Đang tải... (xem toàn văn)
Mời các em học sinh cùng tham khảo Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí 12 năm học 2013-2014 – Sở Giáo dục và Đào tạo Hải Dương để hệ thống kiến thức học tập, tham khảo ôn tập và làm quen với các dạng bài tập giúp kỳ thi đạt kết quả cao nhất.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC HẢI DƯƠNG KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG Lớp 12 THPT năm học 2013 2014 Mơn thi: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 4 câu và gồm 02 trang) _ Câu 1 (2,0 điểm) Một khung dây dẫn kín hình chữ nhật ABCD ( AB l; BC b ), khối lượng m được giữ đứng yên và mặt phẳng khung nằm trong mặt A l B phẳng thẳng đứng. Khung được đặt trong từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vng góc với mặt phẳng B khung cho có cạnh CD khơng nằm từ b trường hình vẽ Ở thời điểm ban đầu ( t ) người ta thả nhẹ khung dây a. Giả sử khung có điện trở thuần R, độ tự cảm D C của khung khơng đáng kể, chiều dài b đủ lớn sao cho Hình vẽ 1 khung đạt tới vận tốc giới hạn (vận tốc khơng đổi) trước khi ra khỏi từ trường. Tìm vận tốc giới hạn của khung và nhiệt lượng tỏa ra trên khung đến khi cạnh AB của khung vừa ra khỏi từ trường? b. Giả sử khung được làm từ vật liệu siêu dẫn và có độ tự cảm L. Cũng giả thiết b đủ lớn để khung khơng ra khỏi từ trường trong q trình chuyển động. Chọn trục Ox hướng thẳng đứng từ trên xuống, gốc O tại vị trí ban đầu của cạnh CD. Biết trong q trình khung chuyển động, cạnh CD khơng chuyển động vào vùng có từ trường. Viết phương trình chuyển động của khung? Giả thiết khung dây khơng bị biến dạng trong q trình chuyển động Câu 2 (2,0 điểm) Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm. Ban đầu, vật sáng AB phẳng mỏng, cao 1cm đặt vng góc với trục thấu kính, A nằm trục chính, cách thấu kính một khoảng bằng 15cm (Hình vẽ 2) B A O Hình vẽ 2 a. Xác định vị trí, tính chất, chiều và độ cao của ảnh. Vẽ ảnh b. Để được ảnh cao bằng bốn lần vật, phải dịch chuyển vật dọc theo trục chính từ vị trí ban đầu đi một khoảng bao nhiêu, theo chiều nào? c. Để vật ở vị trí cách thấu kính 15cm và giữ vật cố định. Cho thấu kính chuyển động tịnh tiến ra xa vật, dọc theo trục chính sao cho trục chính khơng thay đổi. Khi thấu kính cách vật 25cm thì qng đường mà ảnh đã đi được trong q trình trên là bao nhiêu? Câu 3 (3,5 điểm) k 1 k 2 O1 m1 k3 O2 m2 Hình vẽ 3 O3 m3 1. Ba vât nho khôi l ̣ ̉ ́ ượng lân l ̀ ượt la m ̀ 1, m2 và m3 (vơi ́ m1 m2 m3 100 gam ) được treo vaò lò xo lí tưởng có độ cứng lần lượt k 1, k2, k3 (vơí k1 k2 k3 40 N / m ). Tai vi tri cân băng, ba vât cung năm trên môt đ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ường thăng năm ̉ ̀ ngang và cách đều nhau ( O1O2 O2 O3 1,5 cm ) như hinh ve 3. Kich thich đông th ̀ ̃ ́ ́ ̀ ời cho ca ba vât dao đông điêu hoa theo cac cach khac nhau: T ̉ ̣ ̣ ̀ ̀ ́ ́ ́ ừ vị trí cân bằng trun cho ̀ m1 vân tơc 60cm/s h ̣ ́ ương thăng đ ́ ̉ ưng lên trên; m ́ ̉ ̣ ̀ ừ môt điêm phia ̣ ̉ ́ 2 được tha nhe nhang t dươi v ́ ị trí cân bằng, cach vi tri cân b ́ ̣ ́ ằng mơt đoan 1,5cm. Chon truc Ox h ̣ ̣ ̣ ̣ ương thăng ́ ̉ t ) luc các v đưng xng d ́ ́ ươi, gơc O tai v ́ ́ ̣ ị trí cân bằng, gơc th ́ ơi gian ( ̀ ́ ật băt đâu dao ́ ̀ đông ̣ a. Viêt các ph ́ ương trinh dao đông điêu hoa cua v ̀ ̣ ̀ ̀ ̉ ật m1 va v ̀ ật m2. Nếu vào thời điểm t vật m1 ở vị trí có li độ x1 2cm và đang giảm thì sau đó là bao nhiêu? 