Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 năm học 2015 - 2016 môn thi: Vật lý lớp 12 thpt năm học : 2015 - 2016 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

SỞ GD&ĐT THANH HÓA
TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 1
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12
 NĂM HỌC 2015 - 2016
ĐỀ ĐỀ NGHỊ
Môn thi: VẬT LÝ LỚP 12 THPT
Năm học : 2015-2016..
Môn thi: VẬT LÝ
Lớp 12 THPT 
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1 (3 điểm)
 Một con lắc đơn được treo vào trần một toa của đoàn tàu hoả. Khi tàu đứng yên, con lắc dao động bé với chu kì T. Tính chu kì dao động bé của con lắc khi đoàn tàu này chuyển động với tốc độ không đổi v trên một đường ray nằm trên mặt phẳng nằm ngang có dạng một cung tròn bán kính cong R. Cho biết gia tốc trọng trường là g; bán kính cong R là rất lớn so với chiều dài con lắc và khoảng cách giữa hai thanh ray. Bỏ qua mọi sự mất mát năng lượng.
Câu 2. (3 điểm)
 Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f = 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt những khoảng d1 = 25cm, d2 = 20,5cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác.
 a. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước.
 b. N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng nối S1S2.
 c. Điểm C cách S1 khoảng L thỏa mãn CS1 vuông góc với S1S2. Tính giá trị cực đại của L để điểm C dao động với biên độ cực đại.
Câu 3 (4điểm). 
C1
C2
•
A
B
L
M
Hình 2
K
Cho mạch dao động lí tưởng như hình vẽ 2. Các tụ điện có điện dung Cuộn thuần cảm có độ tự cảm 
Bỏ qua điện trở khoá K và dây nối.
1. Ban đầu khoá K đóng, trong mạch có dao động điện từ tự do với cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 
a) Tính tần số biến thiên năng lượng từ trường của mạch.
b) Tính điện áp cực đại giữa hai điểm A, M và M, B.
c) Lúc điện áp giữa hai bản tụ điện C1 là 6V thì độ lớn của cường độ dòng điện trong mạch bằng bao nhiêu?
2. Ban đầu khoá K ngắt, tụ điện C1 được tích điện đến điện áp 10V, còn tụ điện C2 chưa tích điện. Sau đó đóng khoá K. Tính cường độ dòng điện cực đại trong mạch.
Câu 4 (4điểm). 
•
•
R
L
C
K
A
B
M
N
Hình 3
Cho mạch điện như hình vẽ 3 gồm điện trở R, tụ điện C và cuộn cảm có điện trở thuần mắc nối tiếp. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều Bỏ qua điện trở của dây nối và của khoá K. 
1. Ban đầu khoá K đóng, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM và MB lần lượt là: 
a) Tính hệ số công suất của đoạn mạch.
b) Viết biểu thức của điện áp tức thời hai đầu điện trở R.
2. Điện dung của tụ điện Khoá K mở thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M, B là Tính giá trị của điện trở R và độ tự cảm L.
Câu 5 ( 3 điểm): Khí lý tưởng với chỉ số đoạn nhiệt thực hiện một chu trình thuận nghịch gồm các quá trình đoạn nhiệt ,đẳng áp và đẳng tích nối tiếp nhau. Tìm hiệu suất của chu trình nếu trong quá trình đoạn nhiệt ,thể tích của khí lý tưởng giảm n lần
Câu 6 (3,0 điểm). Cho quang hệ gồm hai thấu kính hội tụ, đồng trục f1 = 10cm; f3 = 25cm; khoảng cách giữa hai thấu kính là O1O3 = 40cm.
a) Đặt một vật sáng AB = 2cm vuông góc với trục chính trước thấu kính O1 một đoạn d1 = 15cm. Xác định vị trí và tính chất của ảnh qua quang hệ.
b) Đặt thêm thấu kính O2 đồng trục với hai thấu kính trên và tại trung điểm của O1O3, khi đó độ phóng đại ảnh qua hệ 3 thấu kính không phụ thuộc vị trí đặt vật. Xác định f2 và vẽ đường đi của tia sáng.
Câu 7 : Khi rọi vào Catôt phẳng của một tế bào quang điện một bức xạ có bước sóng l = 0,3123mm thì có thể làm cho dòng quang điện triệt tiêu bằng cách nối Anốt và Catốt của tế bào quang điện với hiệu điện thế UAK £ - 0,3124 V. Anốt của tê bào cũng có dạng bản phẳng song song với Catốt đặt đối diện và cách Catốt đoạn 
d=1, 2cm. Khi rọi chùm bức xạ rất hẹp vào tâm của Catốt và đặt hiệu điện thế UAK= 4,62V giữa Anôt và Catốt thì bán kính của vùng trên bề mặt Anốt mà các êlectrôn tới đập vào bằng bao nhiêu ? 
MA TRẬN ĐỀ
 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 7- 1 điểm
1 điểm
Chủ đề 2
Con lắc đơn
Câu 1- 3 điểm
 3điểm
Chủ đề 3
Sóng cơ
2a- 1điểm
2b- 1 điểm
2c- 1 điểm
3 điểm
Chủ đề 4
Dao động và sóng điện từ
3a- 1điểm
Câu 3- 1b- 1điểm
Câu 3- 1c – 
1điểm
Câu 3.2 – 1 điểm
3 điểm
Chủ đề 5
Đoạn mạch RLC nối tiếp
4.1 – 2 điểm
4.2 – 2điểm
4 điểm
Chủ đề 6
Chất khí
Câu 5- 3 điểm
3 điểm
Chủ đề 7
Quang hình
Câu 6 - 1 điểm
Câu 6 - 1 điểm
2 điểm
Chủ đề 8
Lượng tử ánh sáng
Câu 7 – 1điểm
1 điểm
Tổng:
4 điểm
16 điểm
20 điểm
ĐÁP ÁN CHẤM
CÂU
HƯỚNG DẪN GIẢI
THANG ĐIỂM
Câu 1
3 điểm
R
Khi tàu đứng yên, chu kỳ dao động bé của con lắc là
Khi tàu chuyển động, chu kỳ dao động bé của con lắc là 
Trong đó g' là gia tốc trọng trường biểu kiến: 
Với do l có thể bỏ qua so với R
Trên hình vẽ ta có nên 
Vậy suy ra 
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 2
(3 đ)
a. Tính tốc độ truyền sóng:
· Tại M sóng có biên độ cực nên: d1 – d2 = kl 
- Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác 
· Từ đó , vận tốc truyền sóng: v = lf = 30 cm/s 
0,5
0,5
b. Tìm vị trí điểm N
· Giả sử , phương trình sóng tại N: 
Độ lệch pha giữa phương trình sóng tại N và tại nguồn: 
Để dao động tại N ngược pha với dao động tại nguồn thì 
· Do d a/2 a/2 Þ k 2,16. Để dmin thì k=3.
Þdmin=
0,5
0,5
c. Xác định Lmax
· Để tại C có cực đại giao thoa thì:
 ; k =1, 2, 3... và a = S1S2
Khi L càng lớn đường CS1 cắt các cực đại giao thoa có bậc càng nhỏ (k càng bé), vậy ứng với giá trị lớn nhất của L để tại C có cực đại là k =1 
· Thay các giá trị đã cho vào biểu thức trên ta nhận được:
0,5
0,5
Câu3
(4đ)
 3.1.a
Tính tần số biến thiên của năng lượng từ trường (1điểm)
+ Tần số dao động riêng của mạch: .
+ Tần số biến thiên của năng lượng từ trường là: 
0,5
0,5
3.1.b
Tính điện áp cực đại hai đầu mỗi tụ điện (1điểm)
+ Điện áp cực đại hai đầu bộ tụ điện: .
