Đang tải... (xem toàn văn)
Tuy nhiờn điều đáng lo ngại cú liờn quan đến hiện tượng phõn hạch hạt nhõn là nếu khụng hạ được nhiệt độ của lũ thỡ cỏc thanh nhiờn liệu cú chứa U235 đó được làm giàu[r]
(1)UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO
TẠO
ĐÁP ÁN CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 – 2011
MÔN THI: VẬT LÝ - LỚP 12 - THPT Đáp án - Biểu điểm chấm
Bài Lời giải chi tiết Điểm a Viết phương trỡnh dao động:
- Gọi v vận tốc hệ vật sau va chạm, sử dụng định luật bảo toàn động lượng ta cú:
mv0 = ( M + m)v v = 0,4 m/s = 40 cm/s - Phương trỡnh dao động hệ hai vật:
) sin(
) cos(
t A
v
t A x
Chọn gốc thời gian, trục tọa độ giả thiết, t = ta cú:
) / ( 40 sin
) ( cos
s cm A
v
cm A
x
(1)
= 20 25 ,
100
m M
k
rad/s (2) Từ (1) (2) ta tỡm A = cm, = /2
- Phương trỡnh dao động: x = 2cos(20t + /2)(cm) b Xác định thời gian ngắn nhất:
- Lực tỏc dụng vào mối hàn lực kộo hệ vật (M + m) dao động với x > - Lực tỏc dụng vào mối hàn chớnh lực đàn hồi
lũ xo
Fđ = k x = kx
- Mối hàn bật Fđ 1N kx 1N
x 0,01m = cm
- Thời gian ngắn từ lũ xo bị nộn cực đại mối hàn bị bật thời gian vật chuyển động từ B đến P ( xP = cm) Sử dụng hỡnh chiếu chuyển động trũn ta xác định được:
tmin = T/3 = /30 (s)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5 0,5
0,5
0,5
2 - Rụ to cú cực, nờn số cặp cực từ p = 2, Khi n2 1500(vũng/phỳt) thỡ tần số dũng điện:
2
1500.2 50
60 60
n p
f Hz 2 2 f2 314(rad/s)
- Vỡ bỏ qua điện trở mỏy nờn: U2 E2 200V
- Cường độ dũng điện hiệu dụng qua tụ:
2 2
C U
I U C
Z
200.10 314 0, 628A
- Với vận tốc quay rụto n vũng/phỳt thỡ hiệu điện hiệu dụng xỏc định cỏch
0,25
0,25 0,25
x
x’ O
y
N B
P
(2)tổng quỏt :
2
NBS
U E (vỡ điện trở 0)
- Cường độ dũng điện hiệu dụng qua tụ :
2
C
U NBSC
I UC
Z
Với 2
60
np f
- Suy
2 2
2
2
60
2 3600
NBSC np NBSC p
I n K n
- Với
2
4 3600
NBSC p
K số I K n
đường biểu diễn phụ thuốc I với n - tốc độ quay rụ to, cú dạng nhỏnh parabol cú bề lừm hướng lờn chiều dương toạ độ
- Với n0 : I =
- Với n1150v/ph : I1K(150)2
n2 1500v/ph:
2 (1500) 0, 628
I K A
2
1
1
150
0, 00628
1500 100 100
I I
I I
A
- Đồ thị I = K n nhỏnh parabol cú dạng hỡnh vẽ
0,5
0,5
0,5
0,5
0,25 a) - Súng trờn mặt nước coi gần súng ngang, cỏc gợn súng vũng trũn đồng
tõm cỏch bước súng
Vậy : 2, cm v .f = 100cm/s
b) – Năng lượng súng phõn bố trờn mặt súng, nờn theo phương truyền súng, xa O, lượng súng giảm Gọi dA bỏn kớnh mặt súng A, d bỏn kớnh mặt súng M , W lượng súng cung cấp nguồn O 1s, thỡ đơn vị dài trờn mặt súng nhận lượng W0 W
2d
- Nếu a biờn độ súng điểm khảo sỏt cỏch O khoảng d, thỡ W0 a2 hay W0 = ka2 suy W W
2
ka a
d k d
; đặt W
2
K
k
thỡ a2 K d - Với d dA 0,1 cm thỡ aA3cm, ta cú : 32
0,1
K
- tương tự M cỏch O khoảng d thỡ M K a
d - Kết hợp lại ta cú:
2
0,1 0,1
3
3 M M
a
a
d d
cm
0, 95 M
d (cm) (biờn độ súng M)
0,5
0,5
0,5
0,5 0,25
0,75
4 a) - Vẽ hỡnh :
Lăng kớnh nờm: D = A(n – 1), đáy mỏng nờn B I gần
- S1,S2 nguồn kết hợp (ảo), từ hỡnh vẽ S1S2= a, ta cú : a = S S1 2 = 2d tanD 2d(n – 1)A
(gúc nhỏ: tanD D( rad) ) Thay số d =
3
4
1,8.10
0, 2( 1) 2(1,5 1).15.3.10
a
n A
m = 40 cm
b) - Khoảng cỏch D d + d/
'
( )
D d d
i
a a
- Bề rộng miền giao thoa L, từ hỡnh vẽ cú :
1,0 0,5
0,5
0,25
A M dM
dA
O
(3)
' '
L d d
L a
a d d
và theo đầu L = 10i
'
1 10
d d
a d
3
6
0,
0, 645 (1,8.10 )
1 10.0, 5.10 0,
m = 64,5 cm
- L =
'
3 0, 645
1,8.10 2,9.10 0,
d a
d
m = 2,9 mm, mà L = 10i i 0, 29mm
c) - Ánh sỏng tử ngoại gần xạ khụng trụng thấy gõy tượng giao thoa trờn Để quan sỏt tượng đó, người ta dựng mỏy ảnh với phim đen trắng chụp ảnh miền giao thoa in trờn giấy ảnh thỡ kết võn sỏng ứng với vạch tối trờn ảnh
- Với 15 vạch tối đếm được, ta cú 14 khoảng võn i Vỡ a D khụng đổi, chiết suất n coi khụng đổi, nờn ta cú: '
1014 ' 0,357m
0,5
0,25 0,5
0,5
5
a) Ta cú ( U n Mo La n) (234, 99 94,88 138,87 1, 01)9312
MeV
E m m m m m c c
c
= 214,13 MeV = 214,13 1,6.10 – 13 = 342,608.10 – 13 J 3,43.10 – 11 J b) - Trong 1g U235 cú số hạt U235 : 6, 023.1023
235
A m
N N
A
hạt
- Năng lượng toả 1g U235 phõn hạch hết :
23 11 10
1
.6, 023.10 3, 43.10 8, 79.10
235
EN E J
- Lượng lượng K (kWh) :
10
4
8, 79.10
2, 44.10 3, 6.10
K
- Lượng than cần đốt để thu lượng lượng kể trờn :
10
3
8, 79.10
3.10 2,93.10
E m
q
kg
c) - Sự cố số lũ phản ứng hạt nhõn nhà mỏy điện nguyờn tử Fukushima thảm hoạ động đất súng thần dấy lờn mối lo ngại chung rũ rỉ phúng xạ Tuy nhiờn điều đáng lo ngại cú liờn quan đến tượng phõn hạch hạt nhõn khụng hạ nhiệt độ lũ thỡ cỏc nhiờn liệu cú chứa U235 làm giàu tan chảy cỏc khối tan chảy nhập với đến vượt khối lượng tới hạn thỡ điều kiện để phản ứng phõn hạch dõy truyền xảy mức vượt hạn (s > 1)
- Khối lượng tới hạn phụ thuộc vào tỉ lệ U235 làm giàu Nhưng tỉ lệ U235 làm giàu dựng làm nhiờn liệu lũ phản ứng thường khụng cao, nờn để vượt khối lượng tới hạn mà gõy nờn phản ứng vượt hạn khụng dễ xảy
1,0
0,25 0,25
0,25 0,25
0,5
0,5
6 Chọn mốc O
- Bảo toàn cho vị trớ ban đầu vị trớ nằm ngang :
2
0 sin
sin (1)
2
I
L g
mg
L
- Phương trỡnh chuyển động quay quanh O qua vị trớ nằm ngang:
2
0
3 (2)
2
P
L mL g
M I mg
L
- Gia tốc phỏp tuyến khối tõm thanh: sin sin (3)
2 2
n
L g L g
a
L
0,5
0,5 0,25 0,25
O
G F
n
a
t
a
P y
F
x
(4)- Học sinh cú thể giải theo cách khác kết cho điểm tối đa
- Thiếu đơn vị lần trừ 0,25 điểm, tồn thiếu sai đơn vị trừ khơng điểm
- Điểm thi tổng điểm cỏc cõu khụng làm trũn
- Gia tốc tiếp tuyến khối tõm thanh: 3 (4)
2 2
t
L g L g a
L
- Lực tỏc dụng lờn theo Ox là:
2 sin
3g
m ma Fx n
- Lực tỏc dụng lờn theo Oy là: 4
3
ma mg mg mg mg
Fy t tức Fy hướng
lờn trờn
- Vậy lực tỏc dụng lờn trục quay là: F Fx Fy Hay độ lớn:
16
sin
2
2
F F mg
F x y
- Gúc hợp lực F với phương ngang: tan sin 6sin y
x
F mg
F mg
0,25
0,25
0,5