Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2011 2012 sở GDĐT vĩnh phúc 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 VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ 12- THPT-Hệ không chuyên Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) 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 Coi va chạm m M hoàn toàn mềm Sau va chạm, hệ M m bắt đầu dao động điều hòa Lấy g = 10m/s2 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 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 không rời khỏi M Câu (2 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa ánh sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 , S cách 8cm dao động pha với tần số f  20 Hz Điểm M mặt nước cách S1 , S khoảng d1  25cm, d2  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 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu (2,5 điểm) Cho lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 50N/m, vật nặng có kích thước nhỏ có khối lượng m = 500g 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 3cm / 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/s2 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 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 12cm dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u1  u2  a cos 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 (2,5 điểm) Đặt vật phẳng nhỏ AB trước thấu kính vng góc với trục thấu kính Trên vng góc với trục phía sau thấu kinh thu đươc ảnh rõ nét lớn vật, cao 4mm Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục 5cm phía phải dịch chuyển 35cm 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 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-1011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu a) 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 mv   M  n V  V  mv  20 3cm / s  34, 6cm / s M m b) Tần số dao động hệ:   K  20rad / s M m Khi có thêm m lò xo bị nén thêm đoạn: x0  mg  1cm K Vậy VTCB hệ nằm VTCB ban đầu đoạn 1cm Tính A: A  x02  Tại t  ta có:  v2 2  2(cm) 1 cos   2.20sin  0    rad   Vậy : x  cos  20t   cm 3  c) Phản lực M lên m N thỏa mãn: N  mg  ma  N  mg  ma  m x http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  N  mg  m x  Nmin  mg  m A Để m khơng tách rời khỏi M N   A  g  Vậy Amax  Câu 2: a) Tại M sóng có biên độ cực đại nên: d1  d  k     g   10  2,5cm 202 d1  d k Giữa M trung trực AB có hai dãy cực đại khác  k  Từ    1,5cm , vận tốc truyền sóng: v   f  30cm / s b) Số điểm dao động cực đại đoạn AS2 là: S1 A  S2 A k  S1S2   2,  k  5,3  k  2, 1, 4,5  Có điểm dao động cực đại Số điểm dao động cực tiểu đoạn AS2 là: S1 A  S2 A  k S1S2    3,  k  4,8  k  3, 2, 1, 3, 4   Có điểm dao động cực tiểu c) Gỉa sử u1  u2  a cos t , phương trình S1 A  S2 A  k S1S2    3,  k  4,8  k  3, 2, 1, 3, 4  2 d   Sóng N: u N  2a cos  t     Độ lệch pha sóng N nguồn:   2 d  Để dao dộng N ngược pha với dao động nguồn thì:   Do d  2 d    2k  1   d   2k  1  S1S2  SS   2k  1   k  2,16 Để d k  2 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SS   d  xmin     xmin  3, 4cm   Câu 3.a) Tần số góc   Tại t  , ta có:  k 50   10rad / s m 0,5 x  A cos   2,5 v  A sin  25  cos   2,5 A  25  sin   10 A    3  A5cm    Phương trình dao động: x  5cos 10t   (cm) 3  b) Khoảng thời gian ngắn vật từ vị trí có li độ x1  2,5cm đến vị trí có li độ x2  2,5cm t     s  0,1s  3.10 c) Quãng đường vật từ vị trí ban đầu tới vị trí có độ động lần thứ 2: Wd A2  x A  1 x    2,5 2cm Wt x  s  7,5   2,5  12,5  2,5  8,96cm Câu 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) Bước sóng:   v 20   1cm f 20 Gọi khoảng cách từ AB đến CD x Từ hình vẽ ta có:  d  x 9 2 d 22  x 81  d  d1  x  81  x   2   x  16, 73cm http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu 5.a)  d  d1  k1 d1 ' d  d1  5 d1 ' d ' d1 '  40 ; k   d d   d ' 40  d  2d1 (d1 ' 40)   d1   d1 ' (1) 2 1 1 1      d1 '  d1 ' 40   8d1  d1   (2) f d1 d1 ' d1  d1 ' 40 Từ (1),(2) d1  25cm, d1 '  100cm, f  20cm, AB  1mm b) Khoảng cách vật - ảnh: L  d  d '  90  d  df  90  d f cm  dd 30 60 cm Ban đầu thấu kính cách vật d  30cm để lại có ảnh rõ nét hình phải dịch thấy kính lại gần vật thêm đoạn d  60  30  30cm df d2   d  Ld  20 L  Xét L  d  d '  d  d  f d  20 Để phương trình có nghiệm thì:   L2  80L   Lmin  80cm d  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 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 201 0-1 011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI... 201 0-1 011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 1 2- THPT Câu a) 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 mv   M ... http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  N  mg  m x  Nmin  mg  m A Để m không tách rời khỏi M N