Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2011 2012 sở GDĐT thanh hóa vòng 2 hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT THANH HÓA KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT-Vòng Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu (2 điểm): Một thẳng, đồng chất, tiết diện nhỏ, dài = (m) có khối lượng M = (kg) Thanh quay mặt phẳng nằm ngang Quanh trục cố định thẳng đứng qua trọng tâm Thanh đứng n viên đạn nhỏ có khối lượng m = (g) bay mặt phẳng nằm ngang chứa có phương vng góc với cắm vào đầu cảu Tốc độ góc sau va chạm (rad/s) Cho momen quán tính trục quay I = M Tính 12 tốc độ đạn trước cắm vào Câu (4 điểm) Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m = 100 (g) lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 (N/m) Nâng vật nặng lên theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo khơng bị biến dạng, truyền cho vận tốc 10 30 (cm/s) thẳng đứng hướng lên Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc cho vật nặng Chọn trục toạ độ Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc toạ độ O vị trí cân bằng, Lấy g = 10(m/s2); π2 ≈ 10 a) Nếu sức cản môi trường không đáng kể, lắc lò xo dao động điều hồ Tính: - Độ lớn lực đàn hồi mà lò xo tác dụng vào vật lúc t = (s) - Tốc độ trung bình vật khoảng thời gian (s) b) Nếu lực cản mơi trường tác dụng lên vật nặng có độ lớn khơng đổi Fc = 0,1(N) Hãy tìm tốc độ lớn vật sau truyền vận tốc Câu (4 điểm) π Một lắc đơn dao động với biên độ góc αo < , có mốc chọn vị trí cân vật nặng a) Tính tỉ số động vật nặng vị trí mà lực căng dây treo có độ lớn trọng lực tác dụng lên vật nặng b) Gọi độ lớn vận tốc vật nặng động v1, độ lớn lực căng dây treo trọng lực tác dụng lên vật nặng v2 Hãy so sánh v1 v2 Câu (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có suất điện động E, điện trở r = 0,5Ω, cuộn cảm có độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C Ban đầu khố k đóng, dòng điện ổn định ngắt khố k, mạch có dao động điện từ với chu kì T = 103 (s) Hiệu điện cực đại hai tụ điện gấp n = lần suất điện động nguồn điện Bỏ qua điện trở mạch dao động, tìm điện dung C độ tự cảm L Câu (3 điểm) Cho mạch điện không phân nhánh hình vẽ, gồm có điện trở R = 80Ω, cuộn dây L không cảm tụ điện C Điện áp hai điểm P Q có biểu thức u PQ  240 2cos100πt(V) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 π π , uPM lệch pha so với uPQ Tìm độ tự cảm, điện trở r cuộn dây điện dung tụ điện b) Giữ nguyên tụ điện C, cuộn dây L điện áp hai điểm P Q cho, thay đổi điện trở R Xác định giá trị R để công suất tiêu thụ đoạn mạch PM cực đại a) Dòng điện hiệu dụng mạch I = (A), uDQ sớm pha uPQ Câu (2 điểm) Trong thí nghiệm Y-âng giao thoa ánh sáng, thực đồng thời với hai xạ đơn sắc có bước sóng λ1 λ2, khoảng vân tương ứng thu quan sát i1 = 0,48 (mm) i2 Hai điểm A, B quan sát cách 34,56 (mm) AB vng góc với vân giao thoa Biết A B hai vị trí mà hai hệ vân cho vân sáng Trên đoạn AB quan sát 109 vân sáng có 19 vân sáng màu với vân sáng trung tâm Tìm i2 Câu (2 điểm) Một dây AB có chiều dài , treo thẳng đứng vào điểm cố định A hình Khối lượng m dây phân bố chiều dài dây tạo lực căng a) Tính tốc độ truyền sóng ngang dây điểm M cách đầu B dây khoảng x b) Tính thời gian để chấn động từ đầu A dây hết chiều