SỞ GD&ĐT HP Trường THPT ĐỀ THI THỬ HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ LỚP 12 THPT - NĂM HỌC 2012-2013 MƠN: VẬT LÝ Đề thức ( Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề ) Đề thi gồm có 02 trang Thi ngày 05 tháng 10 năm 2012 Câu ( điểm): Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục thấu kính hội tụ cho ảnh thật nằm cách vật khoảng cách Nếu cho vật dịch lại gần thấu kính khoảng 30 cm ảnh AB ảnh thật nằm cách vật khoảng cũ lớn gấp lần ảnh cũ a) Xác định tiêu cự thấu kính vị trí ban đầu vật AB b) Để ảnh cao vật, phải dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu khoảng bao nhiêu, theo chiều nào? x Câu (3,5điểm) : Một lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m M = 300g, lị xo có độ cứng k = 200N/m lồng vào trục thẳng đứng hình Khi M vị trí cân bằng, thả h vật m = 200g từ độ cao h = 3,75cm so với M Coi ma sát M không đáng kể, lấy g = 10m/s2, va chạm hoàn toàn mềm O a) Tính vận tốc m trước va chạm vận tốc hai vật sau va chạm I Hình b) Sau va chạm hai vật dao động điều hòa Lấy t = lúc va chạm Viết phương trình dao động hai vật Chọn hệ tọa độ hình vẽ, I vị trí cân M trước va chạm, O vị trí cân hai vật sau va chạm c) Tính biên độ dao động cực đại hai vật để trình dao động m không rời khỏi M Câu ( điểm ): Hai nguồn kết hợp S1, S2 cách 50 mm dao động theo phương trình uS1 = uS2= 2cos 200 t (mm) mặt nước, coi biên độ sóng khơng đổi Xét phía đường trung trực S1S2 ta thấy vân bậc k qua điểm M1 có hiệu số M1S1 – ThuVienDeThi.com M1S2 = 12 mm vân thứ k +3 ( loại với vân k ) qua điểm M2 có hiệu số M2S1 – M2S2 = 36 mm a) Tìm bước sóng vận tốc truyền sóng mặt nước Vân bậc k cực đại hay cực tiểu? b) Xác định số cực đại đường nối S1S2 c) Điểm gần dao động pha với nguồn đường trung trực S1S2 cách nguồn S1 bao nhiêu? Câu :(1,5 ểm) Làm xác định hệ số ma sát trượt mặt phẳng nghiêng mà dùng lực kế (hình vẽ)? Biết độ nghiêng mặt phẳng không đổi không đủ lớn bị trượt - Hết - Họ tên thí sinh: Số báo danh : Phòng thi: Giám thị Giám thị ThuVienDeThi.com SỞ GD & ĐT HP Trường THPT Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI THỬ HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2012-2013 MƠN: VẬT LÍ (Hướng dẫn chấm gồm 03trang) a) Vì thấu kính thấu kính hội tụ hai ảnh thật, vật dịch đến gần thấu kính đoạn 30 cm mà ảnh cách vật khoảng cũ nên ảnh phải dịch chuyển xa thấu kính so với ảnh cũ đoạn 30 cm - Tại vị trí đầu ta có phương trình: 1 (1) d d' f - Tại vị trí sau, ta có phương trình: 1 ' (2) d 30 d 30 f AB - Theo đề 2 d > d’ > 0, ta có : A1 B1 A2 B2 A2 B2 AB d ' 30 d 4 ( 3) A1 B1 AB A1 B1 d 30 d ' - Từ (1) (2) ta có 1 1 ' ' d d d 30 d 30 1 1 ' d d 30 d 30 d d ' 30 d (4) d 30 d ' - Thay ( 4) vào (3) ta d = 2d’ - Thay d = 2d’ vào phương trình ( 4) ta tìm d’ = 30 cm => d = 60cm d d ' 30.60 Vậy f 20cm ' d d 30 60 b) Vì ảnh ảo thấu kính hội tụ ln lớn vật, nên ảnh trường hợp ảnh thật Theo đề ảnh vật suy d1 = d’1 Mà d1.d1' d12 f d1 f 40cm d1 d1' 2d1 Vậy phải dịch vật lại gần thấu kính đoạn d d d1 60 40 20cm Câu a)Vận tốc vật trước lúc va chạm : v gh 2.10.3,75.10 2 0,866m / s -Theo định luật bảo toàn động lượng : mv = (m+M)v0 => vận tốc hai vật sau 200 m va chạm là: v0 0,346m / s v 200 300 mM b) Gọi l0 = HC chiều dài tự nhiên lò xo ; I vị trí cân M trước va chạm vị trí hai vật sau va chạm: ThuVienDeThi.com Mg 0,3.10 0,015m 1,5cm ……………………………… k 200 Gọi O VTCB hệ vật (M+m) sau va chạm: M m g 0,3 0,2.10 0,025m 2,5cm ………………… CO l k 200 -Chọn trục tọa độ gốc O hình vẽ, gốc thời gian (t = 0) lúc m M vừa chạm nhau: x0 IO CO CI 2,5 1,5 1(cm) v0 = 34,6 (cm/s) -Phương trình dao động hệ vật M+m có dạng x A cos(t ) CI l0 1/ k -Tần số góc : M m x C I O H 1/ 200 0,2 0,3 20(rad / s ) …………………… A 2(cm) x x0 A cos 1(cm) - Xét t = : => v v0 A sin 34,6(cm / s ) (rad ) Vậy phương trình dao động : x cos(20t )(cm) 3- Để hai vật không rời trongquá trình dao động vật m ln chịu tác dụng hai lực : Trọng lực P mg hướng xuống dưới, Phản lực N M tác dụng lên hướng lên ( N ) - Theo định luật Niu tơn ta có : P N ma , chiếu lên Ox ta : N mg ma m x N mg m x m( g x) g 10 - Khi xmax =A suy : g A A 0,025(m) 2,5(cm) 20 Vậy : Amax = 2,5(cm) N , m không rời khỏi M Câu a) - Giả sử M1 M2 vân cực đại ta có : d1 – d2 = k = 12 mm (1) (2) d1’ – d2’ = ( k+3) = 36 mm Với k số nguyên, dương Từ (1) (2) ta có = 24 => = mm 12 12 Thay vào (1) ta được: k = 1,5 k = 1,5 số nguyên, nên M1 M2 cực đại giao thoa - Giả sử M1 M2 vân cực tiểu ta có : d1 – d2 = (2k+1) = 12 mm d1’ – d2’ = 2(k 3) 1 (3) = 36 mm (4) Với k số nguyên, dương Từ (3) (4) ta có = 24 => = mm Thay vào (3) = > k = ( số nguyên ) , Vậy M1 M2 cực tiểu giao thoa 100 Hz 2 Vậy vận tốc truyền sóng v = f = 8.100 = 800 mm/s = 0,8 m/s Theo đề 200 f b Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn S1S2 (5) d1 –d2 = k = 8k ThuVienDeThi.com d1 + d2 = S1S2 = 50 (6) 8k 50 4k 25 Từ (5) (6) ta có d1 = Mặt khác < d1 < 50 < 4k +25 < 50 - 6,25 < k < 6,25 Vậy k nhận giá trị k = 1, 2, 3, 4, 5, 6 , tức đoạn S1S2 có 13 cực đại c Các điểm nằm đường trung trực đoạn S1S2 có d1 = d2 = d, => d1 – d2 = => điểm cực đại giao thoa Độ lệch pha điểm so (d1 d ) 2 d với nguồn : Để dao động điểm pha với nguồn, ta có: 2k 2 d k d k Do điểm xét nằm đường trung trực S1S2 , ta có SS 50 25 25 d 25 k 25 k 3,125 2 Vậy kmin = => dmin = = 4.8 = 32 mm câu Để chuyển động lên đều: FL = Pcos + Psin (1) Để chuyển động xuống đều: FX = Pcos - Psin (2) F FX F FX (1) (2) sin = L ; cos = L sin2 + cos2 = 2P 2P (2 0,25đ) F FX F FX ( L ) +( L ) =1 2P 2P FL FX = P FL FX Đo FL, FX, P lực kế sử dụng công thức để suy (0,25đ) (0,5đ) (0,5đ) Hết Ghi chú: Thí sinh làm theo phương án khác, phương pháp kết giám khảo cho điểm tương đương theo thang điểm hướng dẫn chấm ThuVienDeThi.com ... thí sinh: Số báo danh : Phòng thi: Giám thị Giám thị ThuVienDeThi.com SỞ GD & ĐT HP Trường THPT Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI THỬ HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2 012- 2013... hợp ảnh thật Theo đề ảnh vật suy d1 = d’1 Mà d1.d1' d12 f d1 f 40cm d1 d1' 2d1 Vậy phải dịch vật lại gần thấu kính đoạn d d d1 60 40 20cm Câu a)Vận tốc vật trước lúc va... THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2 012- 2013 MƠN: VẬT LÍ (Hướng dẫn chấm gồm 03trang) a) Vì thấu kính thấu kính hội tụ hai ảnh thật, vật dịch đến gần thấu kính đoạn 30 cm mà ảnh cách vật khoảng cũ nên ảnh phải dịch