Đang tải... (xem toàn văn)
Đề thi chọn học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 năm học 2013-2014 – Trường THPT Lý Thái Tổ cung cấp những kiến thức bổ ích cho các bạn trong quá trình học tập nâng cao kiến thức trước khi bước vào kì thi của mình.
Sở GD và ĐT Tỉnh Bắc Ninh Trường THPT Lý Thái Tổ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 12 Mơn: Vật Lý Thời gian làm bài: 150 phút I. PHẦN TỰ LUẬN Câu 1. (2,0 điểm) Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, coi như khơng có ma sát,được nối với một lị xo có độ cứng k, lị xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A (Hình 1a). Vật đang đứng cân bằng thì A k F m chịu tác dụng của một lực khơng đổi F hướng theo trục lị xo như hình vẽ. Hình 1a a) Hãy tìm qng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết qng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi vật dừng lại lần thứ nhất b) Nếu lị xo khơng gắn vào điểm A mà được nối với một vật khối lượng M (Hình 1b), hệ số ma sát giữa M và mặt ngang là Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật m dao động điều hịa M k m F Hình 1b Câu 2 (2,0 điêm) ̉ Trên măt chât long co hai ngn phat song kêt h ̣ ́ ̉ ́ ̀ ́ ́ ́ ợp A, B cach nhau ́ 20cm dao động vơi ph ́ ương trinh: ̀ u A = 2cos 20πt(mm),u B = 2cos(20πt + π)(mm) Tôć đô truyên song v = 0,6m/s. Coi biên đô song không đôi ̣ ̀ ́ ̣ ́ ̉ 1. Viêt ph ́ ương trinh song tai đi ̀ ́ ̣ ểm M trên mặt chất lỏng cach A, B la MA=9cm, ́ ̀ MB=12cm 2. C, D la hai ̀ điêm trên măt ch ̉ ̣ ất lỏng sao cho ABCD la hinh ch ̀ ̀ ữ nhât co ̣ ́ AD=15cm. Xac đinh sô điêm dao đông c ́ ̣ ́ ̉ ̣ ực đai trên đoan BD? ̣ ̣ 3. M 1, M2 la hai điêm trên đoan AB cach A lân l ̀ ̉ ̣ ́ ̀ ượt là 12cm va 14cm. Xac đinh đô ̀ ́ ̣ ̣ lêch pha dao đông cua M ̣ ̣ ̉ ̀ 2? 1 va M 4. Goi I la trung điêm cua đoan CD. Xac đinh điêm N trên CD gân I nhât dao đông ̣ ̀ ̉ ̉ ̣ ́ ̣ ̉ ̀ ́ ̣ cực đai? ̣ Câu 3 (1 điểm) A M B Cho cơ hệ gồm khung dây ABDE như hình vẽ, được đặt nằm trên mặt phẳng nằm ngang. Biết lị xo k có độ cứng k, đoạn dây MN dài l , khối lượng m tiếp xúc với khung và có thể chuyển động tịnh tiến khơng ma sát dọc theo khung. Hệ thống đặt trong từ trường D ur N E có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt Hình 2 phẳng của khung và có chiều như hình vẽ. Kích thích cho MN dao đ ộng. Bỏ qua điện trở thuần của khung dây. Chứng minh thanh MN dao động điều hịa và tính chu kì dao động trong khi nối hai đầu B, D với tụ có điện dung C Câu 4. (1điểm) Một con lắc đơn gồm dây treo dài l = 1(m) gắn một đầu với vật có khối lượng m. Lấy g = 10(m/s2), 2 = 10. Người ta đem con lắc đơn nói trên gắn vào trần xe ơtơ, ơtơ đang đi lên dốc chậm dần đều với gia tốc 5(m/s2). Biết dốc nghiêng một góc 300 so với phương ngang. Tính chu kì dao động của con lắc trong trường hợp trên Câu 5 (2,0 điêm). ̉ Cho mạch điện như hình vẽ 3 gồm điện trở R, K L R tụ điện C và cuộn cảm có điện trở thuần mắc nối C • • M N B tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp A Hình 3 xoay chiều u AB = 120.cos(100π t)V Bỏ qua điện trở của dây nối và của khố K. 1. Ban đầu khố K đóng, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM và MB lần lượt là: U1 = 40V ;U = 20 10V a) Tính hệ số cơng suất của đoạn mạch b) Viết biểu thức của điện áp tức thời hai đầu điện trở R 2. Điện dung của tụ điện C = 10−3 F Khố K mở thì điện áp hiệu dụng giữa hai π điểm M, B là U MB = 12 10V Tính giá trị của điện trở R và độ tự cảm L II. PHẦN TRẮC NGHIỆM Câu 1:Một con lắc đơn có chiều dài l = 64cm và khối lượng m = 100g. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc 60 rồi thả nhẹ cho dao động. Sau 20 chu kì thì biên độ góc chỉ cịn là 30. Lấy g = π2 = 10m/s2. Để con lắc dao động duy trì với biên độ góc 60 thì phải dùng bộ máy đồng hồ để bổ sung năng lượng có cơng suất trung bình là: A. 0,77mW B. 0,082mW C. 17mW D. 0,077mW Câu 2.Khối gỗ M= 3990g nằm trên mặt phẳng ngang nhẵn M K khơng ma sát, nối với tường bằng một lị xo có độ cứng m v0 1N/cm. Viên đạn m=10g bay theo phương ngang với vận tốc v0 = 60m/s song song với lị xo đến đập vào khối gỗ và dính trong gỗ. Sau va chạm hệ vật dao động với biên độ là A. 30 cm B. 20 cm C. 2 cm D. 3 cm Câu 3. Một tên lửa bắt đầu bay lên theo phương thẳng đứng với gia tốc a = 3g. Trong tên lửa có treo một con lắc đơn dài l = m, khi bắt đầu bay thì đồng thời kích thích cho con lắc thực hiện dao động nhỏ. Bỏ qua sự thay đổi gia tốc rơi tự do theo độ cao. Lấy g = 10m / s ; π 10 Đến khi đạt độ cao h = 1500 m thì con lắc đã thực hiện được số dao động là: A. 20 B. 14 C. 10 D. 18 Câu 4. Tại một phịng nghe nhạc , tại một vị trí : Mức cường độ âm tạo ra từ nguồn là 75dB , mức cường độ âm phản xạ ở bức tường phía sau là 72dB. Cường độ âm tồn phần tại vị trí đó la bao nhiêu biết bức tường khơng hấp thụ âm A. 77dB . B .79dB . C. 81dB D. 83dB Câu 5. Ở mặt thống của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10 cm, dao động theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt là uA = 3cos(40 t + π ) cm, uB = 4cos(40 t + 2π ) cm. Cho biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s. Một đường trịn có tâm là trung điểm của AB, nằm trên mặt nước, có bán kính 4 cm. Số điểm dao động với biên độ 5 cm có trên đường trịn là A. 30 B. 32 C. 34 D. 36 Câu 6. Một con lắc lị xo có độ cứng k = 40N/m đầu trên được giữ cố định cịn phía dưới gắn vật m. Nâng m lên đến vị trí lị xo khơng biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hịa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5cm. Lấy g = 10m/s 2. Trong q trình dao động, trọng lực của m có cơng suất tức thời cực đại bằng A. 0,41W B. 0,64W C. 0,5W D. 0,32W Câu 7. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với năng lượng dao động 1J và lực đàn hồi cực đại là 10 N. Gọi Q là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp Q chịu tác dụng của lực kéo 5 N là 0,1s. Quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong 0,4s là A. 60cm B. 50cm C. 55cm D. 50 cm Câu 8. Trên mặt nước tại hai điểm S1, S2 người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 6cos40 t uB = 8cos(40 t) (uA và uB tính bằng mm, t tính bằng s). Biết tốc đơ truy ̣ ền sóng trên mặt nước là 40cm/s, coi biên độ sóng khơng đổi khi truyền đi. Trên đoạn thẳng S1S2, điểm dao động với biên độ 1cm và cách trung điểm của đoạn S1S2 một đoạn gần nhất là A. 0,25 cm B. 0,5 cm C. 0,75 cm D. 1 Câu 9 Mạch RLC có L thay đổi được, đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế u = 200 sin100π tV Điều chỉnh L thì thấy rằng khi L = L1= π H và L = L2 = π H đều cho công suất bằng nhau, nhưng cường độ tức thời trong hai trường hợp trên lệch pha nhau 1200. Giá trị R và C là : A B 10−4 100 10−4 C= F, R = Ω C= F , R = 100 3Ω 2π π C. C = 10−4 100 F, R = Ω π D C = 10−4 F , R = 100Ω 2π Câu 10. Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Điện dung C có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm. Điều chỉnh giá trị của C thì thấy: ở cùng thời điểm số, chỉ của V1 cực đại thì số chỉ củaV1 gấp đơi số chỉ của V2. Hỏi khi số chỉ của V 2 cực đại thì số chỉ của V2 gấp bao nhiêu lần số chỉ V1? A. 2 lần. B. 1,5 lần. C. 2,5 lần D. 2 lần ... Điều chỉnh L thì thấy rằng khi L = L1= π H và L = L2 = π H đều cho cơng suất bằng nhau, nhưng cường độ tức thời trong hai? ?trường? ?hợp trên lệch pha nhau? ?120 0. Giá trị R và C là : A B 10−4 100 10−4 C= F,... Câu 6. Một con lắc lị xo có độ cứng k = 40N/m đầu trên được giữ cố định cịn phía dưới gắn? ?vật? ?m. Nâng m lên đến vị trí lị xo khơng biến dạng rồi thả nhẹ? ?vật? ?dao động điều hịa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5cm. Lấy g = 10m/s...Một con lắc đơn gồm dây treo dài l = 1(m) gắn một đầu với? ?vật? ?có khối lượng m. Lấy g = 10(m/s2), 2 = 10. Người ta đem con lắc đơn nói trên gắn vào trần xe ơtơ, ơtơ đang đi lên dốc chậm dần đều với gia tốc 5(m/s2). Biết dốc nghiêng một góc 300 so với