Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ (Dành cho học sinh trường THPT khơng chuyên) Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề Câu (2 điểm) Một lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng M 300 g , lò xo nhẹ có độ cứng k 200 N / m Khi M vị trí cân thả vật m 200 g rơi từ độ cao h 3, 75cm so với M (Hình 1) Coi va chạm m M hoàn toàn mềm Sau va chạm, m h M hệ M m bắt đầu dao động điều hòa Lấy g 10m / s a) Tính vận tốc m trước va chạm vận tốc hai vật sau va chạm b) Viết phương trình dao động hệ (M+m) Chọn gốc thời gian lúc va chạm, trục tọa k độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc O vị trí cân hệ sau va chạm c) Tính biên độ dao động cực đại hệ vật để trình dao động vật m khơng rời khỏi M Hình Câu (2 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách 8cm dao động pha với tần số f 20 Hz Điểm M mặt nước cách S1, S2 khoảng d1 25cm, d 20,5cm dao động với biên độ cực đại, M đường trung trực AB có hai dãy cực đại khác a) Tính tốc độ truyền sóng mặt nước b) A điểm mặt nước cho tam giác AS1S2 vuông S1, AS1 6cm Tính số điểm dao động cực đại, cực tiểu đoạn AS2 c) N điểm thuộc đường trung trực đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn Tìm khoảng cách nhỏ từ N đến đoạn thẳng S1S2 Câu (2,5 điểm) Cho lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k 50 N / m , vật nặng kích thước nhỏ có khối lượng m 500 g (Hình 2) Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí có li độ x 2,5cm với tốc độ 25 cm / s theo phương thẳng đứng hướng xuống Chọn trục tọa độ Ox theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên trên, gốc O trùng với vị trí cân vật Lấy g 10m / s a) Viết phương trình dao động vật b) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 2,5cm đến vị trí có li độ k m Hình x2 2,5cm c) Tính quãng đường vật kể từ lúc bắt đầu dao động đến tới vị trí có động lần thứ hai Câu (2 điểm) Tại mặt chất lỏng có hai nguồn sóng A B cách 12 cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u1 u2 acos 40 t (cm) , tốc độ truyền sóng mặt chất lỏng 20cm / s Xét đoạn thẳng CD 6cm mặt chất lỏng có chung đường trung trực với AB Để đoạn CD có điểm dao động với biên độ cực đại khoảng cách lớn từ CD đến AB bao nhiêu? Câu (1,5 điểm) Đặt vật phẳng nhỏ AB trước thấu kính vng góc với trục thấu kính Trên vng góc với trục phía sau thấu kính thu ảnh rõ nét lớn vật, cao 4mm Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục 5cm phía phải dịch chuyển 35cm lại thu ảnh rõ nét cao 2mm a) Tính tiêu cự thấu kính độ cao vật AB b) Vật AB, thấu kính vị trí có ảnh cao 2mm Giữ vật cố định, hỏi phải dịch chuyển thấu kính dọc theo trục phía nào, đoạn để lại có ảnh rõ nét màn? Khi dịch chuyển thấu kính ảnh vật AB dịch chuyển so với vật? http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hết SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC - Câu KÌ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM MÔN: VẬT LÝ KHÔNG CHUYÊN Lời giải Ý Vận tốc m trước va chạm: v gh 50 3cm / s 86, 6cm / s Do va chạm hồn tồn khơng đàn hồi nên sau va chạm hai vật có vận tốc V a mv mv ( M m)V V 20 3cm / s 34, 6cm / s M m Tần số dao động hệ: thêm đoạn: x0 K 20rad / s Khi có thêm m lò xo bị nén M m mg 1cm Vậy VTCB hệ nằm VTCB ban đầu K đoạn 1cm (2đ) Điể m 0,25 0,25 0,25 0,25 b Tính A: A x V (cm) 0,25 1 2cos Tại t=0 ta có: rad 2.20sin c Vậy: x 2cos 20t cm 3 Phản lực M lên m N thỏa mãn: N mg ma N mg ma m x N mg m x Nmin mg m A g g 10 Để m không rời khỏi M N A Vậy Amax 2,5cm 20 Tại M sóng có biên độ cực đại nên: d1 – d2 = k a d1 d k 0,25 Giữa M trung trực AB có hai dãy cực đại khác k=3 S1 A S2 A k S1S2 0,25 2, k 5,3 k 2, 1, 4,5 Có điểm dao động cực đại b * Số điểm dao động cực tiểu đoạn AS2 là: S1 A S2 A k 0,5 S1S2 3, k 4,8 k 3, 2, 1, 3, 4 Có điểm dao động cực tiểu c 0,25 0,25 Từ 1,5cm , vận tốc truyền sóng: v = f = 30 cm/s * Số điểm dao động cực đại đoạn AS2 là: (2đ) 0,25 0,5 Giả sử u1 u2 a cos t , phương trình sóng N: u N 2a cos t 2 d http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Độ lệch pha sóng N nguồn: 2d Để dao động N ngược pha với dao động nguồn 2d (2k 1) d 2k 1 Do d S1S2 /2 2k 1 S1S2 /2 k 2,16 Để dmin k=3 0,25 2 0,25 S1S2 xmin 3, 4cm dmin= xmin Tần số góc k m 50 10rad / s 0,5 0,25 2,5 cos= A Tại t = 0, ta có: a 25 v A sin 25 sin A 5cm 10A Phương trình dao động x 5cos(10t ) (cm) x A cos 2,5 0,5 0,25 Khoảng thời gian ngắn vật từ vị trí có li độ x1 = -2,5cm đến vị trí có li độ x2 = 2,5cm (2,5đ ) b t s 0,1s 3.10 30 -5 - 2,5 2,5 O 0,5 N M Quãng đường vật từ vị trí ban đầu tới vị trí có động lần thứ Wd A x A 1 x 2,5 2cm Wt x c M 2,5 N 2,5 s 7,5 2,5 12,5 2,5 8,96cm 0,5 0,5 O Q (Lần 1) (2đ) x -5 P (Lần 2) Để CD có điểm dao động với biên độ cực đại mà khoảng cách từ CD đến AB lớn C, D phải nằm đường cực đại k 2 (do trung điểm CD cực đại) v 20 Bước sóng: 1cm f 20 Gọi khoảng cách từ AB đến CD x Từ hình vẽ ta có: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 0,5 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 2 d1 x d d1 x 81 x 2 x 16, 73Cm 2 d x 81 d2 d1 d2 ' a f d1 ' 40 d1 d1 ' k1 k2 ; d1 'd d1d ' d1 Từ (1), (2) d1 (d1 5)d1 ' (d1 ' 40)d1 d1 '(d1 ' 40) d1 ' 40 25cm,d1 ' 8d1 (d1 (d1 5)d1 ' (1) 0,25 5) (2) 100cm,f 20cm,AB 1mm d 30cm df 90 d f d 60cm Ban đầu thấu kính cách vật d2=30cm để lại có ảnh rõ nét phải dịch thấu kính lại gần vật thêm đoạn d 60 30 30cm Xét L b d d' d df d d f d 0,25 0,5 Khoảng cách vật - ảnh: L d d ' 90 d (1,5đ ) 2d1 (d1 ' 40) 0,25 20 d2 Ld 20L Để phương trình có nghiệm thì: L2 80L Lmin 80cm Lmin 40cm Vậy dịch chuyển thấu kính lại gần vật lúc đầu ảnh vật dịch lại gần vật, thấu kính cách vật 40 cm khoảng cách từ vật tới thấu kính cực tiểu, sau ảnh dịch xa vật d HẾT - http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 0,25 ...Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Hết SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC - Câu KÌ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 1-2 012 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM MÔN: VẬT... trí có li độ x1 = -2 ,5cm đến vị trí có li độ x2 = 2,5cm (2,5đ ) b t s 0,1s 3.10 30 -5 - 2,5 2,5 O 0,5 N M Quãng đường vật từ vị trí ban đầu tới vị trí có động lần thứ Wd... 1cm f 20 Gọi khoảng cách từ AB đến CD x Từ hình vẽ ta có: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 0,5 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369