Đề và đáp án thi học sinh giỏi Vật lí lớp 12 (Bảng A) Năm học 20112012 Sở GD ĐT Nghệ An10421

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2011 - 2012 (Đề thi có trang ) Mơn thi: VẬT LÝ LỚP 12 THPT - BẢNG A Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (5điểm) Một lắc đơn có chiều dài l  40cm , cầu nhỏ có khối lượng m  600 g treo nơi có gia tốc rơi tự g  10m / s Bỏ qua sức cản khơng khí Đưa lắc lệch khỏi phương thẳng đứng góc   0,15rad thả nhẹ, cầu dao động điều hồ a) Tính chu kì dao động T tốc độ cực đại cầu b) Tính sức căng dây treo cầu qua vị trí cân c) Tính tốc độ trung bình cầu sau n chu kì d) Tính qng đường cực đại mà cầu khoảng thời gian 2T/3 tốc độ cầu thời điểm cuối quãng đường cực đại nói Một lị xo nhẹ có độ cứng K , đầu gắn vào giá cố định mặt nêm nghiêng góc  so với K phương ngang, đầu gắn vào vật nhỏ có khối lượng m (hình vẽ 1) Bỏ qua ma sát mặt nêm ma sát nêm m với sàn ngang Nêm có khối lượng M Ban đầu nêm giữ chặt, kéo m lệch khỏi vị trí cân đoạn nhỏ M 300 thả nhẹ vật đồng thời bng nêm Tính chu kì dao động Hình vật m so với nêm Câu (4điểm) Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp nguồn điểm A B dao động theo phương trình: u A  uB  acos(20 t) Coi biên độ sóng khơng đổi Người ta đo khoảng cách điểm đứng yên liên tiếp đoạn AB 3cm Khoảng cách hai nguồn A, B 30cm Tính tốc độ sóng Tính số điểm đứng yên đoạn AB Hai điểm M1 M2 đoạn AB cách trung điểm H AB đoạn 0,5cm 2cm Tại thời điểm t1 vận tốc M1 có giá trị đại số 12cm / s Tính giá trị đại số vận tốc M2 thời điểm t1 Tính số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn AB pha với nguồn Câu (4điểm) Cho mạch dao động lí tưởng hình vẽ Các tụ điện có điện dung C1  3nF ; C2  6nF Cuộn cảm có độ tự cảm L  0,5mH K C1 C2 Bỏ qua điện trở khoá K dây nối • B A M Ban đầu khố K đóng, mạch có dao động điện từ tự với cường độ dòng điện cực đại mạch 0, 03 A L a) Tính tần số biến thiên lượng từ trường mạch b) Tính điện áp cực đại hai điểm A, M M, B Hình c) Lúc điện áp hai tụ điện C1 6V độ lớn cường độ dịng điện mạch bao nhiêu? ThuVienDeThi.com Ban đầu khố K ngắt, tụ điện C1 tích điện đến điện áp 10V, cịn tụ điện C2 chưa tích điện Sau đóng khố K Tính cường độ dịng điện cực đại mạch Câu (5điểm) Cho mạch điện hình vẽ gồm điện trở R, tụ K điện C cuộn cảm có điện trở mắc nối tiếp L R C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều • • M N A B u AB  120.cos(100 t)V Bỏ qua điện trở dây nối Hình khố K Ban đầu khố K đóng, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM MB là: U1  40V ;U  20 10V a) Tính hệ số công suất đoạn mạch b) Viết biểu thức điện áp tức thời hai đầu điện trở R Điện dung tụ điện C  U MB 103 F Khố K mở điện áp hiệu dụng hai điểm M, B   12 10V Tính giá trị điện trở R độ tự cảm L Câu (2điểm) O G Hai hình trụ bán kính khác   quay theo chiều ngược quanh O2 trục song song nằm ngang với x tốc độ góc 1  2    2rad / s O1  (hình vẽ 4) Khoảng cách trục theo phương ngang 4m Ở 4m thời điểm t=0, người ta đặt ván đồng chất có tiết diện lên Hình hình trụ, vng góc với trục quay cho vị trí nằm ngang, đồng thời tiếp xúc bề mặt với hai trụ, điểm nằm đường thẳng đứng qua trục hình trụ nhỏ có bán kính: r = 0,25m Hệ số ma sát ván trụ   0, 05; g  10m / s Xác định thời điểm mà vận tốc dài điểm vành trụ nhỏ vận tốc ván Tìm phụ thuộc độ dịch chuyển nằm ngang ván theo thời gian - - - Hết - - - Họ tên thí sinh: Số báo danh: ThuVienDeThi.com Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän häc sinh giái tỉnh lớp 12 Năm học 2011 - 2012 Hướng dẫn Biểu điểm chấm đề thức (Hướng dẫn biểu điểm chấm gồm 05 trang) Môn: Vt lý Bảng A Câu NỘI DUNG Câu1 Xác định chu kì dao động tốc độ cực đại (1điểm): (5đ) 2 l 2  2   1, 257( s ) …………………………… + Chu kì dao động: T  g  + Biên độ dao động cầu: s0   l  6cm ………………………………… 1.1.a 1.1.b Điểm 0,5 0,25 + Tốc độ cực đại cầu: vmax   s0  5.6  30cm / s ………………………… 0,25 Xác định sức căng dây treo VTCB (1điểm): + Lúc qua VTCB cầu có tốc độ: vmax  30cm / s …………………………… 0,25 + Gia tốc hướng tâm cầu: an  vm2 ax 0,32   0, 225m / s ………………… l 0, + Theo định luật II Niu Tơn, vật qua VTB:   mg  man    mg  man  0, 6.(10  0, 225)  6,135( N ) ………………………… Tốc độ trung bình vật sau n chu kì (0,5điểm): + Sau n chu kì quãng đường vật là: S  n.4s0 ………………………… 1.1.c + Tốc độ trung bình vật sau n chu kì là: V  n.4 s0 S 4.6    19,1(cm / s ) …………………………………………… nT n.T 1, 2566 0,25 0,5 0,25 0,25 Quãng đường cực đại (1,5điểm): 2T T T 0,25   ………………………………………………………… + Quãng đường cực đại Smax  2s0  S1max …………………………………………… 0,25 M2 M1 Trong thời gian T/6 vật S1max ứng với  /3 tốc độ trung bình lớn vật chuyển động s 1.1.d lân cận VTCB Sử dụng véc tơ quay ta tính •O -3 2 T  góc quay M 1OM   suy T S1max= A  Smax  3s0  3.6  18cm …………………….…………… 0,5 + Phân tích t  + Ở cuối thời điểm đạt quãng đường cực đại nói vật có li độ dài s=-3cm , vận tốc vật có độ lớn là: v   A2  x  62  (3)  18 3(cm / s ) ………….…………… Tính chu kì dao động vật so với nêm (1điểm): + Trong hệ quy chiếu gắn với nêm: - Tại VTCB m nêm (khi m cân nêm nêm cân ThuVienDeThi.com 0,5 bàn): lò xo giãn đoạn: 1.2 (1) - Chọn trục Ox gắn với nêm trùng mặt nêm hướng xuống, O VTCB m nêm - Tại vị trí vật có li độ x: theo định luật II Niu Tơn: với a gia tốc nêm so với sàn + Trong hqc gắn với bàn, với nêm ta có: thay (1) vào biểu thức vừa tìm ta được: + Thay (3) vào (2) cho ta: chứng % ... danh: ThuVienDeThi.com Së Gd& §t NghƯ an Kú thi chän học sinh giỏi tỉnh lớp 12 Năm học 2011 - 2 012 Hướng dẫn Biểu điểm chấm đề thức (Hướng dẫn biểu điểm chấm gồm 05 trang) Môn: Vật lý B¶ng A ... sát ván trụ   0, 05; g  10m / s Xác định thời điểm mà vận tốc dài điểm vành trụ nhỏ vận tốc ván Tìm phụ thuộc độ dịch chuyển nằm ngang ván theo thời gian - - - Hết - - - Họ tên thí sinh: ... luật II Niu Tơn, vật qua VTB:   mg  man    mg  man  0, 6.(10  0, 225)  6,135( N ) ………………………… Tốc độ trung bình vật sau n chu kì (0,5điểm): + Sau n chu kì quãng đường vật là: S  n.4s0