ĐỀ THI HSG THANH HÓA 2008-2009 CÓ ĐÁP ÁN (KHỐI THPT)

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

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA

<b>ĐỀ THI CHÍNH THỨC</b>

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
<b>Năm học 2008-2009</b>

<b>Mơn thi: Vật lý. Lớp 12. Hệ bổ túcTHPT</b>
Ngày thi: 28/03/2009

Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Đề thi này có 10 câu, gồm 01 trang.

<i><b>Câu1 (6 điểm):</b></i> Một con lắc đơn thực hiện dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường

g = 10m/s2_{, với chu kì T =}

2
5


s.
a) Tính chiều dài của con lắc.

b) Chọn thời điểm ban đầu t = 0 là lúc góc lệch 0 của con lắc cực đại dương, với cos0 =

0,955. Viết phương trình dao động (li độ phụ thuộc thời gian) của con lắc.

<i><b>Câu2 (1,5 điểm):</b></i> Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm ống dây nối tiếp với tụ điện. Điện áp đặt

vào hai đầu đoạn mạch là u = 120 2cos100t (V). Điện áp hiệu dụng trên hai dầu cuộn dây và
hai cực tụ điện UL = UC = 120V. Hãy chứng tỏ rằng ống dây có điện trở thuần và tính giá trị

điện trở thuần này nếu biết dịng điện qua đoạn mạch có cường độ hiệu dụng là I = 2A.

<i><b>Câu3 (6 điểm):</b></i> Một đoạn mạch điện gồm tụ điện có điện dung

C =

3

10
5



F nối tiếp với hộp kín X. (hình bên). Biết rằng trong hộp X có hai trong ba phần tử
(điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm L, tụ điện C) mắc nối tiếp. Điện áp đặt vào hai đầu đoạn
mạch uAB= 200cos(100t + 4



) (V) và dòng điện chạy qua đoạn mạch i = 2 os100 t<i>c</i>  _{(A). Hỏi}
hai phần tử trong hộp là gì ? Tính giá trị của mỗi phần tử trong hộp.

<i><b>Câu4 (3,5 điểm):</b></i> Một chất điểm dao động điều hoà trên phương trục x có phương trình chuyển

động x = 10cos25t (cm,s). Hãy xác định quãng đường chất điểm đi được từ thời điểm t = 0 đến
thời điểm t = 0,03s.

<i><b>Câu5 (1 điểm):</b></i> Xác định li độ tại thời điểm mà động năng bằng 4 lần thế năng của một dao động

tử điều hoà, biết rằng biên độ dao động là 4cm.

<i><b>Câu6 (1 điểm): </b></i>Một sóng hình sin có tần số 110Hz truyền trong khơng khí theo một phương với

tốc độ 340m/s. Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm mà dao động của chúng:
a) cùng pha ; b) ngược pha ; c) lệch pha một phần tư chu kì.

<i><b>Câu7 (0,5 điểm): </b></i>Hãy chứng tỏ rằng hai biểu thức tính chu kì T = 2 l.g1 và T = 2 <i>m k</i>. 1

có cùng thứ nguyên (đơn vị đo)

<i><b>Câu8 (0,5 điểm): </b></i> Một dây dẫn AB có chiều dài L = 0,5m, cố định hai đầu và có dịng điện xoay

chiều tần số f chạy qua. Biết rằng tần số dịng điện khơng đổi và có giá trị 40Hz < f < 60Hz. Khi
dây AB nằm vng góc với các đường sức từ của từ trường ngồi khơng đổi thì trên dây tạo ra
sóng dừng. Vận tốc truyền sóng trên dây là v = 10m/s. Hãy xác định số bụng sóng dừng trên dây.

<i><b>Câu9 (0,5 điểm):</b></i> Một bản kim cương được chiếu sáng bởi ánh sáng có tần số f = 0,55.1015_s-1_.

Chiết suất của kim cương đối với tia sáng này là n = 2,46. Bước sóng của tia sáng này trong chân
khơng và trong kim cương là bao nhiêu ?

<i><b>Câu10 (0,5 điểm)</b></i>: Quĩ đạo của một vệ tinh nhân tạo là đường tròn nằm trong mặt phẳng xích

đạo. Hãy xác định độ cao cần thiết để vệ tinh đứng yên đối với mặt đất.

Cho bán kính trung bình của trái đất R = 6378km, khối lượng trái đất M = 5,976.1024_{kg , hằng}

số hấp dẫn G = 6,672. 10-11_N.m2_/kg2_.

X

A C B

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

---HẾT

---SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO

THANH HĨA
<b>HƯỚNG DẪN CHẤM</b>
<b>ĐỀ THI CHÍNH THỨC</b>

<b>KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH</b>
<b>Năm học 2008-2009</b>

<b>Môn thi: Vật lý. Lớp 12. Hệ bổ túc THPT</b>
Ngày thi: 28/03/2009

<i><b>Câu1 (6 điểm):</b></i>

+ T =

2
2

2

4

<i>l</i> <i>gT</i>

<i>l</i>
<i>g</i>





 

<i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ Thay số ta có l  0,4m. <i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ S = S0cos(t + ) Trong đó:

  = 2/T = 5 rad/s <i><b>(1,0 đ)</b></i>

 S0 = 0l = l sin0 =

2
0

1 os

<i>l</i>  <i>c</i> 

 0,04m <i><b>(1,0 đ)</b></i>

 S0 = S0cos =>  = 0 <i><b>(1,0 đ)</b></i>

 Vậy S = 4cos5t (cm,s). <i><b>(1,0 đ)</b></i>

<i><b>Câu2 (1,5 điểm):</b></i>

+ Nếu ống dây có điện trở thuần thì U  |UL-UC|. Nhưng bài ra |UL-UC| = 0 nên suy ra RL 0.

