Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2011 2012 sở GDĐT hải dương file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC Lớp 12 THPT năm học 2011- 2012 Môn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180phút (Đề thi gồm 02 trang) Câu 1(2 điểm) 1) Một vật có khối lượng m  100( g ) , dao động điều hoà theo phương trình có dạng x  Acos(t  ) Biết đồ thị lực kéo theo thời gian F(t) hình vẽ Lấy 2  10 Viết phương trình dao động vật 2) Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T biên độ 12(cm) Biết chu kì, F(N) 4.10-2 O - 2.10-2 t (s) 7/6 13/6 - 4.10-2 khoảng thời gian để vận tốc có độ lớn khơng vượt 24 (cm/s) 2T Xác định chu kì dao động chất điểm 3) Một lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang có k  100 (N/m), m  500( g ) Đưa cầu đến vị trí mà lò xo bị nén 10cm, thả nhẹ Biết hệ số ma sát vật mặt phẳng nằm ngang  = 0,2 Lấy g = 10(m/s2) Tính vận tốc cực đại mà vật đạt trình dao động Câu 2(2 điểm) v x Các electron tăng tốc từ trạng thái nghỉ điện A  trường có hiệu điện U = 103(V) thoát từ điểm A theo đường Ax Tại điểm M cách A đoạn d = 5(cm), người ta đặt bia để hứng chùm tia electron, mà đường thẳng AM hợp  M với đường Ax góc  = 60 a) Hỏi sau thoát từ điểm A, electron chuyển động từ trường khơng đổi vng góc với mặt phẳng hình vẽ Xác định độ lớn chiều véc tơ cảm ứng từ B để electron bắn trúng vào bia điểm M? b) Nếu véc tơ cảm ứng từ B hướng dọc theo đường thẳng AM, cảm ứng từ B phải để electron bắn trúng vào bia điểm M? Biết B ≤ 0,03 (T) Cho điện tích khối lượng electron là: -e = -1,6.10-19(C), m = 9,1.10-31(kg) Bỏ qua tác dụng trọng lực Câu 3(2 điểm) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hai nguồn âm điểm phát sóng cầu đồng với tần số f = 680(Hz) đặt A B cách 1(m) khơng khí Biết tốc độ truyền âm khơng khí 340(m/s) Bỏ qua hấp thụ âm môi trường 1) Gọi I trung điểm AB, P điểm nằm trung trực AB gần I dao động ngược pha với I Tính khoảng cách AP 2) Gọi O điểm nằm trung trực AB cách AB 100(m) Và M điểm nằm đường thẳng qua O song song với AB, gần O mà nhận âm to Cho AB - 1/2 2 Vì k  Z, nên dmin  k =  dmin = 0,75(m) 2) (1 điểm) 0,25đ Do d > 0,25đ Học sinh phải chứng minh công thức sau: d  d1  Tại M nhận âm to nhất, ta có: d2 – d1 = k =  ( k = 1, điểm M gần O nhất) OI.  50m  x= AB 0,5đ AB.x OI 0,5đ M d1 A d2 I x o B Câu 4.(2 điểm) a) (1 điểm) Phương trình dao động lắc đơn theo li độ dài là: s = S0cos(t + ) g +)   =  (rad/s) l 0,25đ 0,25đ v +) S0  s    = (cm/s)  0 = 0,02 (rad)   0,25đ  s  S0cos = cos =0       rad +) Lúc t =  sin 0  s = cos(t - /2) (cm) Phương trình dao động theo li độ góc là:  = 0,02 cos(t - /2) (rad) 0,25đ b) (1 điểm) 0,25đ Ta có P '  P  Fqt 0,5đ KQ Xét OKQ với OK = , góc(OKQ) = 60  OKQ vuông O K F  P’ = OQ = Psin(600)  g’ = qt O  (m/s2) (Có thể áp dụng định lí hàm số cosin P' Q để tính P’) P  http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Vậy, chu kì dao động lắc là: T '  2 0,25đ l  2  2,135( s) g' Câu 5.(2 điểm) 1) (1 điểm) Chọn trục tọa độ Ox hình vẽ, gốc A M B 0,25đ O VTCB Fdh +) Xét thời điểm t MN C qua vị trí có li độ x chuyển động + B Ft sang bên phải hình vẽ +) Từ thông biến thiên làm xuất D E N sđđ cảm ứng: ecư = Blv x O +) Chiều dòng điện xuất MN xác định theo quy tắc dq dv bàn tay phải có biểu thức: i   CBl  CBla dt dt Theo quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ hình vẽ có 0,25đ biểu thức: Ft = iBl = CB2l2 x’’ 0,25đ Theo định luận II Niutơn, ta có: Fhl  Fdh  Ft  ma Chiếu lên trục Ox, ta được: mx ''  CB2l2 x '' kx k 0,25đ  (m  CB2l2 )x ''   kx  x ''   x m  CB2l2 Đặt   k  x” + 2x = 2 m  CB l Vậy, MN dao động điều hòa với chu kì: T  2 2) (1 điểm) Chọn trục tọa độ Ox hình vẽ, gốc O VTCB +) Xét thời điểm t MN qua vị trí có li độ x chuyển động sang bên phải hình vẽ +) Từ thơng biến thiên làm xuất sđđ cảm ứng: ecư = Blv +) Dòng điện qua cuộn cảm làm xuất suất điện động tự cảm: etc = - L A m  CB2l2 k M Fdh E L + B Ft D N O 0,25đ B x di dt Ta có: ecư + etc = i.r = ( r = 0) d ( Blx  Li )    Blx  Li  const dt http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 x  Blx Lúc t =   Blx + Li = 0,  i  L i  +) Thanh MN chuyển động từ trường chịu tác dụng lực từ Ft 0,25đ B 2l x ngược chiều chuyển động có độ lớn: Ft = iBl = L +) Theo định luật II Niutơn, ta có: Fhl  Fdh  Ft  ma 0,25đ B 2l x  x'' L 1 B 2l  1 B 2l   x "  k  k    x” +  x =  x  Đặt   m L  m L  0,25đ Chiếu lên trục Ox, ta có: kx  Vậy, MN dao động điều hòa với chu kì: T  2 m B2 l k L Hết http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... 096.79.79.369 ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ NĂM 2011 Câu 1.(2 điểm) 1) (1 điểm) 0,25đ T 13 Từ đồ thị, ta có:   = 1(s)  T = 2s   = (rad/s) 6 0,25đ  k = m. = 1(N/m) +) Ta có: Fmax = kA... trái cho vật dao động điều hòa Chọn hệ quy chi u có gốc vị trí cân bằng, chi u dương hướng sang trái, chọn thời điểm ban đầu lúc vật qua vị trí cân lần đầu Viết phương trình li độ góc vật b) Người... từ đồ thị, ta có: Fk = - kx = - 2.1 0-2 m  x = 2cm Fk 0,25đ tăng dần (vật chuyển động VTCB)  v <  x  Acos = 2cm      rad  v = -Asin < 0,25đ Vậy, phương trình dao động vật là: x= 4cos(t