Đề thi HSG cấp tỉnh Bắc Ninh lớp 12 THPT năm học 2014 - 2015 môn thi Vật lí

UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO

(Đề thi gồm 02 trang)

ĐỀ THI HSG CẤP TỈNH LỚP 12 THPT

Năm học 2014 - 2015

Môn thi: Vật lí Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 02/4/2015 -------------------------

Bài 1 (4,0 điểm).

Một vật khối lượng nối với một lò xo có độ cứng 200 m g 

. Đầu còn lại của lò xo gắn cố định vào bức tường thẳng đứng, sao 80 / k N m  cho vật có thể dao động trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn rồi buông tay không vận tốc ban đầu. Chọn trục toạ độ Ox 10cm trùng với phương chuyển động, gốc toạ độ O là vị trí cân bằng, và chiều dương của trục ngược với chiều

kéo ra nói trên. Chọn gốc thời gian là lúc buông tay. Lấy gia tốc trọng trường . 2 10 / g m s 

1. Nếu bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang. Viết phương trình dao động.

2. Nếu hệ số ma sát giữa m và mặt phẳng nằm ngang là thì dao động sẽ tắt dần. 1,0  

a) Tìm tốc độ lớn nhất của vật trong quá trình dao động.

b) Tìm quãng đường vật đi được đến thời điểm t = 1s?

Tốc độ lớn nhất vật đạt được sau thời điểm đó là bao nhiêu?

c) Có thể làm cho vật dao động duy trì bằng cách thay vì buông vật không vận tốc đầu ta truyền cho vật vận tốc v0 hướng vào tường, sau đó mỗi khi lò xo giãn cực đại thì lặp lại thao tác trên. Tìm v0 để dao động của hệ ổn định?

Bài 2 (3,0 điểm).

Để xác định bước sóng và vận tốc âm trong không khí người ta dùng một dụng cụ gọi là ống Koenig có nguyên tắc cấu tạo như sau:

- Một ống thủy tinh T có dạng chữ U, có hai lỗ hở: S để tại nguồn âm và O để tai nghe

- Một ống thủy tinh T’ cũng có dạng chữ U lồng khít vào hai đầu của ống T; Ống T’ có thể dịch chuyển trên một rãnh trượt. Độ dịch chuyển được đo được bằng một thước chia độ đặt bên cạnh.

a) Dùng một âm thoa đặt tại S để tạo một nguồn âm. Tai nghe đặt tại O. Bên trong ống chứa một chất khí. Dịch chuyển ống T’ thì thấy có lúc nghe rõ, có lúc không nghe được âm nữa. Hãy giải thích hiện tượng trên.

b) Bên trong ống chứa không khí khô ở 00C, ống được điều chỉnh để không nghe được âm. Khi dịch chuyển ống T’ tới vị trí mới gần nhất thì lại không nghe được âm. Khoảng dịch chuyển bằng 33cm. Biết vận tốc âm trong không khí khô ở 00C là 330 m/s. Tìm tần số dao động của âm thoa.

c) Ống bây giờ chứa không khí ở nhiệt độ t0C. Để nhận được hai lần im lặng liên tiếp, ống T’ phải dịch chuyển một khoảng 36,3 cm. Xác định nhiệt độ t, biết rằng vận tốc âm trong cùng một chất khí tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nhiệt độ tuyệt đối.

T T’

S

O

ThuVienDeThi.com

Bài 3 (4,0 điểm).

Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, điện trở R0 = 100, X là hộp kín chứa 2 trong 3 phần tử (R, L, C) mắc nối tiếp. Bỏ qua điện trở của ampe kế, khoá K và dây nối, đặt vào hai đầu M, N của mạch điện một hiệu điện thế xoay chiều có biểu thức

MN u = 200 2 cos2 f.t (V) 

a) Với f = 50Hz thì khi K đóng ampe kế chỉ 1 A. Tính điện dung C0 của tụ điện.

b) K ngắt, thay đổi tần số thì thấy khi f = 50Hz ampe kế chỉ cực đại và hiệu điện thế giữa 2 hộp kín X lệch pha /2 so với hiệu điện thế giữa 2 điểm M và D. Hỏi hộp X chứa những phần tử nào? Tính các giá trị của chúng.

c) Khoá K vẫn ngắt, thay đổi tần số f thì thấy ampe kế chỉ cùng trị số khi f = f1 hoặc f= f2 . Biết f1+ f2= 125 Hz. Tính f1, f2 và viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch khi đó.

Bài 4 (3,0 điểm).

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ. Hai tụ điện C1, C2 có điện dung bằng nhau C1 = C2 = C = 0,5µF; cuộn cảm thuần có độ tự cảm L = 5mH; nguồn điện có suất điện động ξ = 6V; bỏ qua điện trở dây nối và khóa K. Ban đầu khóa K ở a sau đó đóng K sang b

1. Tìm biểu thức chỉ sự phụ thuộc vào thời gian của điện tích các bản hai tụ điện C1, C2 khi đóng K sang b. Chọn mốc thời gian lúc K đóng vào b.

2. Tìm cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm L. Bài 5 (4,0 điểm).

Trong thí nghiệm giao thoa Young, hai nguồn cách nhau a = 1mm; khoảng cách từ nguồn S đến hai nguồn là d = 1m và khoảng cách từ màn chứa hai khe S1, S2 đến màn quan sát là D = 2m. Nguồn S phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = …