Kỳ thi học sinh giỏi tỉnh môn: Vật lý 12 thpt năm học 2015 -2016 thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề

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
Chủ đề 2
Con lắc lò xo
Câu 2a = 1,5điểm
Câu 2b =2,5 điểm
4 điểm
Chủ đề 3
Sóng cơ
Câu 1a=
1,5 điểm
Câu 1b=
2,5 điểm
4 điểm
Chủ đề 4
Dao động và sóng điện từ
Câu3=2 điểm
Câu3 = 2điểm
4 điểm
Chủ đề 5
Đoạn mạch RLC nối tiếp
Câu 5a=2 điểm
Câu 5b=2 điểm
4 điểm
Chủ đề 6
Sóng ánh sáng
Câu 4 =1 điểm
Câu 4 =3 điểm 
4 điểm
Chủ đề 7
Lượng tử ánh sáng
Chủ đề 8
Phương án thực hành
Tổng:
8 điểm
12 điểm
20 điểm
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT TRƯỜNG THI
ĐỀ CHÍNH THỨC.
KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
MÔN: VẬT LÝ 12 THPT
NĂM HỌC 2015 -2016
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề..
Câu 1. (2,5 điểm)
 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 15cm. Phương trình dao động tại S1, S2 có dạng: , . Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 30cm/s. Coi biên độ của sóng không thay đổi trong quá trình truyền.
1. Lập phương trình dao động tổng hợp tại phần tử M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt là d1 = 15cm, d2 = 9cm.
2. Xác định tốc độ dao động cực đại của phần tử O nằm tại trung điểm của S1S2.
3. Gọi I là điểm nằm trên trung trực của S1S2, ngoài đoạn S1S2. Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại nằm trên chu vi của tam giác IS1S2.
Câu 2. (2,5 điểm)
Cho cơ hệ như hình vẽ 1, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100 (N/m) được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200 (g) được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50 (g) chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v0 = 2 (m/s) tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính làm một và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang.
Viết phương trình dao động của hệ vật. Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc O trùng tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 lúc xảy ra va chạm.
Sau một thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 (N). 
Câu 3. (1,0 điểm)
 Một mạch dao động LC lý tưởng, cuộn dây có độ tự cảm là L=50(mH), cường độ dòng điện tức thời là 
. Hãy tính điện dung của tụ điện.Xác định hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện tại thời điểm cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng giá trị cường độ dòng điện hiệu dụng.
Câu 4. (2,0 điểm)
Một nguồn sáng S phát ra đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng là và chưa biết. Khoảng cách giữa hai khe hẹp S1, S2 là a = 0,2mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn là D = 1m.
1. Tính khoảng vân giao thoa trên màn đối với 
2. Trong một khoảng rộng L = 2,4 cm trên màn đếm được 17 vạch sáng, trong đó có 3 vạch là kết quả trùng nhau của hai hệ vân. Tính bước sóng , biết 2 trong 3 vạch trùng nhau nằm ngoài cùng của khoảng L
Câu 5. (2,0điểm)
Một đoạn mạch không phân nhánh gồm điện trở thuần , cuộn dây có điện trở thuần , độ tự cảm và một tụ điện có điện dung . Hiệu điện thế xoay chiều giữa hai đầu đoạn mạch có giá trị hiệu dụng U=200V, có tần số f có thể thay đổi được và pha ban đầu bằng không.
1, Khi f=50 Hz, hãy viết biểu thức của hiệu điện thế tức thời giữa hai bản tụ điện?
2, Với giá trị nào của f thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai bản tụ đạt giá trị cực đại?
-----------------Hết-----------------
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT TRƯỜNG THI
ĐỀ CHÍNH THỨC.
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
MÔN: VẬT LÝ 12 THPT
NĂM HỌC 2015 -2016
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề..
Câu 1(4 điểm)
Đáp án
Điểm
1.
+ Phương trình dao động tại S1 và S2 có dạng:
+ u1 = 2cos(40) ; u2 = 2cos(40- 0,5)
- Phương trình sóng tại M có dạng:
+;
Phương trình dao động tổng hợp:
(1)
+ Bước sóng 
+ Với d1 = 15cm, d2 = 9cm, thay vào (1) ta được 
0,25
0,25
0,5
0,5
2.
Từ (1) dao động tại M có biên độ:
+ Tại O có d1 = d2 => a0 = 
+ Tốc độ dao động của phân tử O: V0 = a0. = 
0,5
0,5
3.
Xác định số điểm dao động cực đại trong đoạn S1,S2,
+ Điểm M dao động cực đại khi hai sóng tới cùng pha:
=> d2 – d1 = ( k 
+ Xét tam giác MS1S2 ta luôn có: 
=>- 9,75 < k<10,25
=> k = 0, 1, 2,.....9,-10
Vậy trong khoảng S1S2 có 20 đường dao động cực đại
Vậy trên chu vi tam giác IS1S2 có 40 điểm dao động cực đại.
0,25
0,5
0,5
0,25
Câu 2(4 điểm)
Đáp án
Điểm
a. Viết phương trình dao động:
+ Gọi v là vận tốc của hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
mv0 = ( M + m)v v = 0,4 m/s = 40 cm/s
+ Phương trình dao động của hệ hai vật:
Chọn gốc thời gian, trục tọa độ như giả thiết, ta có:
 (1)
 w = rad/s	 (2)
Từ (1) và (2) ta tìm được A = 2 cm, j = p/2.
+ Phương trình dao động: x = 2cos(20t + p/2)(cm)
b. Xác định thời gian ngắn nhất:
+ Lực tác dụng vào mối hàn là lực kéo khi hệ vật (M + m) dao động với
x > 0
+ Lực tác dụng vào mối hàn chính là lực đàn hồi của lò xo Fđ = k= kx
+ Mối hàn sẽ bật ra khi Fđ 1N kx 1N x 0,01m = 1 cm
+ Thời gian ngắn nhất từ khi lò xo bị nén cực đại cho tới khi mối hàn bị bật ra là thời gian vật chuyển động từ B đến P ( xP = 1 cm). Sử dụng hình chiếu chuyển động tròn đều ta xác định được:
tmin = T/3 = p/30 (s)
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 3(4 điểm)
Đáp án
Điểm
Tần số dao động 
* Năng lượng dao động điện từ trong mạch 
Khi 
0, 5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 4(4 điểm)
Đáp án
Điểm
a) Khoảng vân của bức xạ là :
b) Gọi số vân của , trong khoảng L lần lượt là và . Do có hai vạch trùng nhau nằm ở vị trí ngoài cùng của khoảng L nên ta có : 
Trong khoảng L có 17 vạch sáng , trong số đó có 3 vạch sáng là do 3 vân của trùng với 3 vân của . Vậy tổng số vân của cả hệ là 20
 Số vân của bức xạ là 
Ta có 
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 5(4 điểm)
Đáp án
Điểm
1.
Ta có 
Tổng trở 
Ta có 
Độ lệch pha giữa u và i
Mà 
Vậy 
0,5
0,5
0,5
0,5
2.
 đạt cực đại khi y đạt cực tiểu
0,5
0,5
0,5
0,5
Chú ý: + Nếu thiếu một đơn vị trừ: 0,25điểm 
 + nếu thiếu từ 2 lỗi trở lên trừ 0,5điểm;
Học sinh làm theo cách khác đúng cho điểm tối đa.	
-----------------Hết-----------------