Đề thi HSG lí Vòng 1 lớp 12 NH 06-07 của Q Nam

5 533 0
Đề thi HSG lí Vòng 1 lớp 12 NH 06-07 của Q Nam

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

UBND TỈNH QUẢNG NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TOÀN TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 12 - NĂM HỌC 2006-2007 Môn: Vật Lý - Vòng 1 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) ********* Bài 1: Một con lắc đơn có chiều dài l = 99,5 (cm) dao động ở mặt đất, trong một điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường thẳng đứng, hướng xuống, độ lớn là E = 9810 (V/m) với chu kỳ dao động là T = 2,002 (s). Vật nặng có khối lượng m = 100 (g) và mang điện tích q. Hãy xác định giá trị và dấu của điện tích q. Lấy g = 9,81 (m/s 2 ). Bài 2: Cho một mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây mắc nối tiếp với một tụ điện. Đặt vào giữa hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 30 2 .sin2Пft (V), trong đó f là tần số của dòng điện. Bỏ qua điện trở của các dây nối. - Khi điều chỉnh f = f 0 thì đo được hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây bằng 40 (V); giữa hai đầu tụ điện bằng 14 (V). - Khi điều chỉnh f = 16 7 (Hz) thì cường độ dòng điện chạy qua mạch đạt giá trị cực đại và bằng 0,625 (A). Hãy xác định độ tự cảm của cuộn dây, điện dung của tụ điện và tần số f 0 . Bài 3: Cho một mạch điện xoay chiều gồm một cuộn dây không thuần cảm và một tụ điện có điện dung biến đổi mắc nối tiếp. Đặt vào giữa hai đầu mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức u = 120 2 .sin100Пt (V). Khi điều chỉnh điện dung đến giá trị C 0 thì hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện bằng 265 (V); cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch bằng 0,5 (A) và cường độ dòng điện qua mạch nhanh pha hơn hiệu điện thế giữa hai đầu mạch điện một góc 4 Π . Bỏ qua điện trở của các dây nối. a/ Tính C 0 và hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây. b/ Khảo sát sự biến thiên của cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch, hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu cuộn dây và hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện khi tăng điện dung của tụ điện bắt đầu từ giá trị C 0 đến một giá trị đủ lớn. Bài 4: Cho hệ quang học gồm một thấu kính hội tụ (L) tiêu cự f 1 và một gương cầu lõm (G) tiêu cự f 2 , đồng trục, cách nhau một khoảng l. Đặt một vật AB vào giữa (L) và (G) như hình vẽ. 1. Cho f 1 = f 2 = 20 (cm), l = 60 (cm) và biết rằng hệ cho hai ảnh thật cách nhau 40 (cm). Tìm độ phóng đại của hai ảnh. Vẽ hình. 2. Thay gương cầu lõm bằng một gương phẳng. a/ Tìm điều kiện để hai ảnh cho bởi hệ bằng nhau. Xác định tính chất của hai ảnh khi điều kiện được thoả mãn. b/ Chứng minh hai ảnh cho bởi hệ không trùng nhau về vị trí. (L) (G) A O 1 B O 2 ===================================================== ĐỀ CHÍNH THỨC UBND TỈNH QUẢNG NAM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TOÀN TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 12 - NĂM HỌC 2006-2007 Môn: Vật Lý - Vòng 1 ********* Bài 1 4,0 Con lắc chịu tác dụng bởi: FP    ,, τ - Trường hợp mg > Eq : Tại vị trí cân bằng: τ  τ = mg ± F = Eqmg ± T = m qE g l + Π 2 (q = q ± ) F  E  ==> P  ET gTlm q . )4.( 2 22 −Π = ≈ - 0,197 )( C µ - Trường hợp mg < Eq : F  Luôn luôn có q < 0, do đó ở vị trí cân bằng: τ = F – mg = mgEq − ==> T = g m Eq l − Π 2 τ  E  ==> P  ET gTlm q . )4.( 2 22 +Π = ≈ 199,803 )( C µ Do đó: q = - 199,803 )( C µ 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 1,0 Bài 2 4,0 - Khi f = 7.16 (Hz), I = I max : Z L = Z C = C L ω ω 1 = ==> L.C = 22 f)2( 11 Π = ω (1) I max = R U AB ==> R = 48 (Ω): Điện trở thuần của cuộn dây. - Khi f = f 0 : C DB L AD CL AB Z U ZR U ZZR U I = + = −+ = 2222 0 )( C LCL Z ZZZ 7 48 20 )(48 15 2222 = + = −+ ==> A D B )48.(49400 222 LC ZZ += [ ] 222 )(4849225 CLC ZZZ −+= ==> 0,5 0,5 0,5 0,5 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Z L = 64 (Ω) Z C = 28 (Ω) ==> == C L ZZ CL . 28.64 (2) Từ (1) và (2), ta có: 2 2 f)2( 64.28 Π = L ==> L = Π 2 1 (H) Mặt khác: Z L = 2Пf 0 .L = 64 ==> f 0 = 64 (Hz) 0,5 0,5 0,5 0,5 Bài 3 6,0 1. 2. I U C Z DB C == ω 1 6 265.100 5,0 100 0 = Π = Π = DB U I C (μF) 4 cos2 222 Π −+= DBABDBABAD UUUUU 199 ≈ AD U (V) - Gọi C* là giá trị điện dung của tụ điện khi có cộng hưởng điện: C* = L Z L Π = 100 11 2 ω Mặt khác: I U ZRZ AD LAD =+= 22 ==> 2 2 2 R I U Z AD L −= Và: R = 4 cos. 4 cos. Π = Π I U Z AB = 120 2 (Ω) ==> 2 2 2 )2120( 5,0 199 −= L Z = 360 (Ω) ==> Do đó: C* ≈ 8,84 (μF) Vậy: Khi C tăng từ giá trị 6 (μF) đến 8,84 (μF) thì I tăng dần từ giá trị I 0 = 0,5 (A) và đạt giá trị cực đại I max = 2 2 (A) khi C = C* = 8,84 (μF). Khi C tiếp tục tăng thì I lại bắt đầu giảm dần. - Ta có: ADAD ZIU . = . Vì Z AD = const ==> Khi C tăng từ giá trị 6 (μF) đến 8,84 (μF) thì U AD tăng dần từ giá trị U AD0 = 199 (V) và đạt giá trị cực đại U ADmax = 281 (V) khi C = C* = 8,84 (μF). Khi C tiếp tục tăng thì U AD lại bắt đầu giảm dần. - 1 1 .2 1 )( )()( . . 2 22 2 2222 +−+ = −+ = −+ == C L C L C CLCL C CDB Z Z Z ZR U Z ZZR U ZZR ZU ZIU Đặt C Z x 1 = 12)( 222 +−+ = xZxZR U U LL DB Tam thức: 1.2)( 222 +−+= xZxZRy LL cực tiểu khi: 22 0 L L ZR Z xx + == Hay: 22 '100 L L ZR Z C + =Π 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 ==> C’ = )(100 22 L L ZR Z +Π = 7,24 (μF) Vậy: Khi C tăng từ giá trị 6 (μF) đến 7,24 (μF) thì U DB tăng từ giá trị U DB0 = 265 (V) và đạt giá trị cực đại U DBmax = 281 khi C = C’ = 7,24 (μF). Khi C tiếp tục tăng thì U DB lại bắt đầu giảm dần. 0,5 0,5 Bài 4 6,0 1. Hệ có hai tuyến tạo ảnh: (L) AB ------------> A’B’ d d’ (G) (L) AB ------------> A 1 B 1 --------------> A 2 B 2 d 1 d’ 1 d 2 d’ 2 1 1 ' fd df d − = ; d = l – d 1 ==> 11 11 ).( ' fdl fdl d −− − = )0( 1 ld ≤≤ (1) 21 21 ' 1 fd fd d − = (2) 21 2121 ' 12 ).( fd fdfdl dld − −− =−= (3) ).(.).( ) ( 2112121 211121 12 12 ' 2 fdffdfdl ffdffdl fd fd d −−−− −− = − = (4) Do đó: 1 1 40 )60.(20 ' d d d − − = 40 20''' 111 1 1 1 1 − = −− − = − − =−== dfdl f fd f d d AB BA k (*) 20 20 1 1 ' 1 − = d d d 20 120040 1 1 2 − − = d d d 40 120040 1 1 ' 2 − − = d d d 40 20 121 ' 2 ' 122 2 − === ddd dd AB BA k (**) Hệ cho hai ảnh thật, cách nhau 40 (cm): 40 40 120040 40 )60.(20 ' 1 1 1 1 ' 2 = − − − − − =− d d d d dd ==> d 1 = 26,67 (cm); d 1 = 80 (cm) (loại) Từ (*) và (**): k 1 = k 2 = -1,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,50 2.a 2.b B A’ A 2 A B’ B 2 Với gương phẳng thay ∞= 2 f , từ (2), (3), (4) ta có: 1 21 21 ' 1 d fd fd d −= − = 1 21 2121 ' 12 ).( dl fd fdfdl dld += − −− =−= 11 11 2112121 211121 12 12 ' 2 )( ).(.).( ) ( fdl fdl fdffdfdl ffdffdl fd fd d −+ + = −−−− −− = − = Do đó: 11 1 1 1 1 ''' fdl f fd f d d AB BA k −− − = − − =−== 11 1 21 ' 2 ' 122 2 fdl f dd dd AB BA k −+ − === (***) Để hai ảnh bằng nhau, từ (*) và (***): - Trường hợp: k 1 = k 2 ==> - d 1 = d 1 (loại) - Trường hợp: k 1 = - k 2 ==> l = f 1 Với l = f 1 : ==> d’ < 0: A’B’ là ảnh ảo. ==> 0 ' 2 > d : A 2 B 2 là ảnh thật. Giả sử hai ảnh trùng nhau (về vị trí), ta có: ' 2 ' dd = ==> 2d 1 f 1 = 0 00 11 =⇒≠ fd (vô lý) Vậy: ' 2 ' dd ≠ 0,50 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50 0,50 Ghi chú: Nếu thiếu hoặc sai đơn vị ở phần đáp số thì trừ 0,50 điểm cho toàn bài. . (2), (3), (4) ta có: 1 21 21 ' 1 d fd fd d −= − = 1 21 212 1 ' 12 ).( dl fd fdfdl dld += − −− =−= 11 11 211 212 1 211 1 21 12 12 ' 2 )( ).(.).(. )0( 1 ld ≤≤ (1) 21 21 ' 1 fd fd d − = (2) 21 212 1 ' 12 ).( fd fdfdl dld − −− =−= (3) ).(.).( ) ( 211 212 1 211 1 21 12 12 ' 2 fdffdfdl ffdffdl

Ngày đăng: 18/06/2013, 01:25

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan