Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang Câu (2 điểm): Một vật có khối lượng m = 100(g), dao động điều hoà theo phương trình có dạng x=Acos(ωt+φ) Biết đồ thị lực kéo theo thời gian F(t) hình vẽ Lấy π = 10 Viết phương trình dao động vật Một chất điểm dao động điều hồ với chu kì T biên độ 12(cm) Biết chu kì, khoảng thời gian để vận 2T tốc có độ lớn không vượt 24π (cm/s) Xác định chu kì dao động chất điểm 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 μ = 0,2 Lấy g = 10(m/s2) Tính vận tốc cực đại mà vật đạt trình dao động Câu (2 điểm): Các electron tăng tốc từ trạng thái nghỉ điện trường có hiệu điện U = 103(V) thoát từ điểm A cách đoạn d = 5(cm), người ta đặt bia để hứng chùm tia electron, mà đường thẳng AM hợp với đường Ax góc α = 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 (2 điểm): 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 Gọi I trung điểm AB, P điểm nằm trung trực AB gần I dao động ngược pha với I Tính khoảng cách AP Gọi O điểm nằm trung trực AB cách AB 100m Và M điểm nằm đường thẳng qua O song song với AB, gần O mà nhận âm to Cho AB < OI Tính khoảng cách OM Câu (2 điểm): Một lắc đơn gồm dây treo dài = 1m gắn đầu với vật có khối lượng m Lấy g =10m/s2, π =10 a) Treo lắc đơn vào giá cố định trường trọng lực Người ta kéo dài vật khỏi vị trí cân để dây treo lệch góc 0,02 rad bên phải, truyền cho vật vận tốc 4πcm/s bên trái http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 cho vật dao động điều hồ Chọn hệ quy chiếu có gốc vị trí cân bằng, chiều 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 ta đem lắc đơn nói gắn vào trần xe ô tô, ô tô lên dốc chậm dần với gia tốc m/s2 Biết dốc nghiêng góc 30° so với phương ngang Tính chu kì dao động lắc trường hợp Câu (2 điểm): Cho hệ gồm khung dây ABDE hình vẽ, đặt nằm mặt phẳng nằm ngang Biết lò xo có độ cứng k, đoạn dây MN dài , khối lượng m tiếp xúc với khung chuyển động tịnh tiến không ma sát dọc theo khung Hệ thống đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vng góc với mặt phẳng khung có chiều hình vẽ Kích thích cho MN dao động Bỏ qua điện trở khung dây Chứng minh MN dao động điều hồ tính chu kì dao động hai trường hợp sau: Nối hai đầu B, D với tụ có điện dung C Nối hai đầu B, D với cuộn cảm có độ tự cảm L http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-1011 HƯỚNG DẪN GIẢI THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT ĐỀ T 13 =1s 6 T = 2s ω = π (rad/s) k = m ω = 1(N/m) Ta có: Fmax = kA A = 0,04m = 4cm Lúc t = (s) từ đồ thị, ta có : Fk = -kx = -2.10-2m x = 2cm Fk tăng dần (vật chuyển động VTCB) v < x A cos 2cm π rad v A sin Vậy, phương trình dao động vật : x = 4cos(πt + π ) cm Từ gỉa thuyết v 24π (cm/s) Câu 1 Từ đồ thị, ta có: Gọi x1 vị trí mà v = 24π (cm/s) t1 thời gian vật từ vị trí x1 đến A Thời gian để vận tốc có độ lớn khơng vượt q 24π (cm/s) là: 2T T A t1 = x1 = t = 4t1 = v Áp dụng công thức: A x ω = 4π T = 0,5(s) ω Gọi xo toạ độ VTCB, ta có: Fđh = Fms k.xo = μmg xo = μmg = 1cm k Biên độ dao động lắc là: A = ∆l - xo = 9cm Vận tốc cực đại là: vmax = Aω = 90 (cm/s) Câu a) Vận tốc e A là: eU = mv suy v ≈ 1,875.107m/s +) Khi e chuyển động từ trường B chịu tác dụng lực Lorenxơ, có độ lớn FL = evB, để e bắn vào bia M FL có hướng hình vẽ B có chiều vào 2 Vì B ⊥ v nên lực lorenxơ đóng vai trò lực hướng tâm, làm e chuyển động tròn đều, bán kính quỹ đạo R = OA = OM mv v2 R= Ta có FL = maht evB = m R eB http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 d d R R B mv / (de) 3,7.10-3T 2 b) Véc tơ B hướng theo AM Phân tích: v v v với v = v.sinα = 1,62.107m/s, v = v.cosα = 0,938.107m/s Ta có AH = OAcos30° Theo v , tác dụng lực Lorenxơ làm e chuyển động tròn với bán kính R = chu kì quay T = mv eB 2πR 2πm = v eB Theo v , e chuyển động tịnh tiến theo hướng B , với vận tốc v = vcosα Do đó, e chuyển động theo quỹ đạo xốy trơn ốc với bước ốc λ = T v Để e đập vào bia M thì: AM = d = nλ = nT v = n v B = n 2πmv 2πm eB = n.6,7.10-3(T) ed Vì B ≤ 0,03T n ≤ 4,48 n = 1, 2, 3, Vậy: n = B = 6,7.10-3T; n = B = 0,0134T; n = B = 0,0201T ; n = B = 0,0268T v Câu Ta có: λ = = 0,5(m/s) f AB (d ) Độ lệch pha hai điểm P I là: ∆φ = 2π λ Vì P dao động ngược pha với I, ta có: ∆φ = (2k + 1)π λ AB d = (2k +1) 2 AB λ (2k+1) > k > - Vì k ∈ Z, nên dmin k Do d > 2 = dmin = 0,75(m) Học sinh phải chứng minh công thức sau: AB.x d2 – d1 = OI Tại M nhận âm to nhất, ta có: d2 – d1 = k λ = λ (k = 1, điểm M gần O nhất) OI.λ x = = 50m AB Câu a) Phương trình dao động lắc đơn theo theo li độ dài là: s = Socos(ωt+φ) g ω π (rad/s) l v s = (cm/s) αo = 0,02 (rad) ω s So cos φ cos φ π φ = rad s = Lúc t = v0 sin φ So = http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 π )(cm) Phương trình dao động theo li độ góc là: α = π 0,02 cos(πt )(rad) b) Ta có: P P Fqt cos(πt KQ , góc (OKQ) = 60° ∆OKQ vuông O P’ = OQ = Psin(60°) g’ = (m/s2) ( Có thể áp dụng định lí hàm số cosin để tính P’) Vậy, chu kì dao động lắc là: l l T’ = 2π = 2π ≈ 2,135(s) g' Câu Chọn trục toạ 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 = B/v Chiều dòng điện xuất MN xác định theo quy tắc bàn tay phải có biểu thức: dq dv i CBl CBla dt dt Theo quy tắc bàn tay trái xác định chiều lực từ hình vẽ có biểu thức: Ft iBl CB 2l x Xét ∆OKQ với OK = Theo định luật II Niutơn, ta có: Fhl Fdh Ft ma Chiếu lên trục Ox, ta được: mx CB 2l x kx k (m CB 2l ) x kx x x m CB 2l k x x Đặt ω = 2 m CB l m CB 2l Vậy, MN dao động điều hồ với chu kì: T = 2π k Chọn trục toạ 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 = B/v di Dòng điện qua cuộn cảm làm xuất suất điện động tự cảm: etc = -L dt d ( Blx Li ) Ta có: ecư + etc =i.r = (vì r = 0) Blx Li = const dt x Blx Blx+Li i Lúc t = L i Thanh MN chuyển động từ trường chịu tác dụng lực từ Ft B 2l x L Theo định luật II Niutơn, ta có: Fhl Fdh Ft ma ngược chiều chuyển động có độ lớn Ft = iBl = http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 B 2l 1 B 2l x x x k Chiếu lên trục Ox, ta có: kx x L m L 1 B 2l Đặt k x’’ + ω2x = m L Vậy, MN dao động điều hoà với chu kì: T 2 m B 2l k L http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... cảm có độ tự cảm L http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12. .. THPT NĂM HỌC 201 0-1 011 HƯỚNG DẪN GIẢI THI MÔN: VẬT LÝ 1 2- THPT ĐỀ T 13 =1s 6 T = 2s ω = π (rad/s) k = m ω = 1(N/m) Ta có: Fmax = kA A = 0,04m = 4cm Lúc t = (s) từ đồ thị, ta có :...Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 cho vật dao động điều hoà Chọn hệ quy chi u có gốc vị trí cân bằng, chi u dương hướng sang trái, chọn thời điểm ban đầu lúc vật