Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2015-2016 môn thi: Vật lý. Lớp 12 thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi)

SỞ GD & ĐT THANH HÓA 
TRƯỜNG THPT HẬU LỘC I
MA TRẬN ĐỀ HỌC SINH GIỎI 2015
 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
Câu 1a = 1 điểm
Câu 1b = 1 điểm
2 điểm
Chủ đề 2
Dao động cơ học
Câu 2a = 2 điểm
Câu 2b= 1 điểm
3 điểm
Chủ đề 3
Sóng cơ
Câu 3a = 1 điểm
Câu 3b= 2 điểm
3 điểm
Chủ đề 4
Dao động và sóng điện từ
Câu 4a = 2 điểm
Câu 4b= 1 điểm
3 điểm
Chủ đề 5
dòng điện xoay chiều
Câu 5a =1 điểm
Câu 5b= 2 điểm
3 điểm
Chủ đề 6
Sóng ánh sáng
Câu 6a = 2 điểm
Câu 6b= 2 điểm
2 điểm
Chủ đề 7
Lượng tử ánh sáng
Câu 7a = 1 điểm
Câu 7b= 1 điểm
2 điểm
Chủ đề 8
Phương án thực hành
Câu 8a = 1điểm
Câu 8b= 1 điểm
2 điểm
Tổng:
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO
THANH HÓA
Số báo danh
.
 ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2015-2016
Môn thi: Vật lý. Lớp 12.THPT
Ngày thi: 20/12/2015
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề thi)
Đề thi này có 6 câu, 2 trang
( Trường THPT Hậu Lộc I đề nghị )
Bài 1(2đ): Một hình trụ đặc khối lượng M = 1kg, bán kính r đặt trên bàn nằn ngang. Sợi dây quấn quanh trên mặt hình trụ và vòng ngang qua một ròng rọc cố định, đầu kia treo vật 
m = 0,5kg. Bỏ qua khối lượng ròng rọc và dây, xem dây không giãn . Biết trụ lăn không trượt. Xác định:
Gia tốc của vật m và khối tâm trụ.
xác định tốc độ góc của hình trụ quanh khối tâm sau t = 1,5s kể từ khi bắt đầu chuyển động.
Bài 2(3đ): Một con lắc đơn lý tưởng dây treo dài l =1m được treo trong thang máy đứng yên. Kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng sang phải một góc nhỏ rồi thả không vận tốc đầu. Thời gian từ lúc thả đến lúc vật nặng m đi hết quãng đường /8(m) là 4/3(s); m =100g; lấy g==10m/s2; chọn gốc thời gian là lúc thả, chiều dương từ phải sang trái. Bỏ qua mọi sức cản không khí và ma sát.
a. Viết phương trình li độ góc của con lắc.Tính lực căng của dây treo con lắc khi qua vị trí cân bằng. 
b. Nếu khi vật qua vị trí cân bằng lần 1 thì thang máy rơi tự do. Tính thời gian từ lúc thả đến lúc con lắc có li độ góc = 4,50 lần 1.
Bài 3(3đ): Hai nguồn sóng kết hợp trên mặt nước S1, S2 dao động với phương trình: u1 = acos(wt), u2 = asin(wt) ; S1S2 = 9l = 36cm. Sóng truyền đi với biên độ không đổi.Xác định:
a.Điểm M gần nhất trên trung trực của S1S2 dao động cùng pha với u1 cách S1 gần nhất bao nhiêu. 
b.Gọi N là điểm ở mặt chất lỏng gần nhất sao cho phần tử chất lỏng tại N dao động với biên độ cực đại và ngược pha với nguồn . Tìm 
Bài 4(3đ): Cho mạch dao động điện từ, điện trở thuần của mạch bằng không, , các tụ điện có điện dung bằng nhau . Ban đầu K1 đóng , K mở bộ tụ chưa tích điện, trong mạch chưa có dòng điện. Tích điện cho bộ tụ Tại thời điểm ban đầu đóng K.
a. Viết biểu thức sự thay đổi điện tích trên các tụ và dòng điện chạy trong mạch theo thời gian.
b. Xác định điện thế cực đại hai đầu cuộn dây sau khi mở ở thời điểm 
Bài 5(3đ): Mạch điện xoay chiều theo thứ tự RCL nối tiếp, cuộn dây thuần cảm. Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch. 
a. Cho ; và . Công suất trên toàn mạch là : P = 45(W). Tính giá trị R?.
b. Thay đổi L, khi thì điện áp trên cuộn cảm cực đại và điện áp hiệu dụng trên R là 75V. Khi điện áp tức thời hai đầu mạch là V thì điện áp tức thời của đoạn mạch RC là V. Tìm .
Bài 6 (2đ):
a. Một học sinh tiến hành thí nghiệm đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa khe Y-âng. Kết quả đo khoảng cách giữa hai khe , khoảng cách từ hai khe đến màn và độ rộng của 10 khoảng vân là . Hãy tính sai số tỉ đối của phép đo.
b. Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng, khe S được chiếu ánh sáng trắng có bước sóng từ 415nm đến 760nm, N là một điểm trên màn giao thoa, tại đó có đúng ba bức xạ cho vân sáng và một trong ba bức xạ đó là bức xạ màu vàng có bước sóng 580nm. Hãy tính bậc vân sáng của ánh sáng vàng tại N.
Bài 7(2đ): Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp . Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen là . Giả thiết 1% năng lượng của chum electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0.
a. Tính số photon của tia X phát ra trong 1 giây?
b. Catot được làm nguội bằng dòng nước có nhiệt độ ban đầu . Hãy tìm lưu lượng nước (lít/phút) phải dung để giữ cho nhiệt độ catot không thay đổi. Biết khi ra khỏi ống Rơn-ghen thì nhiệt độ của nước là . Nhiệt dung riêng của nước là . Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
Bài 8 (2đ): Người ta bố trí cơ hệ như hình 3.Vật có gắn một băng giấy luồn qua bộ dung đo thời gian.Khi thả cho hệ bắt đầu chuyển động, bộ rung lần lượt ghi lại trên băng giấy những chấm đen sau từng khoảng thời gian bằng nhau ,được lần lượt các điểm A,B,C,D,E,F,G,H,I,K,L độ dài các điểm như sau:
Đoạn thẳng
AB
BC
CD
DE
EF
FG
GH
HI
IK
KL
Chiều dài( mm)
17
28
39
50
61
59
54
49
44
39
a.Viết biểu thức tính gia tốc của hệ .
b.Xác định hệ số ma sát trượt giữa bàn và vật , khối lượng 
 với .Cho biết các ròng rọc, dây nối, băng giấy có khối
 lượng không đáng kể,dây không giãn,ma sát ở các ròng rọc,bú dạ,
 băng giấy và sức cản không khí bỏ qua.
........................................................................... Hết...................................................................................
Giám thị coi thi không giải thích gì thêm!
SỞ GD & ĐT THANH HÓA
 CHÍNH THỨC
ĐÁP ÁN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học 2015-2016
Môn thi: Vật lý. Lớp 12.THPT
Ngày thi: 20/12/2015
CÂU
NỘI DUNG
Điểm
1
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
Đ/ L II Niu tơn:
Chiếu theo hướng chuyển động:
 (1)
Phương trình mô men lực cho trụ:
 (2)
a) Từ (1) và (2) ta tính được a = 
b) = 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2
a. Chọn gốc thời gian là lúc thả, chiều dương từ phải sang trái theo đề bài
+ 
+ Từ lúc thả vật ở biên , sau tức vật đi được:
+ khi vật ở: 
+ Phương trình dao động: .
+ Khi m ở li độ góc bất lỳ các lực tác dụng . Đ/ L II Niu tơn cho vật m:
 + Chiếu theo trục hướng vào tâm I: 
+ Tại VTCB O: 
b. .
+ Từ lúc thả vật đến khi qua VTCB O lần 1: 
+ Khi thang máy rơi tự do, so với thang máy con lắc chịu tác dụng của 3 lực
 . Do hợp lực tác dụng vào m là hướng vào 
 tâm I qũy đạo tròn Vật chuyển động tròn đều.
+ Thời gian từ VTCB O đến vị trí có li độ :
+ Thời gian từ lúc thả đến khi đến vị trí có li độ là:
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
3
u1 = acos(wt) , u2 = asinωt = acos(wt -) ;
Xét điểm M trên mặt nước: 
 u1M = acos(wt - ) , u2M = acos(wt - -); 
 uM = u1M + u2M = acos(wt -) + acos(wt -- ) 
 uM = 2acoscos 
a. Điểm M thuộc trung trực: S1M = S2M = d ( d ≥ = 4,5l )
 uM = 2acos() cos(wt --) 
 Để M dao động cùng pha với u2 : 
 = + - = 2kp -------> d = ( +k)l
 d = ( +k)l ≥ 4,5l ------> k ≥ 4,375 ------> kmin = 5
 dmin = l = 20,5cm
b. Điểm N cực đại gần nhất khi khi k = 9.
