Đề mẫu 3 HSG môn Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011

Së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Trưêng thpt ®Ò 1 Bµi kiÓm tra häc k× 1 n¨m häc 2010-2011 M«n vËt lÝ Thêi gian lµm bµi: 45 phót C©u 1 (2 ®iÓm): a. HiÖn tîng giao thoa lµ g×? Nªu ®iÒu kiÖn ®Ó cã giao thoa cña hai sãng c¬ häc? b. Gi¶ sö trªn mÆt níc cã hai nguån sãng ®ång bé ph¸t sãng c¬ víi bíc sãng l. Mét ®iÓm M trªn mÆt níc c¸ch hai nguån c¸c kho¶ng d 1, d2, víi k lµ sè nguyªn. ViÕt biÓu thøc ®iÒu kiÖn cña hiÖu ®êng truyÒn sãng theo l ®Ó ®iÓm M dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i, cùc tiÓu. C©u 2: (2 ®iÓm): M¸y biÕn ¸p lµ g×? Ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c nµo? ViÕt c«ng thøc vÒ m¸y biÕn ¸p lÝ tëng? Dïng m¸y biÕn ¸p trong viÖc truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng th× cã lîi g×? C©u 3 (3 ®iÓm): Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu AB, gåm ®o¹n m¹ch AM chøa cuén 1 c¶m thuÇn cã ®é tù c¶m L= (H), nèi tiÕp ®o¹n m¹ch MN chøa ®iÖn trë thuÇn  R=50 3 (W), nèi tiÕp ®o¹n m¹ch NB chøa tô ®iÖn cã ®iÖn dung C thay ®æi ®îc nh h×nh vÏ. §Æt vµo hai ®Çu ®o¹n m¹ch ®iÖn ¸p cã biÓu thøc u=120cos(100πt) (V). 10 3 1. Víi C=C1= (F). L R C 5 A M N a. ViÕt biÓu thøc cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch. b. TÝnh c«ng suÊt ®iÖn tiªu thô cña m¹ch ®iÖn trªn. 2. §iÒu chØnh ®iÖn dung tô ®iÖn ®Õn gi¸ trÞ C2 sao cho ®iÖn ¸p uAN gi÷a hai ®Çu ®o¹n m¹ch AN lÖch pha 0,5π so víi ®iÖn ¸p u ë hai ®Çu ®o¹n m¹ch. TÝnh ®iÖn dung C2 vµ ®iÖn ¸p hiÖu dông hai ®Çu ®o¹n m¹ch AN khi ®ã. C©u 4 (3 ®iÓm): Mét con l¾c lß xo treo th¼ng ®øng gåm mét vËt cã khèi lîng m=100 (g) vµ lß xo cã khèi lîng kh«ng ®¸ng kÓ, cã ®é cøng k=40 (N/m). KÐo vËt theo ph¬ng th¼ng ®øng xuèng phÝa díi vÞ trÝ c©n b»ng mét ®o¹n 3 (cm) råi th¶ nhÑ cho vËt dao ®éng ®iÒu hoµ. Chän gèc to¹ ®é O trïng víi vÞ trÝ c©n b»ng, trôc Ox cã ph¬ng th¼ng ®øng, chiÒu d¬ng lµ chiÒu vËt b¾t ®Çu chuyÓn ®éng, gèc thêi gian lµ lóc vËt ®i qua vÞ trÝ c©n b»ng lÇn ®Çu tiªn. LÊy g=10 (m/s2). a. ViÕt ph¬ng tr×nh dao ®éng cña vËt. b. TÝnh ®é lín vËn tèc cùc ®¹i cña vËt vµ c¬ n¨ng dao ®éng cña con l¾c. c. TÝnh lùc ®µn håi cña lß xo t¸c dông vµo vËt t¹i vÞ trÝ vËt cã li ®é x=+2cm. HÕt Hä vµ tªn häc sinh:............................................ Líp :............................. http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất B §¸p ¸n vµ thang ®iÓm ®Ò 1 C©u ®¸p ¸n ®iÓ m 1 a. + HiÖn tîng giao thoa lµ hiÖn tîng khi hai hay nhiÒu sãng gÆp nhau th× t¹o 0,5 thµnh nh÷ng gîn sãng æn ®Þnh. 0,5 (2 + §iÒu kiÖn ®Ó c¸c sãng giao thoa ®îc víi nhau: C¸c sãng lµ c¸c sãng kÕt hîp ®iÓ (cïng ph¬ng, cïng tÇn sè, cã ®é lÖch pha kh«ng ®æi). 