<i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ ZC = UC/I = 60 ; <i><b>(0,25 đ)</b></i>

+

2 2

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

<i>R</i> <i>Z</i>

= UL/I = 60 ; + Z =

2 ₍ ₎2

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

<i>R</i>  <i>Z</i>  <i>Z</i>

= U/I = 60 <i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Suy ra <i>RL</i>2<i>ZL</i>2 ₌

2 ₍ ₎2

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

<i>R</i>  <i>Z</i>  <i>Z</i>

=> ZL =  (ZL - ZC) <i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Vậy ZL = ZC/2 = 30 .Thay ZL vào

2 2

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

<i>R</i> <i>Z</i>

ta có R = 30 3. <i><b>(0,25 đ)</b></i>
<i><b>Câu3 (6 điểm):</b></i>

+ Độ lệch pha dòng và thế  2


chứng tỏ mạch có R. <i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ Dòng điện i chậm pha hơn điện áp /4 chứng tỏ mạch phải có cảm kháng lớn hơn dung kháng.
Kết luận là trong hộp kín có điện trở thuần và cuộn thuần cảm. <i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ cos = R/Z => R = Z.cos =

0
0

<i>U</i>

<i>I</i> _cos <i><b>_{(1,0 đ)}</b></i>

+ Thay số ta có R = 100 <i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ tan = (ZL - ZC)/R => ZL = Rtan + ZC <i><b>(1,0 đ)</b></i>

+ Với ZC = 1/C = 50 thay số ta có ZL = 150 => L = ZL/ =

1,5

 _(H). <i><b>_{(1,0 đ)}</b></i>

<i><b>Câu 4 (3,5 điểm): </b></i>

+ Tại thời điểm t = 0 thì x0 = 10cos0 = 10 cm <i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ Tại thời điểm t = 0,03s: xt = 10cos25.0,03 cm <i><b>(0,5 đ)</b></i>

X

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

+ hay là xt = 10cos

3

4



<i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ xt = -10

2

2 _{cm  -7,07 cm}

<i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ Chu kì của dao động T = 2/ = 0,08s <i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ Nhận xét rằng thời gian chuyển động đã cho t < T/2 nên S = A + |xt| <i><b>(0,5 đ)</b></i>

+ Thay số ta có S  17,07cm.

<i><b>(0,5 đ)</b></i>
<i><b>Câu5 (1 điểm):</b></i>

+ Ta có Wd = 4Wt & Wt + Wd = Wtp = Wtmax <i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Suy ra Wt =

2

1

10<i>kA</i> _=>

2

1
2<i>kx</i> ₌

2

1

10<i>kA</i>  <i><b>_{(0,25 đ)}</b></i>

+ Hay x = 5

<i>A</i>



<i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Thay số ta có x   1,8cm. <i><b>(0,25 đ)</b></i>

<i><b>Câu6 (1 điểm):</b></i>

+ Ta có

<i>v</i>
<i>f</i>

 

<i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Hai điểm dao động cùng pha cách nhau ít nhất bằng _{. Nên l}_min1_{= 340/110  3,1m.}<i><b>_{(0,25 đ)}</b></i>
+ Hai điểm dao động ngược pha cách nhau ít nhất 2



. Nên lmin2 = 340/220  1,55m. <i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Hai điểm dao động lệch pha 4

<i>T</i>

cách nhau ít nhất 4


. Nên lmin2 = 340/440  0,77m. <i><b>(0,25 đ)</b></i>

<i><b>Câu7 (0,5 điểm):</b></i>

+ Ta có

2

/

<i>l</i> <i>m</i>

<i>s</i>

<i>g</i> <i>m s</i>

 

 

 

   <i><b>_{(0,25 đ)}</b></i>

+<i><b> </b></i>còn 2

. 1

/ _.

<i>m</i> <i>kg</i> <i>kg</i>

<i>s</i>
<i>kg m</i>

<i>k</i> <i>N m</i>

<i>s</i> <i>m</i>

 

  

 
 

<i><b>(0,25 đ)</b></i>

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

+ Lực từ là lực cưỡng bức và nó có tần số bằng tần số của dịng điện xoay chiều. Khi có sóng
dừng trên dây L = n2



<i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Mặt khác

<i>v</i>
<i>f</i>

 

=> f = 2

<i>nv</i>

<i>L</i>_{. Thay số 40 <}2

<i>nv</i>

<i>L</i>_{< 60 => 4 < n < 6 hay n = 5.}<i><b>_{(0,25 đ)}</b></i>

<i><b>Câu9 (0,5 điểm): </b></i>

+ Ta có

;

<i>v</i> <i>c</i> <i>c</i>

<i>n</i>

<i>f</i> <i>v</i> <i>nf</i>

     

<i><b>(0,25 đ)</b></i>

+ Thay số ta có 0 = c/f  0,545m và  = c/nf  0,222m. <i><b>(0,25 đ)</b></i>

<i><b>Câu10 (0,5 điểm)</b></i>:

+ Vệ tinh chuyển động tròn đều xung quanh trái đất nên:

2
2

2

2

( ) ( )

( )

<i>mM</i>

<i>G</i> <i>m</i> <i>R h</i> <i>m</i> <i>R h</i>

<i>R h</i> <i>T</i>



  

   _ _ 

   <i><b>_{(0,25 đ)}</b></i>

+ Suy ra h =

2
3

2

4

<i>GMT</i>

<i>R</i>

  _{. Để vệ tinh "đứng yên" thì chu kì T = 24 giờ = 86 400 s. Thay số ta}

có h  35697km. <i><b>(0,25 đ)</b></i>

</div>

<!--links-->