Së Gi¸o Dôc & §µo T¹o NGhÖ an

Së Gi¸o Dôc & §µo T¹o NGhÖ an SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020 2021 MÔN VẬT LÝ, LỚP 12 Câu 1 (2 điểm) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động thẳng vớ[.]

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN Câu 1: (2 điểm) ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020 - 2021 MÔN: VẬT LÝ, LỚP 12 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động thẳng với phương trình x 12,5cos(4 t  2 )cm , g=10m/s2;  10 a Sau kể từ bắt đầu dao động vật quãng đường 37,5cm? b Tính tốc độ vật vật qua vị trí lị xo giãn 12,5cm? c Trong khoảng thời gian 2/3(s) vật quãng đường lớn bao nhiêu? Câu 2: (2 điểm) Tại hai điểm A B mặt nước cách cm có hai nguồn kết hợp dao động với phương trình: u1  u acos40t(cm) , tốc độ truyền sóng mặt nước 30cm / s Xét đoạn thẳng CD=4cm mặt nước có chung đường trung trực với AB a Xác định khoảng cách lớn từ CD đến AB cho đoạn CD có điểm dao dộng với biên độ cực đại? b C,D hai điểm cách A,B CD vuông góc với AB M với MA=7cm, MC=10cm, MD=10cm Xác định số điểm cực đại, cực tiểu CD? Câu 3: (2 điểm) Hai nguồn phát sóng kết hợp A, B mặt thoáng chất lỏng dao động theo phương trình  u A 6cos 20 t (mm); uB 6 cos(20 t  )(mm) Coi biên độ sóng khơng giảm theo khoảng cách, tốc độ sóng 30(cm/s) Khoảng cách hai nguồn AB=20cm a Tính số điểm đứng yên số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn AB b H trung điểm AB, điểm đứng yên đoạn AB gần H xa H cách H đoạn bao nhiêu? c Hai điểm M1, M2 nằm đoạn AB cách trung điểm AB khoảng 1,5cm 2,25cm Tại thời điểm t1 đó, li độ M1 2mm, tính li độ M2 thời điểm đó? Câu 4: (2 điểm) Vật sáng AB vng góc trục thấu kính mỏng O, cách thấu kính 30cm Thấu kính có dạng phẳng-lồi, bán kính mặt lồi 10cm, chiết suất thấu kính n=1,5 a Giữ AB cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục xa vật thêm đoạn 70cm Tính quãng đường dịch chuyển ảnh? b Thấu kính O đặt cách AB đoạn 30cm, đặt sau O thấu kính phân kì L đồng trục với O Hệ cho ảnh thật cao lần vật cách vật 120cm Tính tiêu cự L vị trí đặt L? Câu 5: (2 điểm) Hai chất điểm dao động điều hòa hai trục tọa độ song song cạnh nhau, với gốc tọa độ nằm đường vng góc chung hai quỹ đạo với phương trình   x1 4 cos(4 t  )cm; x2  cos(4 t  )cm a Xác định thời điểm hai chất điểm ngang qua nhau? b Xác định tỉ số tốc độ hai chất điểm chúng ngang qua lần thứ n=10? Câu 6: (2,0 điểm) Một người chạy với vận tốc không đổi xa nguồn âm (xem nguồn điểm, phát âm đẳng hướng không bị môi trường hấp thụ) Khi người cịn cách nguồn âm 100 m mức cường độ âm người cảm nhận 150 dB Người phải chạy thêm để tai hết cảm giác đau nguồn âm gây ra? Biết ngưỡng đau tai người , mức cường độ âm lớn mà tai người nghe chịu đựng Câu (2,0 điểm) Trong trò chơi mạo hiểm nhảy bungee, người chơi bước khỏi cầu với sợi dây đàn hồi, đầu buộc vào người, đầu lại buộc vào cầu Ban đầu người chơi rơi tự do, sau rơi 11 m sợi dây bắt đầu căng Vị trí thấp thể người đạt 33 m so với cầu Bỏ qua lực cản khơng khí khối lượng sợi dây, coi thể người chất điểm Khi sợi dây căng, lị xo có hệ số đàn hồi khơng đổi Lấy a Tính vận tốc người chơi thời điểm sợi dây bắt đầu căng thời gian từ người chơi rời cầu đến sợi dây bắt đầu căng b Tính thời gian từ rời cầu đến đạt vị trí thấp người chơi Câu 8: (2,0 điểm) Hình vẽ bên (Hình 1) mơ đoạn sợi dây có sóng dừng ổn định, hai thời điểm khác Đường cong M1N1 đoạn sợi dây thời điểm thứ nhất, đường cong M2N2 đoạn sợi dây thời điểm thứ hai Biết tỉ lệ khoảng cách , bước sóng sợi dây Hình a Xác định giá trị hình vẽ b Biết khoảng cách lớn hai đầu đoạn sợi dây 15,7 cm Xác định biên độ dao động hai phần tử hai đầu đoạn sợi dây Câu (2,0điểm) a Một cuộn dây dẫn dùng thí nghiệm có bán kính 1cm , gồm 250 vịng điện trở 40  Để đo từ trường trái đất, người ta nối cuộn dây với điện lượng kế cho đột ngột quay góc 180 o Điện lượng kế cho thấy có điện lượng 3,2.10 -7C chạy qua cuộn dây tượng cảm ứng Xác định cảm ứng từ từ trường trái đất, biết ban đầu từ thông qua cuộn dây cực đại b Mắc ampe kế lý tưởng vào mạch điện vơ hạn hình vẽ Các R R nguồn điện giống có suất điện động E điện trở r Các điện trở giống có giá trị R=kr Biết ampe kế có số I Xác định E theo I, r k A E,r E,r Câu 10: (2,0 điểm) Trong xy lanh thẳng đứng (thành đáy cách nhiệt) có hai pit-tơng: pit-tông A dẫn nhiệt, pit-tông B cách nhiệt Hai pit-tông đáy xylanh tạo thành hai ngăn, ngăn chứa mol khí lí tưởng đơn ngun tử có chiều cao h = 0,5m Ban đầu hệ trạng thái cân nhiệt Làm cho khí nóng lên thật chậm cách cung cấp cho khí (qua đáy dưới) nhiệt lượng Q = 100J Pit-tơng A có ma sát với thành bình khơng chuyển động, pit-tơng B chuyển động khơng ma sát với thành bình Tính lực ma sát tác dụng lên pit-tông A B h A h Hết Họ tên thí sinh:…………………………………; Số báo danh:……………………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN NĂM HỌC 2020 - 2021 MÔN: VẬT LÝ- LỚP 12 (Đáp án gồm 04 trang) Câu NỘI DUNG 1.a 4 a    t 1/ 3s 1.b g l0  6, 25cm  1.c 2.a Điểm 0,5 0,5 x=12,5-6,25=6.25cm  v=136cm/s 0,5 0,5 8    sM 4 A  A 3 Bước sóng λ = v/f = 30/20 = 1,5 cm Khoảng cách lớn từ CD đến AB mà CD có điểm dao đơng với biên độ cực đai C D thuộc vân cực đaibậc ( k = ± 1) C Tại C: d2 – d1 = 1,5 (cm) d1 Khi AM = 2cm; BM = cm Ta có d12 = h2 + 22 D h d2 A M d22 = h2 + 62 B 0,5 Do d22 – d12 =1,5(d1 + d2 ) = 32 d2 + d1 = 32/1,5 (cm) d2 – d1 = 1,5 (cm) Suy d1 = 9,9166 cm h  d12  22  9,922  9, 7cm 0,5 0,5 2.b M chạy CD cực đại 3.a M chạy CD cực tiểu + Độ lệch pha hai sóng điểm M cách A, B đoạn d1 d2 :   0,5 0,25 v 30 2  (d1  d )  với    3(cm) f 10  + Tại M cực đại giao thoa :   M thuộc AB nên:  AB  d1  d (k  2  (d1  d )  2k  d1  d (k  )  )  AB  k  6; ;6 : Trên đoạn AB có 13 điểm cực đại 0,25 0,25 + Tại M cực tiểu giao thoa:   2  (d1  d )  (2k  1)  d1  d (k  )  M thuộc đoạn AB :  AB  d1  d (k  )  AB  k  6; ;6 : 0,25 Trên đoạn AB có13 điểm cực tiểu 3.b + Tại điểm M thuộc đoan AB cách trung điểm H đoạn x, có hiệu đường hai sóng : d1  d 2 x + Điểm M thuộc đoạn AB đứng yên thoả mãn : 1  d1  d 2 x ( k  )  x (k  ) ( 1) với k  6; ; 4   xmax (6  ) 9,375(cm) + Do   x (0  ) 0,375(cm)  3.c + Phương trình dao động tổng hợp M cách A,B đoạn d1 d2 là: 0,25 0,25      uM 12.cos  (d1  d )   cos  t  (d1  d )   (mm) 4  4   Suy pt dao động M1 M2 là: TH I A M1 M2 B    AB     uM1 12.cos  3   cos  t     uM         uM u 12.cos   4,5    cos  t   AB    M2       Tại thời điểm t1 : uM1 2( mm)  uM  2(mm) 0,25 TH A M2 M1 I B    AB      uM1 12.cos   3   cos  t     uM       1  uM u 12.cos    4,5    cos  t   AB    M2      4  4   Tại thời điểm t1 : uM1 2( mm)  uM 2( mm) TH A M2 I M1 B    AB     uM1 12.cos  3   cos  t     uM       1  uM u 12.cos    4,5    cos  t   AB    M2       Tại thời điểm t1 : uM1 2( mm)  uM 2( mm) TH M1 I A M2 B    AB      uM1 12.cos   3   cos  t     uM         uM u 12.cos   4,5    cos  t   AB    M2       0,25 Tại thời điểm t1 : uM1 2( mm)  uM  2(mm) HS làm trường hợp điểm tối đa 4.a R 10  20(cm) + Tiêu cự thấu kính: f  n  1,5  0,25 + Đặt khoảng cách vật ảnh l, ta có: l d  d /   1  d  ld  lf 0    f d d/  (5) 0,25 + Để pt(5) có nghiệm, cần điều kiện:  l  4lf 0  l 4 f 80(cm) , dấu (=) xảy khi: d d / 2 f 40cm 0,25 30.20 90(cm) + Do đó: ban đầu ảnh cách vật khoảng l1 30  30  20 Khi dịch chuyển thấu kính xa vật, đến vị trí thấu kính cách vật 40cm khoảng cách l giảm đến giá trị lmin= 80cm , sau dịch thấu kính xa thêm khoảng cách l tăng đến l2 (30  70)  (30  70).20 125(cm) 100  20 + Vậy quãng đường dịch chuyển ảnh : s l1  lmin  l2  lmin (90  80)  (125  80) 55(cm) 0,25 O L 4.b + Sơ đồ tạo ảnh : AB   A1 B1   A2 B2 0,25 / + Ta có : d1 30(cm)  d1  30.20 60(cm) 30  20 d x  d1/ x  60 + Khoảng cách hai thấu kính x, ta lại có:  / d 90  x (6) 0,25 + Ảnh qua hệ ảnh thật, nên A1B1 vật ảo thấu kính L A2B2 chiều A1B1, tức ảnh A2B2 ngược chiều AB( A1B1 ngược chiều AB), theo gt ta suy : 0,25 số phóng đại ảnh qua hệ : k k1.k2  f1 d/ 20 x  90 ( )     x 30cm f1  d1 d2 20  30 x  60 0,25 / + Thay x = 30 cm vào(6) cho d  30(cm); d 60(cm) , suy ra: f2  5.a d d 2/  30.60   60(cm) / d  d  30  60 Khoảng cách : x 4 cos(4 t+  cm 0,5 Hai vật gặp t=0 nên t=k/4(s) 5.b Khi hai vật gặp x1=x2=2cm Hệ thức độc lập thời gian: 0,5 0,5 v2  v1 Khi khoảng cách người nguồn âm 0,5 0,5 Khi khoảng cách người nguồn âm 0,5 0,5 Quãng đường người phải chạy thêm Với vận tốc chạy 7.a 0,5 , thời gian phải chạy Áp dụng cơng thức 0,5 0,5 7.b Vị trí dây bắt đầu căng cách vị trí cân Biên độ dao động điều hòa khoảng 0,25 0,25 Áp dụng công thức liên hệ 0,25 0,25 Thời gian từ dây bắt đầu căng đến người chơi vị trí thấp 8.a Thời gian cần tìm Từ hình vẽ dễ thấy khoảng cách nhỏ từ đầu dây M, N đến nút sóng , nên biên độ dao động phần tử hai điểm 0,25 Trong đó, biên độ dao động bụng sóng Hai điểm M, N thuộc hai bó sóng cạnh nên dao động ngược pha nhau: 0,25 Theo Suy 0,25 0,25 Với , giải ta 8.b Khoảng cách lớn 15,7 cm hai điểm M, N đạt sợi dây dãn mạnh nhất, tức phần tử sợi dây biên Khi Theo ý 9.a 0,5 , kết hợp ta tính a) Khi cuộn dậy quay có xuất điện động cảm ứng: E = -N 0,5  S = - NB t t E NB S = ; B từ trường trái đất R t R R.q R.q NBS  0,815.10 T ……  B=  q  I t = 2 N S N   R  (  R )  R 0,5 - Mạch kín nên có dịng I = 0,5 9.b b) Coi nguồn điện gồm nguồn điện lý tưởng có suất điện động E mắc nối tiếp với điện trở r Khi ta vẽ lại mạch hình bên Dễ dàng nhận thấy điểm đường chấm chấm ngăn nguồn lý tưởng điện trở r có điện Vì ta chập điểm vào làm Mạch tương đương với dãy vô hạn mắt điện trở nối vào nguồn lý tưởng có suất điện động E Khi thêm hay bớt mắt điện trở không gây ảnh A 0,5 hưởng mạch vơ hạn, nên ta có điện trở R mạch điện vơ hạn thoả mãn: R r.R0 R  R  Rr k  k  4k  R0  R02  R.R0  R.r 0  R0   r r  R0 2 động E theo I, k r sau: E  IR  10  Suất điện k  k  4k I r Gọi nhiệt độ ban đầu hệ T0, nhiệt độ sau hệ T1, p0 áp suất ban đầu hệ Xét ngăn trên: Khí thu nhiệt lượng Q1 tăng nhiệt độ đẳng áp từ T0 đến T1: Q1 = Cp(T1 - T0) = (C v  R)(T1  T0 ) ( R  R)(T1  T0 )  R(T1  T0 ) 2 Xét ngăn dưới: Khí thu nhiệt lượng Q2 nóng đẳng tích từ T0 đến T1: T1 Áp suất tăng từ p0 đến p1: p1  p T0 Q U C v (T1  T0 )  Q2  R(T1  T0 )  Q  4R(T  T ) Q = Q1 + Q2 Lực ma sát F tác dụng lên pit-tông A là: F  p1  p  S p V0 R(T  T )  T1  T0   T0 h h Q 100  F  50N 4h 4.0,5 Chú ý : Nếu học sinh giải cách khác cho điểm tối đa 0,5 0,5 0,5 0,5  F Hết 0,5 ... sinh:…………………………………; Số báo danh:……………………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN NĂM HỌC 2020 - 2021 MÔN: VẬT LÝ- LỚP 12 (Đáp án gồm 04 trang) Câu NỘI DUNG 1.a 4... E,r E,r Câu 10: (2,0 điểm) Trong xy lanh thẳng đứng (thành đáy cách nhiệt) có hai pit-tơng: pit-tơng A dẫn nhiệt, pit-tơng B cách nhiệt Hai pit-tông đáy xylanh tạo thành hai ngăn, ngăn chứa mol...a Tính vận tốc người chơi thời điểm sợi dây bắt đầu căng thời gian từ người chơi rời cầu đến sợi dây bắt đầu căng b Tính thời gian từ rời cầu đến đạt vị trí thấp người chơi Câu 8: (2,0 điểm) Hình