0,5 m) b. §iÒu kiÖn ®Ó M dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i: d2-d1=kl 0,5  §iÒu kiÖn ®Ó M dao ®éng víi biªn ®é cùc ®¹i: d2-d1=(2k+1) 2 2 + M¸y biÕn ¸p lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu mµ kh«ng lµm thay 0,5 ®æi tÇn sè cña nã. 0,5 (2 + Nguyªn t¾c ho¹t ®éng lµ hiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ 0,5 ®iÓ U 2 N 2 I1   + C«ng thøc : m) 0,5 U1 N1 I 2 + Dïng m¸y biÕn ¸p trong truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng th× gi¶m ®îc hao phÝ ®iÖn n¨ng ®¸ng kÓ. 3 1. + ZL=Lw=100W 0,2 5 1 + ZC= =50W (3 0,2 C1 ®iÓ 5 + Z1= R 2  ( ZL  ZC ) 2 =100W m) 0,2 U + I1= 1,2 A 5 Z1 Z  ZC 1  0,2  + tanφ1= L Þ φ1= R 3 6 5  + φi=φu-φ1=0,2 6 UL U AN 5  a. biÓu thøc dßng ®iÖn: i=1,2 2 cos(100πt- ) (A) 6 0,2 2 b. C«ng suÊt: P=I R=72 3 =124,7(W) O 5 UR I 0,2 2. Ta cã gi¶i ®å vÐct¬ nh h×nh vÏ. 5 Tõ gi¶n ®å vÐc t¬ ta cã: U C2 2 U 2  U 2R  U 2L http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất  ZC 2  0,2 5 R 2  Z2L 10 2 =175WÞC2= (F) ZL 175 Khi ®ã ta cã ZAN= R 2  ZL 2 =50 7 =132,3(W) Z2= R 2  ( ZL  ZC ) 2 =25 21 =114,56(W) U 120  I2= Z2 25 21 VËy UAN=I2ZAN= 80 3 (V)=138,56 (V) 0,2 5 0,2 5 0,2 5 0,2 5 4 (3 ®iÓ m) a. Ph¬ng tr×nh dao ®éng cã d¹ng: x=Acos(wt+φ) k + w= =20(rad/s) m v2 =3cm 2 + Khi t=0 th× x=0, v>0 suy ra φ=-0,5π (rad) VËy x=3cos(20t-0,5π) (cm) b. VËn tèc cùc ®¹i : vmax=wA=60cm/s C¬ n¨ng: W=0,5kA2=0,018J mg c. Ta cã: Dl0= k =2,5.10-2 m F=k(Dl0-x)=40(2,5-2).10-2=0,2N + A= x 2  Së gi¸o dôc vµ ®µo t¹o h¶i d¬ng Trêng thpt kÎ sÆt ®Ò 2 0,2 5 0,2 5 0,2 5 0,2 5 0,5 0,5 0,5 0,5 Bµi kiÓm tra häc k× 1 n¨m häc 2010-2011 M«n vËt lÝ Thêi gian lµm bµi: 45 phót C©u 1 (2 ®iÓm): Sãng c¬ häc lµ g×? Sãng ngang lµ g× cho mét vÝ dô? Sãng däc lµ g× cho mét vÝ dô? Nªu kh¸i niÖm bíc sãng? C©u 2 (2 ®iÓm): Dao ®éng cìng bøc lµ g×? Biªn ®é dao ®éng c÷ng bøc phô thuéc vµo yÕu tè nµo? Trong dao ®éng cìng bøc cã thÓ x¶y ra hiÖn tîng ®Æc biÖt g×? Nªu ®iÒu kiÖn ®Ó x¶y ra hiÖn tîng ®ã? http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất C©u 3: (3 ®iÓm): Cho m¹ch ®iÖn xoay chiÒu AB, gåm ®o¹n m¹ch AM chøa ®iÖn trë thuÇn R=100 3 (W) nèi tiÕp cuén c¶m thuÇn cã ®é tù c¶m L thay ®æi ®îc, nèi 10  4 (F) nh h×nh vÏ. §Æt vµo hai 2 R L C ®Çu ®o¹n m¹ch ®iÖn ¸p cã biÓu thøc u=200cos(100πt) (V). 1 A M B 1. Víi L= (H).  a. ViÕt biÓu thøc cêng ®é dßng ®iÖn trong m¹ch vµ ®iÖn ¸p u AM ë hai ®Çu ®o¹n m¹ch AM. b. TÝnh c«ng suÊt ®iÖn tiªu thô cña m¹ch ®iÖn trªn. 2. T×m gi¸ trÞ cña ®é tù c¶m L ®Ó ®iÖn ¸p gi÷a hai ®Çu cuén c¶m ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. TÝnh gi¸ trÞ cùc ®¹i ®ã. tiÕp ®o¹n m¹ch MB chøa tô ®iÖn cã ®iÖn dung C= C©u 4: (3 ®iÓm): Mét con l¾c ®¬n gåm sîi d©y m¶nh, nhÑ lµ cã chiÒu dµi l=1 (m) vµ vËt nhá cã khèi lîng m=100 (g), dao ®éng t¹i n¬i cã gia tèc träng trêng g=π2=10 (m/s2). KÐo vËt ra khái vÞ trÝ c©n b»ng mét gãc a1=50 råi bu«ng nhÑ, bá qua mäi lùc