dài dây 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 THANH HÓA KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT v md v (1)  R 1  Momen động lượng hệ sau va chạm: L  (Id +I)ω   md  m t  ω 12 4  Câu Momen động lượng hệ trước va chạm: L1  Id ωd  md R Áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng: 1 2  md  m t  ω 12   838,3(m/s) L L v  md Câu a) Khi vật VTCB mg k  o  xo   0, 01(m)  1(cm)  ω   10π(rad/s) k m 2π Phương trình dao động vật: x = 2cos(10πt + ) (cm) Tại t = s  x = 2(cm) Độ lớn lực đàn hồi: Fđh = k  = 3(N) 2π ) véc tơ quay A 5π 2π Sau t = s  A quay ωt =  π 3 Quãng đường vật dao động điều hoà sau s là: S = 2A + 2HM = 2A + A= 3A = 6cm S Tốc độ trung bình: Vtb =  = 36(cm/s) t b) Chọn mốc tính VTCB mv o2 kx o2  Cơ ban đầu Wo = = 0,02(J) 2 Vật chuyển động chậm dần đến vị trí cao cách VTCB A: kA12  Wo  Fc (A1  x o )  A1 = 0,0195m F Sau vật xuống nhanh dần đạt tốc độ cực đại vị trí: Fhp  Fc  x1  c =0,001(m) K Độ biến thiên lúc đầu vị trí tốc độ cực đại: mv2 kx12 Wo    Fc (A1  x o  A1  x1 )  v = 0,586(m/s) 2 Biểu diễn x = 2cos(10πt + http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  cos  o W mv mg 2mg  (1  cosαo )  t  Wt = mg (1 – cosα)= (1 - cosαo); Wd  Wd  cosα b) Khi động năng: cosα =  v1  g (1  cosαo ) 2g (1  cosα o ) Khi lực căng dây trọng lực tác dụng lên vật: v  Vậy v1 > v2 E Câu Dòng điện qua cuộn cảm K đóng: Io = r Câu a) T = mg  mg(3cosα – 2cosαo) = mg  cosα = 2 E LIo  L   2 r 1 Khi K ngắt lượng điện từ trường mạch là: W  CUo2  Cn E  Wt Max  L  Cr 2n 2 2 T nrT T Ta có: T = 2π LC  LC   L  ;C  4π 2π 2πnr nrT Thay số L = ≈ 0,398mH 2π T Thay số C  ≈63,7(μF) 2.π.r.n Câu a) Từ có giản đồ véc tơ mạch có tính cảm kháng Từ giản đồ véc tơ ta có: U R  U PQ  U DQ Năng lực từ trường cuộn cảm K đóng: Wt Max   U 2R  U 2PQ  U 2DQ  2U PQ U DQ Cos π  R  Z2PQ  Z2DQ  Z2PQ Z2DQ Thay số: R = 80Ω ; Z PQ  U PQ  80 Ω I Ta được: ZDQ = 80Ω = R ZDQ = 160Ω π Loại nghiệm ZDQ = 160Ω (vì 1  nên UQD < UQP) Vì ZDQ = 80Ω= R nên Z π π 1   2   tan 2  C   ZC  80 Ω R Suy ra: C = ≈ 23.10-6(F) = 23(μF) 100 80 120 π π Z -Z Mặt khác: sin(  1 ) = sin = L C  ZL  120 3  L  ≈ 0,562(H) ZDQ 100π Z -Z π  tan = = L C  r = 40Ω r U2 b) PPM = RI = r  (ZL  ZC )  R  2r R http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  r  (ZL  ZC )  PPM Max    R  2r   R  r  (ZL  ZC ) =80Ω R   Min AB 1 Câu Số vân sáng xạ λ1 vùng AB: N1 = i1 AB 1 Số vân sáng xạ λ2 vùng AB: N2 = i2 Số vân trùng hệ vân: N = N1 + N2 - Số vạch sáng quan sát 34,56.103 34,56.10 3  Hay 19 = - 107  i2 = 0,64.10-3m = 0,64mm 3 0, 48.10 i2 mgx Câu a) v = gx (Lực căng trọng lực phần MB, F = ) b) Chấn động khoảng dx thời gian: t dx dx dx dx dt      dt   t2 v g gx g x g x 0 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT THANH HÓA KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 20 1 1 -2 0 12 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT... Z π π 1   2   tan 2  C   ZC  80 Ω R Suy ra: C = ≈ 23 .1 0-6 (F) = 23 (μF) 100 80 120 π π Z -Z Mặt khác: sin(  1 ) = sin = L C  ZL  120 3  L  ≈ 0,5 62( H) ZDQ 100π Z -Z π  tan = =...  Wt Max  L  Cr 2n 2 2 T nrT T Ta có: T = 2 LC  LC   L  ;C  4π 2 2 nr nrT Thay số L = ≈ 0,398mH 2 T Thay số C  ≈63,7(μF) 2. π.r.n Câu a) Từ có giản đồ véc tơ mạch có tính cảm kháng