20 s vật m2 có tốc độ b. Tinh khoang cach l ́ ̉ ́ ớn nhất giưa m ̃ 1 va m ̀ 2 trong qua trinh dao đơng ́ ̀ ̣ c. Viết phương trình dao động của vật m3 đê trong st qua trinh dao đơng ba vât ̉ ́ ́ ̀ ̣ ̣ ln năm trên cung mơt đ ̀ ̀ ̣ ường thăng? ̉ 2. Một con lắc lị xo có độ cứng k 40 N / m , vật nhỏ khối lượng m = 100( g ) đặt 0,16 Ban trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn là đầu giữ vật sao cho lò xo bị nén 10(cm) rồi thả nhẹ. Lấy g = 10(m / s ) Xác định: a. Tốc độ của vật lúc gia tốc của nó đổi chiều lần thứ 4 b. Quãng đường vật đi được cho đến khi dừng hẳn Câu 4 (2,5 điểm) Trên mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B đặt hai nguồn sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dao động lần lượt là: u A a1 cos(20 t ) và uB a cos 20 t Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 40cm/s và biên độ sóng khơng thay đổi trong q trình sóng truyền 1. Cho AB 20 cm ; a1 mm và a mm a. Viết phương trính sóng tại trung điểm O của AB b. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB 2. Cho AB 6,75 và a1 a a Trên đoạn AB, có hai điểm C và D: C nằm trên ; DO 2,5 ). Hãy xác định số điểm và vị đoạn AO; D nằm trên đoạn BO (với CO trí điểm gần B nhất dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn B trên đoạn CD _ Hết _ Họ và tên thí sinh: . Số báo danh: Chữ kí giám thị 1: . Chữ kí giám thị 2: HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG Lớp 12 THPT năm học 2013 2014 Môn thi: VẬT LÝ (Đáp án gồm 06 trang) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG Câu Ý Nội dung Điểm + Khi khung rơi, trong thanh AB xuất hiện suất điện động cảm ứng: eC Bvl eC R + Cường độ dịng điện trong khung: i Bvl R + CD khơng chịu tác dụng lực từ; Lực từ tác dụng lên cạnh AD và CB cân bằng; Lực từ tác dụng lên AB hướng thẳng đứng từ dưới lên và có độ lớn: Ft a B 2l v R Bil + Theo định luật II Niu tơn: mg Ft ma Khi khung đạt vận tốc giới hạn: a 0,25 mgR B 2l Suy ra: v Câu 1 + Áp dụng định luật bảo toàn lượng cho trình chuyển động của khung từ lúc ban đầu đến khi AB vừa ra (2,0 điểm) khỏi từ trường: Q mgb mv 2 0,25 m gR 2B 4l mg b 0,25 + Khi khung rơi, trong thanh AB xuất hiện suất điện động cảm ứng: eC Bvl Blx' + Suất điện động tự cảm trong khung: etc Li ' 0,25 + Theo định luật Ôm: b eC etc Blx' Li ' d i dt Blx L i Blx L const + Chọn gốc tọa độ O trùng với vị trí ban đầu của trọng tâm + Tại t 0:i 0; x const i Blx L 0,25 + Lực từ tác dụng lên cạnh AB: Ft + Theo định luật II Niu tơn: mg Ft mg x ma B 2l x B 2l gmL ma x' ' x L mL B 2l gmL Bl A cos( t ); 2 B l mL + Tại t x Bil gmL A cos B 2l x' A sin x 0: v gmL cos B 2l Bl mL t 0 B 2l x L A 0,5 gmL B 2l + Vậy phương trình chuyển động của khung khi chọn gốc O tại vị trí ban đầu của thanh CD: x Câu 2 gmL cos B 2l + d ' = (2,0 điểm) + k a Bl mL t b df 15.10 = = 30cm >0: Ảnh thật, cách TK 30 cm d − f 15 − 10 d' d 0,25 0,25