,0
0,5

0,5

0,25

.

A

M

d

O

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

' '

L d d

L a

a  d   d

và theo đầu bài L = 10i

'
2

1
10

d
d

a
d



 



3 2

0, 4

0, 645
(1,8.10 )

1
10.0, 5.10 .0, 4




 



m = 64,5 cm.

- L =

3 0, 645 3

1,8.10 . 2,9.10
0, 4

d
a

d

 

  m = 2,9 mm, mà L = 10i  i 0, 29mm

c) - Ánh sỏng tử ngoại gần là bức xạ khụng trụng thấy nhưng vẫn gõy ra hiện tượng giao thoa
trờn màn. Để quan sỏt được hiện tượng đó, người ta đó dựng mỏy ảnh với phim đen trắng
chụp ảnh miền giao thoa và in trờn giấy ảnh thỡ kết quả võn sỏng sẽ ứng với vạch tối trờn
ảnh.

- Với 15 vạch tối đếm được, ta cú 14 khoảng võn i. Vỡ a và D khụng đổi, chiết suất n cũng
được coi là khụng đổi, nờn ta cú: '

1014 ' 0,357m

0,5

0,25
0,5

0,5

a) Ta cú ( U n Mo La 2 n) 2 (234, 99 94,88 138,87 1, 01)9312 . 2

MeV

E m m m m m c c

c

         

= 214,13 MeV = 214,13. 1,6.10 – 13 = 342,608.10 – 13 J 3,43.10 – 11 J

b) - Trong 1g U235 cú số hạt U235 bằng : 1 .6, 023.1023

235

A
m

N N

A

  hạt

- Năng lượng toả ra khi 1g U235 phõn hạch hết bằng :

23 11 10

. .6, 023.10 .3, 43.10 8, 79.10

235

EN E    J

- Lượng năng lượng này bằng K (kWh) :

8, 79.10

2, 44.10
3, 6.10

K  

- Lượng than cần đốt để thu được lượng năng lượng kể trờn bằng :

3
7

8, 79.10

3.10
2,93.10

E
m

q

   kg

c) - Sự cố tại một số lũ phản ứng hạt nhõn của nhà mỏy điện nguyờn tử ở Fukushima do thảm
hoạ động đất và súng thần đang dấy lờn mối lo ngại chung về sự rũ rỉ phúng xạ. Tuy nhiờn

điều đáng lo ngại cú liờn quan đến hiện tượng phõn hạch hạt nhõn là nếu khụng hạ được
nhiệt độ của lũ thỡ cỏc thanh nhiờn liệu cú chứa U235 đó được làm giàu sẽ tan chảy và nếu
cỏc khối tan chảy nhập với nhau đến vượt khối lượng tới hạn thỡ sẽ là một trong những điều
kiện để phản ứng phõn hạch dõy truyền xảy ra ở mức vượt hạn (s > 1).

- Khối lượng tới hạn phụ thuộc vào tỉ lệ U235 được làm giàu. Nhưng tỉ lệ U235 được làm
giàu dựng làm nhiờn liệu của lũ phản ứng thường khụng cao, nờn để vượt khối lượng tới hạn
mà gõy nờn phản ứng vượt hạn là khụng dễ xảy ra.

1,0

0,25
0,25

0,5

6 Chọn mốc thế năng tại O.

- Bảo toàn cơ năng cho thanh tại vị trớ ban đầu và vị trớ nằm ngang :

2 2

0 3 sin

sin (1)

2 2

I

L g

mg

L



    

- Phương trỡnh chuyển động quay quanh O khi thanh qua vị trớ nằm ngang:

3
(2)

2 3 2

P

L mL g

M I mg

L

  

    

- Gia tốc phỏp tuyến của khối tõm thanh: 2 3 sin 3 sin (3)

2 2 2

n

L g L g

a

L

 



  

0,5

0,5
0,25

0,25

.

G
F

n

a

t

a

P
y

F

x

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

- Học sinh cú thể giải bài theo cách khác đúng kết quả cho điểm tối đa.

- Thiếu đơn vị mỗi lần trừ 0,25 điểm, tồn bài thiếu hoặc sai đơn vị trừ khơng quá 1 điểm

- Điểm bài thi là tổng điểm cỏc cõu khụng làm trũn.

- Gia tốc tiếp tuyến của khối tõm thanh: 3 3 (4)

2 2 2 4

t

L g L g
a

L



  

- Lực tỏc dụng lờn thanh theo Ox là:

2
sin

3g 

m
ma
Fx  n 

- Lực tỏc dụng lờn thanh theo Oy là: 0
4
4









ma mg mg mg mg

Fy t tức là Fy hướng

lờn trờn.

- Vậy lực do thanh tỏc dụng lờn trục quay là: F Fx Fy
Hay độ lớn:

16
1
4

sin
9 2

2   

 F F mg 

F x y

- Gúc hợp bởi lực F với phương ngang: tan 2 1
4 3 sin 6sin
y

x

F mg

F mg



 

  

0,25

0,5

</div>

Đáp án HSG Vật lí lớp 12 Bắc Ninh 2010-2011 - Học Toàn Tập

<b>. </b>

A

M

d

d

O

<b>. </b>

<b>. </b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về