SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường THPT Lý Thái Tổ ========== Đề thức KÌ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG Năm học 2014 – 2015 Môn thi: Vật lý 12 THPT Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ============== Câu (2 điểm): Cho lắc lò xo có chiều dài tự nhiên l0=10cm, độ cứng K=100N/m dao động điều hoà theo phương thẳng đứng, đầu gắn cố định, đầu lại gắn vào vật có khối lượng m=0,25kg (lấy g=10m/s 2) a Tính độ biến dạng lò xo vị trí cân chiều dài lò xo VTCB b Từ vị trí cân kéo vật xuống theo phương thẳng đứng đoạn cm bng khơng vận tốc đầu Viết phương trình dao động vật Chọn chiều dương thẳng đứng từ xuống c Xác định độ lớn lực đàn hồi cực đại cực tiểu lò xo d Xác định lực đàn hồi lực hồi phục vật li độ x=2,5cm Câu (1 điểm): Hai lắc đơn có chiều dài 81cm 64cm treo trần phòng Khi vật nhỏ hai lắc vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng vận tốc hướng cho hai lắc dao động điều hòa với biên độ góc, hai mặt phẳng song song với Gọi Δt khoảng thời gian ngắn kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song Tính Δt Câu (1 điểm) Một nguồn phát sóng dao động điều hòa tạo sóng tròn đồng tâm O truyền mặt nước với bước sóng λ Hai điểm M N thuộc mặt nước, nằm hai phương truyền sóng mà phần tử nước dao động Biết OM=8λ; ON=12λ OM vng góc với ON Trên đoạn MN, tìm số điểm mà phần tử nước dao động ngược pha với dao động nguồn O Câu 4(1,5 điểm): Cho đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh gồm điện trở, cuộn cảm tụ điện Điện áp hai đầu điện trở điện áp hai đầu cuộn cảm 13V, điện áp hai tụ điện áp hai đầu đoạn mạch 13 V.Tính độ lệch pha điện áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch so với cường độ dòng điện độ lệch pha điện áp hai đầu đoạn mạch so với điện áp hai đầu cuộn dây (các giá trị tuân theo chiều dương)? Câu (1,5 điểm) Một lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ m Ban m1 m2 đầu giữ m1 vị trí mà lò xo bị nén cm, đặt vật nhỏ m2 có độ lớn k m1 mặt phẳng nằm ngang sát m1 Buông nhẹ để hai vật A bắt đầu chuyển động theo phương ngang, dọc theo trục lò xo.Bỏ qua ma sát a Tính biên độ dao động lắc lò xo b Ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần khoảng cách hai vật m1 m2 bao nhiêu? Câu (1 điểm) Một dây sắt có chiều dài l = 60 cm có khối lượng m = 8g Một nam châm điện có lõi sắt non có dòng điện xoay chiều 50 Hz chạy qua Nam châm điện đặt đối diện với trung điểm sợi dây để Fl tạo thành hai bó sóng Cho biết vận tốc truyền dao động ngang dây tính cơng thức v = (F m lực căng dây) Tính lực căng dây F có sóng dừng dây Câu (2 điểm) Đặt điện áp u=U 0cos ωt(V) với (U0 ω) không đổi vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây không cảm mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung C( thay đổi đươc) Khi C = C cường độ dòng điện mạch sớm pha u φ1 (0< φ1< ) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 45V Khi C = 3C cường độ dòng điện mạch trễ pha u φ2 = ( -φ1) điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây 135V a Tính U0 b Tính điện áp hiệu dụng tụ điện hai trường hợp Hết MỘT PHƯƠNG ÁN GIẢI VÀ CHO ĐIỂM CHI TIẾT ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014 – 2015 TRƯỜNG THPT LÝ THÁI TỔ Câu 2,0đ Nội dung chi tiết a)- Lập luận VTCB lắc lò xo thẳng đứng : P=Fđh0 hay mg=kΔl Nên có độ biến dạng lò xo VTCB: Δl=mg/k=0,025m=2,5cm - Chiều dài lò xo VTCB: lcb=l0+ Δl=12,5cm b) Con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc: ω= Điểm 0,25 0,25 k = 20rad / s m - Phương trình dao động điều hòa tổng qt: x = A cos(ωt + ϕ ) v = − Aω sin(ωt + ϕ ) Tại t=0: 5 = A cos(ϕ ) A = → → x = 5cos 20t (cm; s) 0 = − Aω sin(ϕ ) ϕ = 0.5 c) Cơng thức tính lực đàn hồi 0,25 Fdh = k (∆l + x ) → Fdh max = k (∆l + A) = 7,5 N 0,25 đh Do Δl