Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí THPT (Phần tự luận) - Năm học 2014-2015 (Có đáp án)

ĐỀ CHÍNH THỨC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÚ THỌ
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2014 – 2015
Môn : Vật lí THPT (Phần tự luận)
Thời gian làm bài: 45 phút, không kể thời gian giao nhận đề
(Đề thi có 01trang)
 Câu 1: (2,5 điểm) 
M
N
L, r
C
R
A
B
Hình 1
 Đặt điện áp , với ω có thể thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ ( Hình 1), với R = 2r. Thay đổi giá trị của ω: khi ω = ω1 thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AN, MB có giá trị hiệu dụng lần lượt là 120(V),và vuông pha với nhau. 
Tìm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch MB tại thời điểm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AN là và đang tăng.
Tìm điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
Thay đổi ω để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch NB đạt cực đại. Tìm hệ số công suất của đoạn mạch MB khi đó.
 Câu 2 (1,5 điểm). 
 Cho các dụng cụ thí nghiệm sau: Một sợi dây đàn hồi, cần rung, thước đo, máy phát âm tần (máy phát dao động điều hòa có tần số có thể thay đổi được). Hãy trình bày phương án thí nghiệm đo tốc độ truyền sóng trên sợi dây đàn hồi.
HẾT
Họ và tên thí sinh: ..Số báo danh:
Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PHÚ THỌ
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2014 – 2015
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
Môn : Vật lí THPT (Phần tự luận)
( Hướng dẫn chấm có 02 trang)
 Câu 1 
(2,5 điểm)
 Đặt điện áp , với ω có thể thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch AB như hình vẽ (Hình 1), với R = 2r. Thay đổi giá trị của ω: khi ω = ω1 thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AN, MB có giá trị hiệu dụng lần lượt là 120(V),và vuông pha với nhau. 
M
N
L, r
C
R
A
B
Hình 1
 a) Tìm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch MB tại thời điểm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch AN là và đang tăng.
 b) Tìm điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch.
 c) Thay đổi ω để điện áp hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch NB đạt cực đại. Tìm hệ số công suất của đoạn mạch MB khi đó.
R1
u(V)
 O
 -R1
 -R2
 R2
M1
M1
P
Q
a. Lần lượt biểu diễn uAN, uMB bằng các đường tròn (O,R1 = 120 ) và (O,R2 = 40 ).
0,25
Tại thời điểm t, (V) và đang tăng tương ứng với điểm M1 trên đường tròn (O,R1 = 120 ) Þ 
Mà uAN sớm pha hơn uMB nên Þ (V)
0,25
O
α
120
40
b. Vẽ giản đồ véc tơ:
0,25
Vì R = 2r nên UR = 2Ur Þ UR + Ur = 3Ur 
Vì nên Þ
0,25
 Þ ; 
0,25
0,25
c. Ta có: 
0,25
Đặt X = ω2 Þ f(X) = L2C2 X2 + [(r+R)2C2-2LC]X +1
UNB lớn nhất khi f(X)min Û X = ω’2 = với R = 2r
Þ (1)
0,25
Theo câu b) (2)
Từ (1) và (2) 
0,25
Do đó, hệ số công suất của đoạn MB là:
0,25
 Câu 2 
(1,5điểm)
Cho các dụng cụ thí nghiệm sau: Một sợi dây đàn hồi, cần rung, thước đo, máy phát âm tần (máy phát dao động điều hòa có tần số có thể thay đổi được). Hãy trình bày phương án thí nghiệm đo tốc độ truyền sóng trên sợi dây đàn hồi.
Gắn một đầu sợi dây đàn hồi với một điểm cố định, một đầu gắn với cần rung. Nối cần rung với nguồn điện xoay chiều. 
0,25 
Điều chỉnh tần số của nguồn điện xoay chiều sao cho trên sợi dây đàn hồi xảy ra hiện tượng sóng dừng.
0,25
Khi sợi dây đàn hồi xảy ra sóng dừng, đọc tần số f của nguồn điện xoay chiều, đo chiều dài dây l, đếm số bó sóng n quan sát được trên dây.
 0,5
Khi đó, tốc độ truyền sóng trên sợi dây đàn hồi : 
 0,5
Ghi chú: 
- Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa theo đúng thang điểm của từng bài.
- Nếu đáp số nào thiếu hoặc sai đơn vị thì trừ nửa số điểm ứng với đáp số đó đó nhưng toàn bài không trừ quá 1 điểm.