Mẹo Hay Cách

Có định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S2

- Có thể font chữ sẽ không hiển thị đúng, bạn nên click nút download để tải về máy đọc cho hoàn thiện.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG

TRƯỜNG THPT NGUYỄN DUY TRINHMÔN: VẬT LÝ 12

[Đề thi có hai trang!]Thời gian làm bài 150 phút

H:1

Câu 1.[5điểm] Một dây cao su nhẹ đàn hồi có chiều dài AB = l0 = 1m, có lực đàn hồi tuân theo định luật Húc: F = kx. Một đầu dây được treo ở A, đầu kia gắn vật có khối lượng m = 0,2kg. Dây giãn đoạn OB và vật nằm vị trí cân bằng O. Kéo vật xuống đoạn OC = 0,10 m rồi buông ra. Vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì T = 2s [hình 1].

a.Hãy tìm:

Hệ số đàn hồi của dây.

Vận tốc của vật ở vị trí OD = 0,05 m.

Thời gian để vật đi từa C đến D.

Động năng cực đại của vật.

b, Khối lượng m được nâng lên đến vị trí A rồi được thả rơi tự do. Tìm thời gian để vật m quay lại A lần thứ nhất [Chu kỳ dao động].

c, Vẽ đồ thị vận tốc của vật m theo thời gian trong chuyển động ở ý [b].

H:2

Câu 2 [3 điểm]: Một vật nhỏ khối lượng m nằm trên mặt bàn nằm ngang trong một cái khung cứng. Khung có chiều dài L và khối lượng m được nối vào một điểm tựa cố định bằng một lò xo có độ cứng k [H:2]. Ban đầu vật nằm tiếp xúc với cạnh phải của khung,lò xo không biến dạng. Sau đó, khung được đẩy về phía bên phải sao cho cạnh trái của nó tiếp xúc với vật và buông ra. Do va chạm đàn hồi giữa vật và khung nên hệ thực hiện dao động. Bỏ qua bề rộng của vật so với L, bỏ qua mọi ma sát. Tìm chu kì dao động của vật nặng.

Câu 3[5điểm]: Hai mũi nhọn S1, S2 ban đầu cách nhau 8cm gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100Hz, được đặt chạm nhẹ vào mặt nước. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 0,8 m/s.

a] Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = A.cos2πft. Viết phương trình dao động của điểm M1 cách đều S1, S2 một khoảng d = 8cm.

b] Tìm trên đường trung trực của S1, S2 điểm M2 gần M1 nhất và dao động cùng pha với M1.

c] Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S2. Để lại quan sát được hiện tượng giao thoa ổn định trên mặt nước, phải tăng khoảng cách S1S2 một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa S1, S2 có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại? Coi rằng khi có giao thoa ổn định thì hai điểm S1, S2 cách điểm dao động với biên độ cực đại gần nó nhất một đoạn

C©u 4[3điểm] Mét d©y dÉn cã tiÕt diÖn ngang S = 1,2 mm2, ®iÖn trë suÊt = 1,7.10-8 m ®îc uèn thµnh nöa vßng trßn APQ cã b¸n kÝnh OQ = r = 24cm [h×nh vÏ]. Hai ®o¹n d©y OQ vµ OP cïng lo¹i víi d©y trªn, OQ cè ®Þnh, OP quay quanh O sao cho P lu«n tiÕp xóc víi cung trßn. HÖ thèng ®Æt trong tõ trêng ®Òu B = 0,15T. T¹i thêi ®iÓm t0 = 0, OP trïng OQ vµ nhËn gia tèc gãc kh«ng ®æi.Sau

gi©y, dßng ®iÖn c¶m øng trong m¹ch cã gi¸ trÞ cùc ®¹i. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cùc ®¹i cña dßng ®iÖn.

Câu 5. [4 điểm] Cho hệ hai thấu kính mỏng đồng trục L1 và L2 đặt trong không khí. Một vật phẳng nhỏ AB cao 3cm đặt vuông góc với trục chính trước L1, cho ảnh cuối cùng qua hệ ở M1 sau L2, ảnh này ngược chiều với AB và cao 4,5cm. Giữ cố định AB và L1, bỏ L2 đi thì ảnh của AB ở vị trí M2 xa hơn M1 một đoạn 6cm, ảnh này cao 9cm. Nếu giữ cố định L1, bỏ L2 đi và dịch chuyển vật dọc theo trục chính ra xa L1 thêm một đoạn 12cm thì ảnh của vật có độ lớn bằng vật.

a. Các thấu kính L1 và L2 là hội tụ hay phân kì? Tại sao?

b.Tìm tiêu cự của mỗi thấu kính và khoảng cách giữa chúng.

c.Giữ nguyên L1 và L2 như ban đầu. Đặt xen giữa L1 và L2 một thấu kính mỏng L3 có tiêu cự f3 =

cm [cùng trục chính với hệ đã cho] tại vị trí nào để ảnh của vật đặt trước L1 qua hệ 3 thấu kính có độ cao không phụ thuộc vào vị trí của vật?

......................Hết...................

Câu 1: Phần A:

Hệ số đàn hồi của dây:

Vận tốc của vật ở vị trí D:

Thời gian vật đi từ C đến D:

Động năng cực đại của vật:

Phần B:

Khi vật lên đến điểm A rồi rơi xuống, gọi L là vị trí thấp nhất mà vật đi xuống được, K là vị trí cân bằng.

x’

Đặt BK = x’ ; KL = x0.

Tính x’: Ta có: mg = kx’

x0 được tính từ định luật bảo toàn năng lượng:

Cơ năng ở A bằng cơ năng ở L [chọn mốc thế năng ở B]:

Hoặc:

Thời gian vật quay lại A:

t[s]

Câu 2: Thế năng ban đầu của khung:

Động năng của khung ngay trước lúc va chạm lần đầu tiên:

Vận tốc của khung ngay trước lúc va chạm:

Do va chạm là đàn hồi và hai vật có khối lượng như nhau nên sau va chạm hai vật trao đổi vận tốc cho nhau. Vậy sau lần va chạm thứ nhất vận tốc của vật là:

Kể từ khi va chạm lần đầu, vật đi đến cạnh trái của khung hết thời gian

. Tiếp đó là lần va chạm thứ hai, sau va chạm vật đứng yên còn khung chuyển động với vận tốc v từ trạng thái lò xo không biến dạng. Nên thời gian này bằng:

Tiếp đó, khung trở lại vị trí ban đầu, lại va chạm lần thứ 3 với vật và khung đứng yên còn vật lại chuyển động với vận tốc v sang cạnh phải của khung hết thời gian t3 = t1.

Tiếp đó, va chạm lần thứ tư, vật lại nằm yên, còn khung lại thực hiện ½ chu kỳ dao động riêng của nó: t4 = t2.

Chu kỳ dao động của hệ là

Câu 3:

M2'

a. + λ =

= 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm

+ Ta có phương trình dao động sóng tổng hợp tại M1

uM1 = 2A cos

với d1 + d2 = 16cm = 20λ và d2 – d1 = 0,

ta được: uM1 = 2Acos[200πt - 20π]

b. Hai điểm M2 và M2’ gần M1 ta có:

S1M2 = d + λ = 8 + 0,8 = 8,8 cm

S1M2’ = d – λ = 8 – 0,8 = 7,2 cm

Do đó: IM2 =

IM1 = S1I

Suy ra M1M2 = 7,84 – 6,93 = 0,91 [cm]

Tương tự: IM2’ =

M1M2’ = 6,93 – 5,99 = 0,94 [cm]

Nhưng điểm gần nhất so với M1 nên điểm đó là M2 với khoảng cách M1M2 = 0,91 [cm]

c. Khi hệ sóng đã ổn định thì hai điểm S1, S2 là hai tiêu điểm của các hypecbol và ở rất gần chúng xem gần đúng là đứng yên, còn trung điểm I của S1S2 luôn nằm trên vân giao thoa cực đại. Do đó ta có: S1I = S2I = k

=> S1S2 = 2S1I = [2k + 1]

Ban đầu ta đã có: S1S2 = 8cm = 10λ = 20

=> chỉ cần tăng S1S2 một khoảng

= 0,4cm.

Khi đó trên S1S2 có 21 điểm có biên độ cực đại.

Câu 4

Góc quay được sau thời gian t là α= 12γt2[0,5điểm]

điện trở của nửa vòng tròn Ro= ρπrS = 0,01Ω[ 0,5điểm]

ROP = ROQ=R1= ρrS = 0,0034 Ω [0,5điểm]

Điện trở cung PQ là R3 = αRoπ [0,5điểm]

Suất điện động cảm ứng tại thời điểm t là: E= Br2α'2 = Br2γt2 [0,5điểm]

Cường độ dòng điện: i = E/[2R1+R3][0,5điểm]

theo cô sy γ=38 và imax= 8,1A[1điểm]

Câu 5 [4 điểm]

0,5

1. Sơ đồ tạo ảnh:

L1: vật thật - ảnh thật → hội tụ

L2: vật ảo [tại M2] cho ảnh thật gần thấu kính hơn vật → hội tụ.

0,25

2,5

2. + Xét L2: k2 =

→ d2 = - 12cm; d2’ = 6cm → f2 = 12cm

+ Bỏ L2, chỉ có L1: k1 =

→

[1]

Dịch chuyển vật: d1c = d1 + 12

Ảnh cao bằng vật → ảnh thật: d1c’ = d1c = d1 + 12

→

[2]

[1], [2] → d1 = 24cm; d1’ = 72cm; f1 = 18cm.

ℓ = O1O2 = d1’ + d2 = 60cm

0,25

0,5

0,25

0,5

0,25

1,0

3. Đề → chùm tới L1 song song trục chính thì chùm ló khỏi L2 cũng song song trục chính. Chùm tới L1 song song trục chính cho ảnh ở F1’, vật ở F2 qua L2 cho chùm ló song song trục chính. Vậy, với L3: F1’ là vật, F2 là ảnh.

Gọi x là chiều dài đại số từ L1 đến L3 , chiều dương chiều truyền sáng. Có:

↔

Vậy, có hai vị trí L3 thỏa mãn, cách L1 các khoảng 8cm và 58cm!

F1’

0,5

0,25

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

Tóm tắt nội dung tài liệu

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM SỞ GD&ĐT Độc lập Tự do Hạnh phúc ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 MÔN: VẬT LÍ – Năm học 2010 2011 Thời gian: 180 phút [Không kể thời gian giao đề] Bài 1 Một vật nhỏ khối lượng M =100g treo vào đầu sợi dây lí tưởng, chiều O dài l = 20cm như Hình 1. Dùng vật nhỏ m = 50g có tốc độ v 0 bắn vào M. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2. Coi va chạm là tuyệt đối đàn l hồi. a/ Xác định v0 để M lên đến vị trí dây nằm ngang. v0 M m b/ Xác định v0 tối thiểu để M chuyển động tròn xung quanh O. 3 7 Hình 1 c/ Cho v0 = m/s, xác định chuyển động của M. 2 Bài 2 Một vật sáng AB hình mũi tên đặt song song với một màn E như B hình bên. Khoảng cách giữa AB và E là L. Giữa AB và E có một L E thấu kính hội tụ tiêu cự f. Tịnh tiến thấu kính dọc theo trục chính A AE người ta thấy có hai vị trí của thấu kính đều cho ảnh rõ nét của AB trên màn. a/ Tìm điều kiện của L để bài toán thỏa mãn. b/ Biết khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính là a. Tìm tiêu cự f của thấu kính theo L và a. Áp dụng bằng số L = 90cm, a = 30cm. c/ Vẫn thấu kính và màn E như trên, thay AB bằng điểm sáng S đặt trên trục chính của thấu kính và cách E một khoảng 45cm. Xác định vị trí đặt thấu kính để trên màn thu được vùng sáng có kích thước nhỏ nhất. Bài 3 O Con lắc lò xo như hình vẽ. Vật nhỏ khối lượng m = 200g, lò xo x m lí tưởng có độ cứng k = 1N/cm, góc α = 300. Lấy g = 10m/s2. a/ Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng. Viết phương trình dao động. Biết tại thời điểm ban đầu lò α xo bị dãn 2cm và vật có vận tốc v 0 = 10 15 cm/s hướng theo chiều dương. b/ Tại thời điểm t1 lò xo không biến dạng. Hỏi tại t2 = t1 + s, vật có tọa độ bao nhiêu? 4 5 c/ Tính tốc độ trung bình của m trong khoảng thời gian Δt = t2 t1. Bài 4 Hai mũi nhọn S1, S2 ban đầu cách nhau 8cm gắn ở đầu một cần rung có tần số f = 100Hz, được đặt chạm nhẹ vào mặt nước. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 0,8 m/s. a/ Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S 1, S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = A.cos2πft. Viết phương trình dao động của điểm M1 cách đều S1, S2 một khoảng d = 8cm. b/ Tìm trên đường trung trực của S1, S2 điểm M2 gần M1 nhất và dao động cùng pha với M1. c/ Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S2. Để lại quan sát được hiện tượng giao thoa ổn định trên mặt nước, phải tăng khoảng cách S1S2 một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng
cách ấy thì giữa S1, S2 có bao nhiêu điểm có biên độ cực đại. Coi rằng khi có giao thoa ổn định thì hai điểm S1S2 là hai điểm có biên độ cực tiểu. === Hết === Thí sinh không được sử dụng bất cứ tài liệu nào HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG VẬT LÍ 12 Năm học 2010 2011 [gồm 02 trang] Bài 1 [2,5đ] Điể E m a/ Va chạm đàn hồi: mv 0 mv1 Mv 2 D 0,25 2m 0,25 mv 02 Mv 22 => v 2 mv12 v0 m M O 2 2 2 C Mv 22 m M gl Khi dây nằm ngang: Mgl v0 0,25 2 m 2 Thay số: v0 = 3m/s. 0,25 b/ Để M chuyển động hết vòng tròn, tại điểm cao nhất E: v E gl 0,25 Mv 22 Mv E m M => Mg 2l v0 5gl . 2 2 2m 0,25 3 10 Thay số: v0 = m/s. 0,25 2 3 7 3 10 c/ Khi v 0 m/s M không lên tới điểm cao nhất của quĩ đạo tròn. 2 2 0,25 mv 2 Lực căng của dây: T mg cos . Khi T = 0 => M bắt đầu rời quĩ đạo tròn tại D l với vận tốc vD, có hướng hợp với phương ngang góc 600. Từ D vật M chuyển động như vật ném xiên. Dễ dàng tính được góc COD = 300. 0,25 * Nếu HS tính kỹ hơn ý c/ có thể thưởng điểm. 0,25 Bài 2 [2,5đ] df a/ L d d ' d d2 Ld Lf 0 ; 0,25 d f L2 4Lf 0,25 Để có hai vị trí của thấu kính đều cho ảnh rõ nét trên của AB trên màn. thì pt phải có 2 nghiệm => Δ > 0 => L > 4f. 0,25 L ∆ 0,25 b/ Nghiệm d1,2 = � d 2 − d1 = a 2 2 L −a 2 I 0,25 �f = M 4L 0,25 Thay số f = 20cm. S' S O N 0,25 MN S' N c/ S' MN S' IO 0,25 IO S' O MN d d ' L d L L 0,25 IO d' f d f Theo Côsi MNmin khi d Lf = 30cm. 0,25
Bài 3 [2,5đ] k g sin 0,25 a/ Tại VTCB m l 0,25 => Δl = 1cm, ω = 10 5 rad/s, T = s. 5 5 2 v0 π Biên độ: A = x 2 => A = 2cm và ϕ = − . M 3 0,25 π K Vậy: x = 2cos[ 10 5t − ]cm. 0,25 3 1 O x 0,25 b/ Tại t1 vật ở M có vận tốc v1, sau Δt = = 1,25T. K' 4 5 0,25 vật ở K [nếu v1 > 0] => tọa độ x2 = 3 cm. N vật ở N [nếu v1 tọa độ x2 = 3 cm. 0,25 c/ Quãng đường m đi được: Nếu v1 s1 = 11 − 3 => vtb = 26,4m/s. 0,25 Nếu v1>0 => s2 = 9 + 3 => vtb = 30,6m/s. 0,25 0,25 Bài 4 [2,5đ] M2 M1 M2' v S1 a. + λ = = 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm I 0,25 f + Ta có phương trình dao động sóng tổng hợp tại M1 [d 2 d1 ] [d 1 d2 ] 0,25 uM1 = 2A cos cos 200 t với d1 + d2 = 16cm = 20λ và d2 – d1 = 0, 0,25 ta được: uM1 = 2Acos[200πt 20π] 0,25 b. Hai điểm M2 và M2’ gần M1 ta có: S1M2 = d + λ = 8 + 0,8 = 8,8 cm S1M2’ = d – λ = 8 – 0,8 = 7,2 cm 0,25 Do đó: IM2 = S1 M 22 S1 I 2 8,8 2 4 2 7,84[cm] IM1 = S1I 3 4 3 6,93[cm] 0,25 Suy ra M1M2 = 7,84 – 6,93 = 0,91 [cm] 0,25 '2 2 2 2 Tương tự: IM2 = S1M 2 − S1I = 7, 2 − 4 = 5,99[cm] ’  M1M2’ = 6,93 – 5,99 = 0,94 [cm] 0,25 c. Khi hệ sóng đã ổn định thì hai điểm S1, S2 là hai tiêu điểm của các hypecbol và ở rất gần chúng xem gần đúng là đứng yên, còn trung điểm I của S1S2 luôn nằm trên vân giao
thoa cực đại. Do đó ta có: S1I = S2I = k [2k 1] => S1S2 = 2S1I = [2k + 1] 2 4 4 2 0,25 Ban đầu ta đã có: S1S2 = 8cm = 10λ = 20 => chỉ cần tăng S1S2 một khoảng = 0,4cm. 0,25 2 2 Khi đó trên S1S2 có 21 điểm có biên độ cực đại.

Page 2

YOMEDIA

Với cấu trúc gồm 6 câu hỏi bài tập với thời gian làm bài trong 180 phút, mời các bạn cùng tham khảo đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh Thái Nguyên lớp 12 có đáp án "Môn Vật lí" năm học 2010 - 2011 dưới đây để làm quen với dạng đề thi. Chúc các bạn thi tốt.

21-09-2015 357 34

Download

Page 2

Video liên quan

Bài Viết Liên Quan

Toplist mới

Bài mới nhất

Chủ Đề