Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2010 2011 sở GDĐT thái nguyên hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

1 SỞ GD&ĐT THÁI NGUYÊN KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-2011 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề ( Đề gồm 02 trang) Câu 1: Một vật nhỏ khối lượng M =100g treo vào đầu sợi dây lí tưởng, chiều dài l = 20cm Dùng vật nhỏ , m = 50g có tốc độ v0 bắn vào M Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g  10m / s Coi va chạm tuyệt đối đàn hồi a) Xác định v0 để M lên đến vị trí dây nằm ngang b) Xác định v0 tối thiểu để M chuyển động tròn xung quanh O c) Cho v0  m/s, xác định chuyển động M Câu 2: Một vật sang AB hình mũi tên đặt song song với E hình bên Khoảng cách AB E L Giữa AB E có thấu kính hội tụ tiêu cự f Tịnh tiến thấu kính dọc theo trục AE người ta thấy có hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét AB a) Tìm điều kiện L để toán thỏa mãn b) Biết khoảng cách hai vị trí thấu kính a Tìm tiêu cự f thấu kính theo L a Áp dụng số L= 90 cm, a= 30 cm c) Vẫn thấu kính E trên, thay AB điểm sang S đặt trục thấu kính cách E khoảng 45cm Xác định vị trí đặt thấu kính để thu vùng sang có kích thước nhỏ http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Câu 3: Con lắc lò xo hình vẽ Vật nhỏ khối lượng m= 200g, lò xo lí tưởng có độ cứng k = 1N/cm, góc   30o Lấy g  10m / s a) Chọn trục tọa độ hình vẽ,gốc tọa độ trùng với vị trí cân Viết phương trình dao động Biết thời điểm ban đầu lò xo bị dãn 2cm vật có vận tốc v0  10 15 (cm/s) hướng theo chiều dương Câu 4: Hai mũi nhọn S1 , S ban đầu cách 8cm gắn đầu cần rung có tần số f = 100Hz, đặt chạm nhẹ vào mặt nước Tốc độ truyền sóng mặt nước v = 0,8 m/s a) Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S1 , S dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u  A.cos 2 ft Viết phương trình dao động điểm M cách S1 , S2 khoảng d = 8cm b) Tìm đường trung trực S1 , S điểm M gần M dao động pha với M c) Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S1S Để lại quan sát tượng giao thoa ổn định mặt nước, phải tăng khoảng cách S1S đoạn bao nhiêu? Với khoảng cách S1 , S có điểm có biên độ cực đại Coi giao thoa ổn định hai điểm S1S hai điểm có biên độ cực tiểu http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD&ĐT THÁI NGUYÊN KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-1011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu 1: a) Va chạm đàn hồi: �mv0  mv1  Mv2 2m � v0 �mv0 mv12 Mv22 � v2  mM  �  �2 2 Khi dây nằm ngang: Mv22 mM  Mgl � v0  m gl Thay số: v0  3m / s b) Để M chuyển động hết vòng tròn , điểm cao E : vE  gl � Mv22 MvE mM  Mg 2l  � v0  2 2m Thay số: v0  c) Khi v0  gl 10 m / s 10 m/s  � M khơng lên tới điểm cao quỹ đạo tròn 2 Lực căng dây: T  mgcos  mv Khi T = � M bắt đầu rời quỹ đạo tròn D với vận l tốc vD , có hướng hợp với phương ngang 60o http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Từ D vật M chuyển động vật ném xiên Dễ dàng tính góc COD  30o Câu 2: a) L  d  d '  d  df � d  Ld  Lf  0;   L2  Lf d f Để có hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét AB màn, phương trình phải có nghiệm �   � L  f b) Nghiệm d1,2  L�  L2  a � d  d1  a � f  4L Thay số f= 20 cm c) S ' MN : S ' IO � MN S ' N  IO S 'O MN d  d ' L d L L     IO d' f d f Theo Cô – si MN d  Lf  30cm Câu 3: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word a) Tại VTCB   k  m g sin   � l  1cm,   10 5rad / s, T  s l 5  �v0 � Biên độ: A  x  � � � A  2cm    � � � � 10 5t  � cm Vậy: x  2cos � 3� � b) Tại t1 vật M có vận tốc v1 , sau t    1, 25T Vật K ( v1  ) � tọa độ x2  3cm Vật N ( v1  ) � tọa độ x2   3cm c) Quãng đường m được: Nếu v1  � s1  11  � vtb  26, 4m / s Nếu v1  � s2   � vtb  30, 6m / s Câu 4: a) Ta có:   v  0,8cm d1  d  d  8cm f Ta có phương trình dao động song tổng hợp M uM1  Acos  (d  d1 )  (d1  d ) � � cos � 200 t  �   � � http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Với d1  d  16cm  20 d  d1  , ta uM1  Acos(200 t  20 ) ' b) Hai điểm M M gần M ta có: S1M  d     0,8  8,8cm S1M 2'  d     0,8  7, 2cm Do đó: IM  S1M 22  S1 I  8,82  42  7,84(cm) IM  S1I   6,93(cm) � M 1M  7,84  6,93  0,91(cm) Tương tự: IM 2'  S1M 2'  S1 I  7, 22  42  5,99(cm) � M 1M 2'  6,93  5,99  0,94(cm) c) Khi hệ sóng ổn định hai điểm S1 , S hai tiêu điểm hypecbol gần chúng xem gần đứng yên, trung điểm I S1S nằm vân giao thoa cực đại Do ta có: S1 I  S2 I  k      � (2k  1) � S1.S  2S1I  (2k  1) 42 Ban đầu ta có: S1.S2  8cm  10  20   � cần tang S1S khoảng  0, 4cm 2 Khi S1S có 21 điểm có biên độ cực đại http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... GD&ĐT THÁI NGUYÊN KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010- 1011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT Câu 1: a) Va chạm đàn hồi: �mv0  mv1  Mv2 2m � v0 �mv0 mv12 Mv22 � v2  mM  �  �2 2... có điểm có biên độ cực đại Coi giao thoa ổn định hai điểm S1S hai điểm có biên độ cực tiểu http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word SỞ GD&ĐT THÁI NGUYÊN KỲ THI CHỌN HSG. .. http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Từ D vật M chuyển động vật ném xiên Dễ dàng tính góc COD  30o Câu 2: a) L  d  d '  d  df � d  Ld  Lf  0;   L2  Lf d f Để có hai vị trí