+ Điện áp uAM và uMB cùng pha nhau, nên điện áp cực đại giữa hai bản của mỗi tụ 
điện là:
 . 
0,5
0,5
 3.1.c
Tính cường độ dòng điện (1điểm)
+ Lúc điện áp hai đầu tụ C1 là u1= 6V, thì điện áp giữa hai đầu tụ C2 là u2:
+ Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:
 . 
0,5
0,5
 3.2
Tính cường độ dòng điện cực đại và viết biểu thức điện tích (1điểm)
+ Theo định luật bảo toàn điện tích: (1) 
+ Theo định luật bảo toàn năng lượng: (2)..
+ Rút q2 từ (1) thay vào (2) ta được pt: , thay số:
 (3).
+ Điều kiện tồn tại nghiệm của pt (3): , suy ra cường độ
dòng điện cực đại trong mạch là I0=0,02A 
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu4
(4đ)
4.1
Tính hệ số công suất và viết biểu thức của điện áp hai đầu R (2,5điểm)
+ Khi khoá K đóng, tụ C bị nối tắt
+ Giản đồ véc tơ : 
- Áp dụng định lí hàm số cosin: hệ số công suất của 
I
U1
U2
UAB
đoạn mạch:
..
- Suy ra uAM trễ pha so với uAB nên:
0,25
0,25
1,0
0,5
4.2
Tính R; L (2,5điểm) 
+ Dung kháng của tụ điện: 
+ Từ giản đồ véc tơ, ta còn có: 
 , suy ra: 
+ Khi khoá K mở, mạch có thêm tụ điện, lúc này điện áp hiệu dụng giữa hai điểm 
M, B:
 , thay R=2r; ZL=3r 
vào ta được: . 
Từ đó suy ra:  
0,25
0,25
1,0
0,5
Câu 5
3 điểm
Quá trình 12 là đoạn nhiệt: 
Quá trình 32 là đẳng áp nên:
Nhiệt lượng mà mol khí nhận được trong chu trình:
Nhiệt lượng mà khí nhả ra trong chu trình:
Hiệu suất của chu trình: 
 mà 
 vì 
Vậy 
(0,25đ)
(0,5đ)
(0,5đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
(0,25đ)
6.a
(2,0đ)
- Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: AB TK O1 A1B1 TK O3 A2B2 ..
- Áp dụng công thức thấu kính, ta có:
 .
- Độ phóng đại: .
- Vậy ảnh A2B2 qua hệ thấu kính là ảnh ảo, ngược chiều với vật và bằng lần vật..
0,5
0,5
0,5
0,5
6.b
(1,0đ)
 O1 F3 O2 O3
 F’1
 J
B I
K R
 ....
- Khi vật dịch chuyển dọc theo trục chính thì tia BI song song trục chính không đổi.
- Để độ phóng đại ảnh không phụ thuộc vị trí đặt vật thì tia ló KR phải song song với trục
chính.
- Suy ra tia JK kéo dài phải qua F3, từ hình vẽ, ta có F3 là ảnh của F1’ qua TK O2.
- Ta có: d2 = 10cm; d2’ = -5cm .
- Vậy cần phải đặt một TKPK có tiêu cự f2 = -10cm tại O2.
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 7
1 điểm
 Chọn hệ trục 0xy: 
- Các e bật ra từ Catốt theo mọi phương.
- Khảo sát e bay với vận tốc , hợp với 0x góc a.
 · 0y: y = v0sinat.
 · 0x: x = v0cosat + .
- Khi e chạm vào Anot thì x = d và y = R.
- Lập luận: ymax Þ a =900; e bật khỏi Catot theo phương song song với Catôt.
Khi đó : d = Þ ( Þ)
Mặt khác: 
Þ 
 l0 = 0,3399mm( 1 điểm); Rmax = 6,3301mm(1,5 điểm).......
0,5
0,5