Đề đề nghị thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh năm học 2015 - 2016 môn thi: Vật lý thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

SỞ GD VÀ ĐT THANH HÓA
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 3
CẤU TRÚC ĐỀ THI VÀ KHUNG MA TRẬN
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 12 CẤP TỈNH
	1. Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề 
	2. Cấu trúc đề thi
TT
Phần kiến thức
Số điểm
Số câu hỏi
Loại câu hỏi
1
Động lực học vật rắn
2,0
1
Tự luận
2
Dao động cơ
4,0
1-2
Tự luận
3
Sóng cơ
2,0
1
Tự luận
4
Dao động và sóng điện từ
2,0
1
Tự luận
5
Dòng điện xoay chiều
4,0
1-2
Tự luận
6
Sóng ánh sáng
2,0
1
Tự luận
7
Lượng tử ánh sáng
2,0
1
Tự luận
8
Phương án thực hành
2,0
1
Tự luận
 Tổng số
20,0
9 đến 10 câu.
 	3. Nội dung thi
 	Nội dung thi thuộc chương trình vật lí THPT, chủ yếu là chương trình vật lí lớp 12 (chương trình chuẩn và nâng cao).
4. Khung ma trận đề thi
 Cấp độ
Tên chủ đề
(Nội dung, chương...)
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
Cộng
Cấp độ thấp
Cấp độ cao
Chủ đề 1
Động lực học vật rắn
Chuẩn KT, KN cần kiểm tra (Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
4điểm=20%
Chủ đề 2
Đại cương về dao động ĐH, con lắc lò xo
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 3
Giao thoa sóng cơ
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 4
Đoạn mạch RLC nối tiếp
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
4 điểm=20%
Chủ đề 5
Dao động và sóng điện từ
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 6
Giao thoa ánh sáng
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 7
Lượng tử ánh sáng
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 8
Phương án thí nghiệm
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 3
ĐỀ ĐỀ NGHỊ THI HSG TỈNH
ĐỀ ĐỀ NGHỊ THI HSG VĂN HÓA CẤP TỈNH
Năm học 2015 - 2016
Môn thi: VẬT LÝ
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề này có 08 câu, gồm 02 trang)
Câu 1: (2.0 điểm)
Hai vật A và B được nối qua sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể vắt qua ròng rọc. Khối lượng của A và B lần lượt là mA = 2kg, mB = 4kg. Ròng rọc có bán kính là R = 10cm và momen quán tính đối với trục quay của ròng rọc là I = 0,5kg.m2. Bỏ qua mọi lực cản, coi rằng sợi dây không trượt trên ròng rọc và lấy g = 10m/s2. 
1. Tính gia tốc của hai vật	
2. Tính lực căng ở hai bên ròng rọc.
3.Tính tổng mô men lực tác dụng vào ròng rọc.
Câu 2: (4.0 điểm)
1. Một vật có khối lượng , dao động điều hoà theo phương trình có dạng . Biết đồ thị lực kéo về theo thời gian F(t) như hình vẽ. Lấy . Viết phương trình dao động của vật. 
2. Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T và biên độ . Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vận tốc có độ lớn không vượt quá (cm/s) là . Xác định chu kì dao động của chất điểm.
3. Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang có (N/m), . Đưa quả cầu đến vị trí mà lò xo bị nén 10cm, rồi thả nhẹ. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là m = 0,2. Lấy g = 10(m/s2). Tính vận tốc cực đại mà vật đạt được trong quá trình dao động.
Câu 3: (2.0 điểm)
Hai nguồn âm điểm phát sóng cầu đồng bộ với tần số f = 680(Hz) được đặt tại A và B cách nhau 1(m) trong không khí. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340(m/s). Bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường.
1. Gọi I là trung điểm của AB, P là điểm nằm trên trung trực của AB ở gần I nhất dao động ngược pha với I. Tính khoảng cách AP.
2. Gọi O là điểm nằm trên trung trực của AB cách AB 100(m). Và M là điểm nằm trên đường thẳng qua O song song với AB, gần O nhất mà tại đó nhận được âm to nhất.
 Cho rằng AB << OI. Tính khoảng cách OM. 
Câu 4 : ( 2.0 điểm)
Một mạch dao động LC lý tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 1 mH, tụ điện phẳng không khí có điện dung C = μF. Trong mạch có dao động điện từ với điện áp cực đại giữa hai bản tụ của tụ điện là 5 V.
1. Tính chu kỳ riêng và năng lượng điện từ của mạch.
2. Khi điện tích trên bản tụ triệt tiêu, người ta đặt vào giữa hai bản tụ một lớp điện môi cùng diện tích, có hằng số điện môi =2, bề dày a = (d là khoảng cách giữa hai bản tụ). Tính chu kỳ riêng của mạch và điện áp cực đại giữa hai bản tụ khi đó.