c¶n vµ ma s¸t. Chän trôc to¹ ®é cong cã gèc lµ vÞ trÝ c©n b»ng cña vËt, chiÒu d¬ng híng vÒ vÞ trÝ th¶ vËt, gèc thêi gian lµ lóc th¶ vËt. a. TÝnh chu k× khi con l¾c dao ®éng víi gãc lÖch nhá. b. ViÕt ph¬ng tr×nh dao ®éng cña con l¾c theo li ®é cong. c. TÝnh c¬ n¨ng cña con l¾c. d. TÝnh ®é lín vËn tèc cña vËt vµ gãc lÖch cña sîi d©y khi vËt cã ®éng n¨ng b»ng thÕ n¨ng. HÕt Hä vµ tªn häc sinh:............................................ Líp :............................. §¸p ¸n vµ thang ®iÓm ®Ò 2 C©u 1 (2 ®iÓ m) ®¸p ¸n ®iÓ m + Sãng c¬ lµ nh÷ng dao ®éng c¬ lan truyÒn trong m«i trêng vËt chÊt 0,5 + Sãng ngang cã ph¬ng dao ®éng cña c¸c phÇn tö vËt chÊt vu«ng gãc víi ph- 0,5 ¬ng truyÒn sãng. VÝ dô sãng níc. + Sãng däc cã ph¬ng dao ®éng cña c¸c phÇn tö vËt chÊt trïng víi ph¬ng truyÒn 0,5 sãng. VÝ dô sãng ©m truyÒn trong kh«ng khÝ. http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất 2 (2 ®iÓ m) 3 (3 ®iÓ m) + Bíc sãng lµ qu·ng ®êng sãng truyÒn ®îc trong mét chu k×. + Dao ®éng cìng bøc lµ dao ®éng ®îc duy tr× bëi ngo¹i lùc biÕn thiªn tuÇn hoµn. + Biªn ®é dao ®éng cìng bøc phô thuéc vµo ®é chªnh lÖch gi÷a tÇn sè lùc cìng bøc vµ tÇn sè riªng cña vËt. + Trong dao ®éng cìng bøc cã thÓ x¶y ra hiÖn tîng ®Æc biÖt lµ hiÖn tîng céng hëng? + §iÒu kiÖn ®Ó x¶y ra hiÖn tîng ®ã lµ flùc cìng bøc=friªng. 1. + ZL=Lw=100W 1 + ZC= =200W C + Z= R 2  ( ZL  ZC ) 2 =200W 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 5 0,2 5 U0 1 A Z a. * BiÓu thøc dßng ®iÖn: ZL  ZC 1   + tanφ= Þ φ=R 3 6  + φi=φu-φ= 6  i=cos(100πt+ ) (A) 6 * BiÓu thøc ®iÖn ¸p uAM: 0,2 5 + ZAM= R 2  ( Z L ) 2 =200 (W) + U0AM=IZAM=200(V) ZL 1   + tanφ= Þ φ= R 3 6    + φU=φi+φ= + = 6 6 3  + uAM=200cos(100πt+ ) (V) 3 2 b. C«ng suÊt: P=I R=100 3 =173(W) 0,2 5 + I0= 2. Ta cã UL=IZL= 0,2 5 0,2 5 U 2 R  ( Z L  ZC ) 2 ZL  0,2 5 U 2 2 L R  Z  2 Z L ZC  ZC2 ZL = 0,2 5 U 1 1 (R 2  ZC2 ) 2  2 ZC 1 ZL ZL + §Æt R2+ ZC2 =a, -2ZC=b, 1=c, U L= 1 1 1 2 2 =x, y= (R  ZC ) 2  2ZC  1 =ax2+bx+c, ta ®îc ZL ZL ZL U ax 2  bx  c http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất 0,2 5 2 + §Ó (UL)max th× ymin: ymin=- 2 2 2 1 4 Z  4( R  Z ) R b  =- C 2 2 C  2 2 , khi x=- hay =4a 2a ZL R  ZC R  ZC - 2ZC ZC 2 2 = 2 2( R  Z C ) R  ZC2 0,2 5 R 2  ZC2 3,5 U R 2  Z C2 + VËy (UL)max= =216 (V) khi ZL= =350 (W) Þ L= (H) ZC  R 0,2 5 0,2 5 4  =2 (s) g b. Ph¬ng tr×nh dao ®éng cã d¹ng: s=Acos(wt+φ) g + w= =π(rad/s)   100 + To¹ ®é ban ®Çu s1=la1=100.5. = =8,73 (cm) 180 36 v 2 100 A= s12  2 = =8,73 (cm) 36  + Khi t=0 th× s=A, v=0 suy ra φ=0 (rad) VËy s=8,73cos(pt) (cm) b. C¬ n¨ng: W=0,5mw2A2=3,8 (mJ) c. Ta cã W®=Wt=0,5W W VËn tèc: v= =0,195 (m/s) m a. Chu k×: T=2  (3 ®iÓ m) Gãc lÖch : a= W =0,062 (rad)=3,530. mg 0,5 0,2 5 0,2 5 0,2 5 0,2 5 0,5 0,5 0,5 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất