ĐỀ KIỂM TRA HỌC KỲ I NĂM HỌC 2009-102010 Môn: Vật Lí : Khối 12 Thời gian làm bài: 45 phút (Không kể thời gian phát đề) A.PHẦN CHUNG(8điểm) Câu1 (4đ): Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m = 0,4kg, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 40N/m. Cho con lắc dao động trên mặt phẳng ngang với phương trình : x = 0,04cos(10t + 3 π ) (1) ( trong đó x tính bằng mét, t tính bằng giây). a.Xác định biên độ; tần số góc; pha ban đầu và tính chu kỳ dao động của con lắc ? b.Viết phương trình vận tốc; phương trình gia tốc và tính giá trị cực đại của vận tốc, gia tốc của vật nặng ? c.Viết biểu thức động năng; biểu thức thế năng và tính cơ năng của con lắc trong quá trình dao động ? d . Xác định li độ của vật nặng tại thời điểm t = )( 5 s π . e . Phương trình (1) có gốc thời gian được chọn vào thời điểm nào? f . Cho hệ số ma sát giữa vật nặng và mặt phẳng nằm ngang là µ = 0,01. Xác định độ giảm biên độ của con lắc sau mỗi chu kỳ; tính số dao động và quãng đường mà vật nặng thực hiện được cho đến khi dừng lại.(lấy g = 10m/s 2 ). Câu 2 (1,5đ): Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ (hình1): Trong đó điện trở có giá trị R = 100Ω, Z L = 200 (Ω), tụ điện có điện dung biến thiên. Biết điện áp hai đầu đoạn mạch có biểu thức u AB = 200 2 cos100πt (V) L B RA C a.Khi cho Z C = 100 (Ω). Tính tổng trở của đoạn mạch; cường độ hiệu dụng và công suất tiêu thụ của mạch ? b.Điều chỉnh tụ điện để điện áp hiệu dụng hai đầu tụ bằng điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây. Tính giá trị điện dung, công suất tiêu thụ của mạch và hệ số công suất lúc đó? hình1 Câu 3( 0,75đ): Một đoạn mạch xoay chiều AB chứa hai hộp kín X và Y ( hình 2). Trong đó mỗi hộp chứa một phần tử hoặc R, hoặc L (thuần), hoặc C. Biết cường độ dòng điện trong mạch nhanh pha 6 π so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. a.Cho biết hai hộp trên chứa những linh kiện nào? b.Biết điện áp và cường độ dòng điện cực đại hai đầu đoạn mạch lần lượt là: U 0 = 40 (V); I 0 = 8 (A), tần số dao động là f = 50Hz. Tính giá trị mỗi phần tử. A B X Y hình 2 Câu 4 (0,5đ): Một sợi dây đàn hồi có chiều dài 2m, đầu B cố định, đầu A dao động với chu kỳ T = 0,2s. Khi cho dây dao động người ta đếm được 5 nút ( kể cả A và B) . a.Xác định tốc độ truyền sóng trên dây ? b.Nếu muốn trên dây có 9 nút sóng (kể cả A và B) thì tần số dao động của đầu A là bao nhiêu ? Câu 5(0,5đ) Một con lắc đơn có dây treo dài l = 1m, vật nặng có khối lượng m = 100g dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g ( cho g = π 2 = 10(m/s 2 ). a . Tính chu kỳ dao động ? b.Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc 45 0 rồi thả nhẹ cho dao động. Tính lực căng của dây treo khi con lắc qua vị trí hợp với phương thẳng đứng một góc α = 30 0 . Câu 6(0,75đ) Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình: x 1 = 4sin(πt + α) (cm) và x 2 = 2cosπt (cm). a.Xác định góc α để biên độ của dao động tổng hợp có giá trị lớn nhất, nhỏ nhất. b.Tính giá trị lớn nhất và nhỏ nhất đó của biên độ ? Câu7 (0,5đ) Cho hai dao động điều hòa có phương trình: x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ) ; x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ). Viết công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp hai dao động thành phần trên? Câu 8 (0,75đ) Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s 2 với chu kỳ T = 2s. (Cho π 2 = 10) . a.Xác định chiều dài của con lắc ? b.Nếu tăng chiều dài con lắc lên 4 lần thì tần số dao động của con lắc trên tăng hay giảm bao nhiêu lần ? Câu 9(0,75đ) Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước hai nguồn S 1 và S 2 dao động với tần số 15Hz và bước sóng λ = 2cm. Điểm M cách S 1 và S 2 những khoảng d 1 = 25cm và d 2 = 21cm. a.Xác định tốc độ truyền sóng trên mặt nước ? b.Cho biết biên độ dao động của sóng tại điểm M? II.Phần dành cho các học sinh học nâng cao: (Chú ý Học sinh học chương trình cơ bản không làm phần này) Câu1(0,75đ): Một đĩa tròn đặc bán kính 50cm chịu tác dụng của tổng mô men lực là 20N.m. Trong 5 giây tốc độ góc của nó tăng đều từ 2 (rad/s) đến 12 (rad/s). Tính khối lượng của đĩa? Câu 2 (0,75đ): Một bánh xe bán kính 0,5m , có mô men quán tính 20kg.m 2 , lúc đầu đứng yên. Tác dụng một lực tiếp tuyến với vành bánh xe có độ lớn F = 100N. Xác định tốc độ dài của một điểm trên vành bánh xe sau khi tác dụng lực được 10 giây? Câu 3 (0,5đ): Viết công thức tính chu kỳ dao động của con lắc vật lí và nêu ứng dụng của con lắc vật lí ? HẾT HƯỚNG DẪN CHẤM ( MÔN LÝ KHỐI 12) Câu 1 (4đ) a A = 0,04m = 4 (cm);ω = 10 (rad/s); ϕ = 3 π (rad);T = 5 π (s) 1đ Đúng mỗi đại lượng cho 0,25đ b. + pt vận tốc: v = x’ = - 0,4sin(10t + 3 π ) (m/s) + pt gia tốc: a = v’ = -4cos(10t + 3 π ) (m/s 2 ) + Vận tốc cực đại : v max = ω.A = 10.0,04 = 0,4 (m/s) +Gia tốc cực đại: a max = ω 2 A = 4(m/s 2 ). 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Nếu h/s biến đổi thêm mà đứng vẫn cho điểm ttối đa c. +Biểu thức động năng:W đ = 2 1 mv 2 =0,032sin 2 (10t + 3 π ) (J) +Biểu thức thế năng:W t = 2 1 kx 2 = 0,032Cos 2 (10t + 3 π ) (J) +Cơ năng : W = 2 1 k.A 2 = 0,032 (J) 0,25đ 0,25đ 0,25đ d Tại thời điểm t = )( 5 s π ⇒ x = 0,02 (m) = 2 (cm). 0,25đ e. khi t = 0 ⇒ x = )(02,0 2 m A = = 2 (cm) và v = x’ < 0 ⇒ gốc thời gian được chọn khi vật nặng qua vị trí có li độ x = 2cm và chuyển động theo chiều âm. 0,25đ f Khi hệ số ma sát µ = 0,01. + Độ giảm biên độ sau một chu kỳ: ∆A = 4.10 -3 (m) . +Số dao động con lắc thực hiện cho đến lúc dừng lại: N = 10 dao động +Quảng đường vật nặng đi được cho đến lúc dừng lại: S = 80cm 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 2: (1,5đ) a Tổng trở : Z = 22 )( CL ZZR −+ = 100 2 Ω I = 2= Z U (A) P = U.I.Cosϕ = 200 (W) 0,25đ 0,25đ 0,25đ b. Khi U L = U C thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng : ⇒ C’ = F L 4 2 10. 2 11 − = π ω Công suất: P = P max = 400 (W) Hệ số công suất: Cosϕ = 1 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 3 0,75đ a Vì hiệu điện thế chậm pha so với cường độ dòng điện một góc 6 π nên một trong hộp sẽ chứa điện trở R . Hộp còn lại chứa tụ điện C 0,25đ b tanϕ = 3 3 1 ) 6 tan( =⇒−=−=− R R Z C π .Z C (1) mà Z = 22 C ZR + = 5 0 0 = I U ⇒ R 2 + 2 C Z = 25 (2) 0,25đ (1) và (2) ⇒ R = 2,5 3 (Ω) và C = )( 10.4 . 1 3 F C πω − = 0,25đ Câu 4 (0,5đ) a. 2λ = 2m ⇒ λ = 1m ⇒ v = 5 2,0 1 == T λ (m/s) 0,25đ b. 4λ = 2m ⇒ λ = 0,5m ⇒ f = 10= λ v (Hz) 0,25đ Câu 5: 0,5đ a Chu kỳ : T = 2π 2 1 2 π π = g l = 2 (s) 0,25đ b Lực căng: T = mg(3cosα - 2cosα o ) ≈ 1,19 (N) 0,25đ Câu 6: 0,75đ a x 1 = 4sin(πt + α) (cm) ⇔ x 1 = 4cos(πt + α - π/2 ) (cm) x 2 = 2cosπt (cm). A = A max khi ∆ϕ = 2kπ ⇒ α = π/2 (rad) A = A min khi ∆ϕ = (2k + 1)π ⇒ α = 2 π − (rad) 0,25đ 0,25 đ A = A max = A 1 + A 2 = 6 (cm) A = A min = 21 AA − = 2 (cm) 0,25đ B.PHẦN TỰ CHỌN I.Phần dành cho học sinh học chương trình cơ bản: Câu 1: 0,5đ Biên độ : A 2 = )cos(.2 1221 2 2 2 1 ϕϕ −++ AAAA Pha ban đầu: tanϕ = 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ AA AA + + 0,25đ 0,25đ Câu 2 0,75đ a l = 2 2 4 . π gT =1 (m) 0,25đ b. khi l 2 = 4l 1 ⇒ f 2 = 2 1 f ⇒ tần số giảm 2 lần 0,5đ Câu 3: 0,75đ a. Tốc độ truyền sóng: v = λ.f = 30 (cm/s) 0,25đ b. Ta có: d 1 – d 2 = 4cm = 2λ ⇒ tại M biên độ sóng cực đại. 0,5đ I.Phần dành cho học sinh học chương trình nâng cao: Câu 1: 0,75đ ta có : γ = 2 0 = − t ωω (rad/s 2 ) I = γ M = 10 (kg.m 2 ) mà I = 2 1 m.R 2 ⇒ m = 2 2 R I = 80 (kg) 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu2 0,75đ M = Iγ = F.R ⇒ γ = )/(5,2 . 2 srad I RF = ω = γ.t = 2,5.10 = 25 (rad) v = ω.R = 25.0,5 = 12,5 (m/s) 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu 3 0,5đ T = 2π mgd I -Ứng dụng: Đo gia tốc trọng trường g. 0,25đ 0,25đ . khi dừng l i. (lấy g = 10m/s 2 ). Câu 2 (1,5đ): Cho mạch i n xoay chiều như hình vẽ (hình1): Trong đó i n trở có giá trị R = 100Ω, Z L = 200 (Ω), tụ i n có i n dung biến thi n. Biết i n. KIỂM TRA HỌC KỲ I NĂM HỌC 2009-102010 Môn: Vật Lí : Kh i 12 Th i gian làm b i: 45 phút (Không kể th i gian phát đề) A.PHẦN CHUNG(8 i m) Câu1 (4đ): Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có kh i. b. i u chỉnh tụ i n để i n áp hiệu dụng hai đầu tụ bằng i n áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây. Tính giá trị i n dung, công suất tiêu thụ của mạch và hệ số công suất lúc đó? hình1 Câu 3( 0,75đ): Một