 Câu 5 (4.0 điểm). 
C
L, r
R
A
B
M
N
Cho mạch điện không phân nhánh như hình gồm: điện trở thuần R, cuộn dây không thuần cảm có độ tự cảm 
L, điện trở hoạt động r và tụ 
điện có điện dung C. 
Đặt vào hai đầu A và B điện áp xoay chiều có biểu thức với tần số f thay đổi được.
1. Khi thì lệch pha so với và lệch pha so với . Biết điện áp hiệu dụng giữa hai điểm A, M là , công suất tiêu thụ trên mạch AB là 360W. Tính các giá trị R, L, r, C.
2. Khi thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M, B là có giá trị cực tiểu. Tìm và khi đó.
Câu 6 (2.0 điểm). 
	Thực hiện thí nghiệm I âng về giao thoa ánh sáng Khoảng cách giữa hai khe sáng 1mm, khoảng cách giữa hai khe sáng đến màn quan sát 2m. Dùng nguồn sáng phát ra đồng thời hai bức xạ điện từ thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng λ1 và λ2 = 0,46 μm. 
1. Tính khoảng vân của bức xạ λ2
2. Trên màn quan sát, người ta nhìn thấy trên đoạn nối giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân sáng trung tâm có 13 vân sáng khác. Trong đó số vân sáng của bức xạ λ1 và của bức xạ λ2 lệch nhau 3 vân. Tính bước sóng λ1.
Câu 7 (2.0 điểm). 
Chiếu bức xạ có bước sóng l = 0.6mm vào catot của 1 tế bào quang điện có công thoát A= 1.8eV. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một điện trường từ A đến B sao cho UAB = -10V. Tính vận tốc nhỏ nhất và lớn nhất của electron khi tới B. 
Câu 8 (2.0 điểm). 
Một đồng hồ quả lắc được chế tạo để chạy đúng tại Hà Nội, biết rằng Hà Nội có gia tốc rơi tự do là g1 và nhiệt độ t1 và chu kì của con lắc đồng hồ là . Người ta đưa đồng hồ vào thành phố Hồ Chí Minh, biết rằng TP HCM có gia tốc rơi tự do là g2 và nhiệt độ t2, hệ số nở dài của thanh treo con lắc là và con lắc đồng hồ có vít điều chỉnh độ dài. Hãy trình bày phương án điều chỉnh con lắc đồng hồ để nó cũng chạy đúng ở TP HCM mà không dùng đồng hồ đo thời gian.
----------------------------------HÕT-------------------------------------
Giám thị coi thi không giải thích gì thêm!
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 3
ĐỀ ĐỀ NGHỊ
ĐÁP ÁN ĐỀ ĐỀ NGHỊ THI HSG VĂN HÓA CẤP TỈNH
 Năm học 2015 - 2016
Môn thi: VẬT LÝ
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đáp án này có 08 câu, gồm 05 trang)
	Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1
(2.0điểm)
- Chuyển động của hai vật nặng là chuyển động tịnh tiến, chuyển động của ròng rọc là chuyển động quay quanh một trục cố định. Vì PB > PA nên vật A chuyển động đi lên, vật B chuyển động đi xuống.
- Phân tích lực tác dụng vào ròng rọc và các vật A và B như hình vẽ. Trọng lực của ròng rọc và phản lực của trục quay tác dụng vào ròng rọc cân bằng nhau.
Chọn chiều chuyển động làm chiều dương:
Phương trình động lực học:
 (1)
 (2)
 (3)
- Vì sợi dây không trượt trên ròng rọc nên:
	 (4)
0.5
1.	Từ (1) (2) (3) (4) thay số a = 0,357m/s2.
0.5
2. Thay a = 0,357m/s2 vào (1): .
Thay a = 0,357m/s2 vào (2): .
0.5
3. Tổng momen lực tác dụng vào ròng rọc là: 
0.5
Câu 2 (4.0điểm)
Từ đồ thị, ta có: = 1(s) Þ T = 2s Þ w = p(rad/s).
Þ k = m.w2 = 1(N/m).
+) Ta có: = kA Þ A = 0,04m = 4cm.
+) Lúc t = 0(s) từ đồ thị, ta có: Fk = - kx = - 2.10-2 m Þ x = 2cm và Fk đang tăng dần (vật đang chuyển động về VTCB) Þ v < 0.
Vậy, phương trình dao động của vật là: x= 4cos(pt + p/3) cm.
0.5
1.0
2. Từ giả thuyết, Þ ≤ 24p(cm/s).
Gọi x1 là vị trí mà v = 24p(cm/s) và t1 là thời gian vật đi từ vị trí x1 đến A.
·
·
·
·
·
- A
O
 A
 - x1
 x1
x
Þ Thời gian để vận tốc có độ lớn không vượt quá 24p(cm/s) là: t = 4t1 = Þ t1 = Þ x1 = A/2.
Áp dụng công thức: 
0.5
1.0
3. Gọi x0 là tọa độ của VTCB, ta có: Fdh = Fms Û k.x0 = mmg 
Þ 
Biên độ dao động của con lắc là: A = Dl – x0 = 9cm.
Vận tốc cực đại là: vmax = Aw = 90(cm/s).
0.5
0.5
Câu 3
(2.0điểm)
1. Ta có: l = = 0,5(m/s)
Độ lệch pha giữa hai điểm P và I là: 
A
d
P
B
I
Vì P dao động ngược pha với I, ta có: 
Dj = (2k + 1)p
Þ d = (2k+ 1) + 
Do d > Þ Û k > - 1/2
Vì k Î Z, nên dmin Û k = 0 Þ dmin = 0,75(m).
0.5
0.5
2. Học sinh phải chứng minh công thức sau: .
A
d1
B
I
x
M
o
d23
Tại M nhận được âm to nhất, ta có: 
d2 – d1 = kl = l ( k = 1, vì điểm M gần O nhất)
Þ .
0.5
Câu 4 (2.0điểm)
* Chu kỳ của mạch 2. 10-5 s
* Năng lượng điện từ của mạch: 1,27.10-7 J 
0.5
0.5
Khi đó điện dung của tụ C’ là bộ tụ gồm 2 tụ mắc nối tiếp:
* chu kỳ của mạc dao động
 với => C’=C
Ta có suy ra T’= = .10-5 s
* Điện áp cực đại giữa hai bản tụ: W’ = W => U’ == 2,5V
0.5
0.5
Câu 5
(4.0điểm)
0.5
1. 
- Từ giản đồ ta có
 Suy ra 
- Từ giản đồ suy ra độ lệch pha giữa u và i là , giữa so với i là . Nên , 
(V) suy ra 
1.0
- Mặt khác 
- Vậy ; ,
0.5
2.
1.0
- Để đạt cực tiểu thì đạt cực đại tức là đạt cực tiểu nghĩa là 
- Khi đó 
1.0
1. Tính khoảng vân của bức xạ l2 : i2 == 0.92 mm
1.0
Câu 6
(2,0điểm)
2. Vị trí các vân sáng cùng màu với vân trung tâm ứng với các bức xạ l1 và l2 thỏa mãn: x1=x2 k1.l1 = k2.l2 l1k1 = 0,46k2 (1)
- Vì trong khoảng giữa hai vân gần nhất cùng màu với vân trung tâm có 11 vân sáng nên k1+k2=13 (2). ( Xét khoảng giữa vân trung tâm và vân cùng màu gần nó nhất)
0.25
Mặt khác số vân sáng của l1 và l2 lệch nhau 3 vân nên ta có: 
|k1 – k2| = 3 (3).
0.25
- Giải hệ (2) và (3) có hai cặp nghiệm:
Cặp 1: k1 = 8, k2 = 5 thay vào (1)l1 = 0, 2875 μm (loại)
Cặp 2: k1 = 5, k2 = 8 thay vào (1) l1 = 0,736 μm (thõa mãn)
0.5
Câu 7
(2.0điểm)
l0 = = 
0.5
-Khi Vận tốc ban đầu cực đại của e theo chiều tăng tốc với UAB thì ta có vận tốc lớn nhất của electron khi tới B là v: Gọi v ( Hay vmax ) là vận tốc cực đại của e khi đến B. Áp dụng định lí động năng:
 => => 
=> 
Thay số :
0.5
0.5
-Khi vận tốc ban đầu của e bằng 0 thì ta có vận tốc nhỏ nhất của electron khi tới B là vmin : 
=>: 
0.5
Câu 8
(2.0điểm)
Chu kì của con lắc ở Hà Nội 
Chu kì của con lắc ở TP HCM 
Để đồng hồ chạy đúng thì ta suy ra l2
Nếu chưa điều chỉnh con lắc thì chiều dài của dây tren là 
0.5
0.5
Ta phải điều chỉnh chiều dài của con lắc một đoạn: 
Nếu L >0 thì điều chỉnh giảm chiều dài
Nếu L <0 thì điều chỉnh tăng chiều dài
1.0
------------- hết----------
Chú ý: Nếu thí sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.