 Để N dao động ngược pha với :
 Do 
 Điểm N gần dao động cực đại và ngược pha với khi k’= 5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
4
a. Do hai tô m¾c song song nªn: 
+ N¨ng l­îng dao ®éng cña m¹ch: 
+ TÇn sè gãc: 
+ Ph­¬ng tr×nh biÕn thiªn ®iÖn tÝch cã d¹ng: 
+ BiÓu thøc: 
b. T¹i thêi ®iÓm 
+ Thêi ®iÓm më kho¸ ®iÖn tÝch trªn tô bÞ mÊt lµ th× n¨ng l­îng bÞ mÊt t­¬ng øng víi phÇn n¨ng l­îng ë trong tô bÞ mÊt . Do ®ã, n¨ng l­îng cña m¹ch sau khi më khãa lµ: 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
5
a.; 
 Công suất toàn mạch : 
 Thay số vào suy ra: 
 Hay: R2 - 125R+ 3600 = 0 
 Vậy R1 = 45W Hoặc R2 = 80W 
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
b. 
+ Giản đồ véc tơ của mạch như hình vẽ.
+ Đ/L hàm số sin:
+ 
.Định lý hình vuông:
 Do và không đổi nên luôn vuông pha
Giải hệ ( 3) và (4) ta có: U= 150V 
0,25
0,25
0,25đ
0,25đ
0,25
0,25đ
0,5đ
6
Bước sóng: 
0,25
a) Sai số tỉ đối (sai số tương đối) của bước sóng: 
0,25
; ( = 1,60m; Sai số tuyệt đối là DD = 0,05m)
0,5
b) Tại N có vân sáng của ba bức xạ trùng nhau, N cách O một đoạn: 
- Tại N có vân sáng của ánh sáng vàng bậc kv:
0,25
Ta có: (*)
0,25
Từ (*) ta có bảng giá trị sau:
kv
Giá trị của k
1
1
2
2
3
3;4
4
4;5
5
4;5;6
6
5;6;7;8
0,25
Chỉ có 3 giá trị của k thỏa mãn điều kiện nên bậc vân sáng của ánh sáng vàng tại N là 
kv = 5.
0,25
7
a. Công suất của dòng điện qua ống Rơn-ghen (chính là năng lượng mà chùm electron mang đến catot 
trong 1 giây): 
 Năng lượng của chùm tia Rơn-ghen sinh ra trong 1 giây: 
Kh electron chuyển động đến catot và bức xạ ra tia Rơn-ghen có bước sóng ngắn nhất sẽ có năng lượng lớn nhất: (toàn bộ năng lượng của do electron đem tới đều chuyển hóa thành năng lượng của tia X) 
Năng lượng trung bình của các tia X: 
Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây: (photon/s)
b. Phần năng lượng biến thành nhiệt trong 1 giây: 
Nhiệt độ catot không đổi nên phần nhiệt lượng sinh ra này sẽ bị nước hấp thụ hết và đem đi, do vậy:
 (m là khối lượng nước đi qua trong 1 giây)
 (lít/phút)
8
a.
+Chọn hệ trục xoy như hình vẽ
+ Các lực tác dụng vào các vật như hình vẽ
+ Đ/L II Niu tơn cho :
 Chiếu theo oy: 
+ Đ/L II Niu tơn cho :
 Chiếu theo ox: 
+ Từ (1) và (2) ta có biểu thức gia tốc của hệ: 
b. Theo bảng số liệu :
+ Từ A đến F: Các đoạn đường trong những khoảng thời gian bằng 
nhau tăng dần, có độ chênh lệch không đổi, hệ vật chuyển động nhanh 
dần với gia tốc a theo công thức (3) không đổi khi chưa chạm sàn.
+ Từ F đến L: dây nối hai vật trùng, do ma sát ,các đoạn đường trong 
những khoảng thời gian bằng nhau giảm dần, có độ chênh lệch không đổi. 
Vật chuyển động chậm dần.
+ Đoạn từ GL: 
+ Đoạn AE: 
 Theo (3): 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25