Đáp án đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh Vật lí 12 - Năm học 2009-2010 - Sở GD & ĐT Bắc Ninh

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO BẮC NINH KỲ THI HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010 Môn : Vật lý Lớp 12 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Bài Nội dung Điểm + Các thời điểm vật qua vị trí x1 được xác định từ p/t :

1 1 8sin(10 ) 4( ) sin(10 ) 10 2 2 2 2 2 6 1 (1), 1,2,... 30 5

x x t cm t t k

k t k

π π π π π π π π = = + = ⇒ + = ⇒ + = +

⇒= − + =

và 5 1 10 2 (2), 0,1,2,... 2 6 30 5 k t k k π π π π + = + ⇒ + =

Trong đó (1) ứng với các thời điểm vật qua vị trí x1 theo chiều dương; (2) ứng với các thời điểm vật qua vị trí x1 theo chiều âm.

0,5

+ Từ p/t dao động ta có khi 0 8sin 8 2 t x π = ⇒ = = cm, vật bắt đầu chuyển động từ biên

dương, vì vậy nó sẽ qua vị trí x1 lần thứ nhất theo chiều âm, do vậy nó sẽ qua vị trí x1 lần thứ hai theo chiều dương.Trong số 2010 lần qua vị trí x1 thì có 1005 lần vật qua vị trí x1 theo chiều dương. Vậy thời điểm vật qua vị trí x1 lần thứ 2010 là : Từ (1) ta có :

1 1 1005 1 201 200,967 30 5 30 5 30 k t t = − + = − + ⇒= − ≈ s.

0,5

1 + Trong 1003 lần qua vị trí x1 theo chiều dương quãng đường mà vật đi được là S1 = 1003.4.8 = 32096cm. + Kể từ khi vật qua VTCB lần 1 đến hết chu kì đầu tiên (trong đó có 1 lần qua x1 theo chiều dương) quãng đường vật đi được là S2 = 3A = 24 cm. + Ở chu kì cuối cùng khi vật đi đến vị trí x1 theo chiều dương lần thứ 1005 quãng đường nó đi được là : S3 = 3A + 4 = 28 cm. Vậy toàn bộ quãng đường vật đi được là : S = S1 + S2 + S3 = 32148 cm = 321,48 m

0,5 0,5 + λ = v/f = 2 cm Vì hai nguồn sóng ngược pha nên điều kiện để sóng tổng hợp có biên độ cực đại: d2 – d1 = λ/2 + kλ. Chọn gốc tọa độ tại O là trung điểm của AB. Vị trí của một điểm có biên độ cực đại cách O đoạn: x = λ/4 + kλ/2.

0,5

+ Vì hai phía đối xứng nhau qua O nên số vân mỗi phía của O bằng nhau số vân ở một phía của O thỏa mãn: 6 > λ/4 + kλ/2 > 0 Thay λ = 2 cm và giải ta được 0 < k < 6. ( k = 0; 1; 2; 3; 4; 5). k nhận 6 giá trị, vậy mỗi phía của O có 6 điểm dao động với biên độ cực đại.

0,5

+ Khoảng cách giữa 2 điểm xa nhau nhất dao động với biên độ cực đại là khoảng cách giữa 2 cực đại thứ 6 ở 2 phía của O : ∆d = 2(λ/4 + 5λ/2) = 11 cm. 0,5 + Điều kiện có cực tiểu giao thoa là d2 – d1 = kλ 0,25

Gọi khoảng cách 2 nguồn là l ta có 2 2 l x x kλ + − = (1) 0,25 + Khi x càng lớn thì vân cực tiểu càng gần vân trung tâm. Vậy x lớn nhất ứng với vân cực tiểu bậc 1. 0,5

2 Thay số vào (1) ta được x = 35 cm. 0,5

Ta có 0,6( ) D ai i m a D λ λ µ = ⇒ = = , ánh sáng màu cam – vàng 0,5 3 + Khi đặt bản chiết quang sau S1 thì thời gian ánh sáng truyền từ 1S M → (trên màn quan sát) là

: 1 1 d e e t c v − = + ; với c v n = ta có 1 1 1

( 1) d e d e n ne t c c c − + − = + = .

ThuVienDeThi.com

+ Như vậy khi có thêm bản chiết quang, nếu coi ánh sáng vẫn truyền trong không khí thì khi đó ta có / 1 1 ( 1) d d e n = + − , nghĩa là tăng thêm một đoạn e(n-1). + Vị trí vân trung tâm ứng với hiệu quang trình:

/ / 2 1 2 1 0 d d d d δ = − = ⇒ = , với n1 ta có

2 1 1 2 1 1 ( 1) ( 1) d d e n d d e n = + − ⇒ − = − . (1)

+ Mặt khác ta cũng có 2 1

ax d d D − = (2) .

Từ (1) và (2) ta được :

4 1 1 3 ( 1) ax 10 .0,5.2 ( 1) 0,025 4.10 e n D e n x D a

−

− − = − ⇒ = = = m = 2,5 cm.

0,5 0,5 0,5

+ Với chiết suất n2 ta có : 2 2 ( 1) . 1 . e n D x a x n a e D − = ⇒ = + , với x = 25 +5 = 30 mm

+ Thay số tính được :

3 3

2 4 30.10 .4.10 1 1 0,6 1,6 2.10 n

− −

− = + = + =

0,5 0,5

+ Khi hệ số công suất bằng 1 :

6

5 20.10 . 200( ) 10 P P U I I A U = ⇒ = = = suy ra công suất hao phí

/ 2 . 0,4 W P r I M = = , do vậy công suất từ nơi phát phải là : / 20,4 p P P P = + = MW.

0,5

+ Tại nơi tiêu thụ u đồng pha với I ta có giản đồ véc tơ :

Từ đó : 2 ( ) 102 p r L U U U U = + + ≈ kV

Với : . 200.10 2( ); 100( ) r U I r kV U kV = = = =

và 3 . 200.30.10 .100 0,6 ( ) L U I L kV ω π π − = = =

0,5 0,5

Khi os 0,8 c ϕ = ta có

6

5 20.10 250( ) . os 10 .0,8 P I A U c ϕ = = =

+ công suất hao phí / 2 2 . 10.250 0,625 P r I = = = MW.

vậy công suất nơi phát phải là : / 20,625 p P P P = + = MW

0,25

4

Khi os 0,8 c ϕ = + Để xác định điện áp ở nơi …