loading...
UBND TỈNH BẮC
NINH
SỞ GIÁO DỤC &
ĐÀO TẠO
(Đề
thi gồm 02 trang)
|
ĐỀ
THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2015 –
2016
MÔN
THI: VẬT LÝ - LỚP 12 – THPT
Thời gian làm
bài : 180 phút(Không kể thời gian giao
đề)
Ngày
thi: 24/03/2016
--------------***--------------
|
Câu
1. (4.0 điểm)
Một lò xo treo thẳng đứng,
đầu trên được gắn cố định, đầu dưới gắn vật nặng có khối lượng m = 0,2 kg. Ở vị trí cân bằng (VTCB) lò
xo giãn 16 cm. Lấy g = π2 »10 m/s2.
a)
Tính độ cứng của lò xo và chu kỳ dao động T0 của hệ.
b)
Vật m đang đứng yên ở VTCB, tác dụng lên m một lực theo phương thẳng đứng hướng
xuống dưới có độ lớn 2,5
N trong thời gian 1 s. Tìm biên độ dao động và quãng đường vật đi được trong
khoảng thời gian đó.
|
|
|
m
|
|
h
|
d)
Vật đang dao động tự do với
biên độ như phần c, người
ta đặt một bản cứng cố định, nằm
ngang cách vị
trí cân bằng một đoạn h =10
cm
(hình vẽ). Khi dao động vật va chạm đàn hồi vào bản này. Tính chu kỳ mới của
dao động.
Câu
2. (3.0 điểm)
Nhờ một nguồn dao động,
người ta tạo được tại một điểm O trên mặt nước phẳng lặng những dao động điều
hoà theo phương thẳng đứng với tần số f
= 20 Hz.
a)
Trên
mặt nước xuất hiện những gợn sóng tròn đồng tâm O, các đỉnh sóng cách đều nhau 6 cm. Tính tốc độ truyền sóng ngang trên mặt
nước.
b)
Tại một điểm A cách O là 0,1m biên độ sóng là 3 cm. Hãy tìm biên độ sóng tại một
điểm M theo khoảng cách dM = OM, cho biết năng lượng sóng không mất
dần trong quá trình lan truyền, nhưng phân bố đều trên mặt sóng tròn.
c)
Xét
điểm B nằm cùng phía với A so với O trên đường thẳng qua O, AB = 10 cm. Tại thời
điểm
điểm A có li độ -1,5 cm và đang đi lên, tìm độ dời và hướng
chuyển động của B ở thời điểm
Câu
3.(5,0 điểm)
1. Đặt điện áp u = 120cos100pt (V) vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm biến trở R, tụ điện
có điện dung C =
mF và cuộn cảm thuần L = H.
a) Cần thay đổi R đến giá trị nào để công suất
tiêu thụ trên mạch đạt giá trị cực đại? Tìm công suất cực đại đó.
b) Khi thay đổi giá trị của biến trở thì thấy ứng với hai giá trị R1 và R2, mạch tiêu thụ cùng công suất P và độ lệch pha của điện áp hai đầu
đoạn mạch so với dòng điện trong mạch tương ứng là j1, j2 với j1 = 2j2. Tìm
R1, R2 và công suất P khi đó.
2. Rô to của một máy phát điện xoay
chiều một pha có 4 cực từ và quay với tốc độ n vòng/phút. Hai cực phần ứng của
máy mắc với một tụ điện có điện dung C = 10
. Cho rằng điện trở trong của máy không đáng kể. Hãy vẽ
đồ thị biểu diễn sự biến thiên của cường độ dòng điện hiệu dụng I qua tụ theo tốc
độ quay của rô to khi tốc độ quay của rô to biến thiên liên tục từ n1
= 150 vòng/phút đến n2
= 1500 vòng/phút. Biết rằng với tốc độ quay 1500 vòng/phút thì suất điện động
hiệu dụng giữa hai cực máy phát tương ứng là 200 V.
Câu 4. (3,0 điểm)
Trong thí nghiệm
giao thoa khe I-âng, dùng đồng thời hai ánh sáng đơn sắc có khoảng vân trên màn
giao thoa tương ứng là i1 = 0,8 mm và i2 = 0,6 mm. Biết hai
khe hẹp cách nhau a = 1 mm, khoảng cách giữa màn quan sát và màn chứa hai khe
là D = 1,5 m.
a) Tìm bước sóng của từng bức xạ. Tìm vị trí của vân gần
trung tâm nhất có cùng màu với vân trung tâm?
b) Tìm tổng số vân sáng trong khoảng hai vân cùng màu với vân
trung tâm, đối xứng với nhau qua vân trung tâm và gần vân trung tâm nhất?
c)
Trên miền giao thoa đối xứng
qua vân trung tâm, có bề rộng 9,6 mm
có bao nhiêu vị trí mà vân tối của bức xạ l1
trùng với vân sáng của bức xạ l2?
Xác định các vị trí đó?
Câu 5. (5,0 điểm)
Một lò phản ứng hạt nhân có chứa nhiên
liệu là urani đã được làm giàu urani 235 (
) và chất làm chậm là than chì (
). Khi lò hoạt động urani 235 bị phân hạch
theo phản ứng
a)
Xác định A và Z của hạt nhân X và Y. Biết độ hụt khối của phản ứng là 0,006675 u.
Giả thiết toàn bộ năng lượng của phản ứng được cung cấp cho các nơtron thứ cấp và
chúng có động năng như nhau. Tính vận tốc của các nơtron thứ cấp.
b)
Các nơtron thứ cấp được sinh ra sau phản ứng phân hạch nói trên tới va chạm với
các nguyên tử cacbon của chất làm chậm (xem là đứng yên). Giả thiết các va chạm
là đàn hồi, không có sự biến đổi thành hạt nhân khác và sau va chạm các hạt
chuyển động cùng phương. Hỏi sau bao nhiêu lần va chạm thì nơtron thứ cấp trở
thành nơtron nhiệt (các nơtron nhiệt là các nơtron có năng lượng kBTph,
kB = 1,38.10-23J.K-1 là hằng số Bôn-xơ-man,
Tph = 300K là nhiệt độ phòng).
c)
Giả sử một nơtron nhiệt được hấp thụ bởi một hạt nhân
có
trong nhiên liệu urani. Hạt nhân được tạo thành không bền, nó biến đổi thành hạt
nhân plutoni
và
hai hạt X giống nhau. Xác định X và tính động năng cực đại và vận tốc tương ứng
của hạt X.
Cho: mn
= 1,008665u; m(U238) = 238,048608u;
m(Pu239) =
239,052146u;
1u = 1,66.10-27kg
= 931,5 MeV/c2.
………………… HẾT …………………
(Học sinh không
được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm)
UBND TỈNH BẮC NINH
|
HƯỚNG
DẪN CHẤM
ĐỀ
THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2015 - 2016
Môn
thi: Vật lý - Lớp 12
|
TT
|
Nội dung
|
Điểm
|
||||||||||||||||||||
Câu 1 4.0đ
|
a) Ở VTCB
lò xo bị giãn
Suy ra
Chu kỳ dao động của hệ:
b) Dưới tác dụng của lực F VTCB của vật m dịch chuyển xuống
dưới một đoạn:
* Chọn trục toạ
độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc toạ độ trùng với vị trí cân bằng của vật
sau khi đã có lực
* Tại toạ độ x
bất kỳ thì độ biến dạng của lò xo là (x +
- k(x +
Trong đó
x = Acos(
Trong
thời gian lực F tác dụng vật sẽ dao động điều hòa quanh VTCB mới.
Do vật ban đầu đang đứng yên nên biên độ dao động:
Do
Vận tốc
của m sau đó:
Vậy
biên độ dao động của m:
d) Do va chạm với bản là đàn hồi nên sau va chạm vật tốc của vật chỉ đổi chiều mà không thay đổi độ lớn.
Tương ứng trạng
thái của vật tức thời thay đổi từ M đến N trên đường tròn.
Như vậy chu kỳ
dao động mới của vật
|
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
||||||||||||||||||||
Bài 2
3.0đ
|
a) - Sóng trên mặt nước coi gần đúng là sóng ngang, các gợn sóng là những
vòng tròn đồng tâm cách nhau 1 bước sóng.
Vậy :
b) – Năng lượng sóng phân bố đều trên mặt sóng, nên theo mỗi phương truyền
sóng, càng xa O, năng lượng sóng càng giảm. Gọi dA là bán kính mặt
sóng tại A, d là bán kính mặt sóng tại M ,
W là năng lượng sóng cung cấp bởi nguồn O trong 1s, thì mỗi đơn vị dài
trên mặt sóng sẽ nhận được một năng lượng
- Với
- tương tự tại M cách O khoảng d
thì
- Kết hợp lại ta có:
- Do B cách A
Nên A sớm pha hơn B là
Sau đó
Ta được li độ của B là
|
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
||||||||||||||||||||
Bài 3
5.0đ
|
1.
a.
Áp dụng bất đẳng thức Cosi được:
=> Pmax = 120W
b. Chứng minh được với hai giá trị khác
nhau của R mà cho cùng một công suất thì góc lệch pha của u và i tương ứng là
j1, j2 thỏa mãn j1+j2 =
Mà giải thiết cho: j1 = 2j2
Khi R = R1 : tanj1 =
Khi R = R2 : tanj2 =
Công suất :
|
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
||||||||||||||||||||
2.
- Rô to có 4 cực, nên số cặp cực từ p = 2.
* Khi
- Vì bỏ qua điện trở trong của máy nên:
- Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ:
* Với vận tốc quay rôto là n vòng/phút thì hiệu điện
thế hiệu dụng được xác định một cách tổng quát là :
- Cường độ dòng điện hiệu dụng qua tụ :
- Suy ra
- Với
đường biểu diễn sự phụ thuộc của I với n - tốc độ quay của rô to, có dạng một nhánh của parabol có bề
lõm hướng lên chiều dương của toạ độ.
- Với
- Với
|
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
|||||||||||||||||||||
Câu 4
3.0 đ
|
a.* Bước sóng:
- Ta có:
* Vị trí của vân gần trung tâm nhất có cùng màu với vân trung tâm
- Vị trí của vân có cùng màu với vân trung tâm là vị
trí hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau
hay
- Vị trí của
vân trùng gần vân trung tâm nhất ứng với giá trị nguyên nhỏ nhất của k1,
k2 thỏa mãn phương trình trên là k1= 3, k2=
4. khi đó khoảng cách tới trung tâm là x=3i1=4i2=2,4mm.
b. *Tổng số
vân sáng .
- Trong khoảng hai vân trùng liên tiếp có 2 vân sáng
của
- Trong khỏang
hai vân cùng màu với vân trung tâm, đối xứng với nhau qua vân trung tâm và gần
vân trung tâm nhất có 5 vân sáng của
c. Tìm vị trí vân sang trùng với vân tối:
Điều kiện:
Biểu diễn:
Trong miền
giao thoa :
Các vị trí đó
cách vân trung tâm khoảng x cho bởi bảng sau:
|
0.25đ
0.25đ
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
||||||||||||||||||||
Câu 5
5.0đ
|
a)
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích hạt nhân và bảo
toàn số nuclon cho phản ứng
Ta được:
235+1=A+140+3 suy ra A=93
92=38+Z
suy ra Z=54
Năng lượng tỏa ra của phản ứng:
Do
các nơtron thứ cấp có động năng bằng nhau nên động năng của mỗi nơtron bằng
Vận tốc
của mỗi nơtron thứ cấp bằng:
b)
Sau mỗi lần va chạm với nguyên tử cacbon. Do các hạt chuyển động cùng phương
nên theo định luật bảo toàn động lượng và năng lượng ta được:
Và
Với
Về độ lớn
Sau N
lần va chạm nơ tron trở thành nơ tron nhiệt có động năng cỡ kBTph,
tức là có vận tốc
Ta có
Suy
ra
Vậy phải sau 55 lần va chạm chạm thì nơtron thứ cấp trở thành nơtron nhiệt
c) Ta có phản ứng:
Áp dụng
định luật bảo toàn ta được A=0 và Z=-1. Vậy X là electron.
Độn
năng cực đại của electron
Thay
số ta được
Vận tốc
của electron
Ta phải
sử dụng công thức tương đối tính
Ta được
|
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.5đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
0.25đ
|
Chú
ý:
+ Học sinh có cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối
đa.
+ Nếu thiếu 1 đơn vị trừ 0.25 điểm nhưng không trừ
quá 1 điểm cho toàn bài thi.
loading...
0 nhận xét:
Post a Comment