Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƢƠNG NĂM HỌC 2016 – 2017 MÔN THI: VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC LỚP: 12 THPT Thời gian làm : 180 phút Ngày thi: 8/10/2016 (Đề thi gồm câu 02 trang) Câu 1: (2,5 điểm) Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ số đàn hồi k = 100(N/m) đặt nằm ngang, đầu giữ cố k định, đầu lại gắn với chất điểm m1 = 0,5 (kg) m1 m2 x O Chất điểm m1 gắn với chất điểm thứ hai m2 = 0,5(kg) Các chất điểm dao động mặt phẳng nằm ngang Chọn hệ trục tọa độ hình vẽ, gốc O vị trí cân hệ vật Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật vị trí lò xo nén 2cm buông nhẹ Bỏ qua ma sát, sức cản môi trường 1) Xem chất điểm gắn chặt với trình dao động, chọn gốc thời gian buông vật a) Viết phương trình dao động hệ vật b) Vẽ đồ thị động theo c) Tính khoảng thời gian ngắn để vật từ li độ x1=1(cm) đến x2= d) Tìm quãng đường mà vật từ thời điểm t1  (cm)  7 (s) đến thời điểm t  (s) 40 e) Khi vật li độ x = 1(cm) giữ chặt điểm lò xo Tìm biên độ dao động hệ vật sau 2) Chỗ gắn hai chất điểm bị bong lực kéo đạt đến 0,5(N) Tìm vị trí chất điểm m2 tách khỏi chất điểm m1 tính vận tốc cực đại m1 sau Câu 2: (2,0 điểm) 1) Một lắc đơn gồm dây treo có chiều dài 1(m) vật nhỏ có khối lượng m = 400(g) mang W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai điện tích q = 4.10-5 (C) Treo lắc đơn điện trường với vectơ cường độ điện trường hướng theo phương ngang có độ lớn E = 105 (V/m) a) Vật đứng yên vị trí cân bằng, tìm góc lệch dây treo so với phương thẳng đứng b) Trong mặt phẳng thẳng đứng qua điểm treo song song với vectơ cường độ điện trường, kéo vật nhỏ theo chiều vectơ cường độ điện trường cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trường g góc 55o buông nhẹ cho lắc dao động điều hòa Chọn trục toạ độ có gốc O trùng với vị trí vật mà dây treo lệch theo hướng cường độ điện trường hợp với g góc 500 , chiều dương hướng theo chiều kéo vật, gốc thời gian lúc thả vật Lấy g  2  10(m / s ) Viết phương trình li độ dài vật c) Tìm t số độ lớn gia tốc vật vị tr mà d y treo hợp với phương thẳng đứng góc 450 với độ lớn gia tốc vật vị tr thấp qu đạo 2) Treo lắc đơn nói lên trần toa xe trượt không ma sát đường dốc, góc nghiêng dốc so với mặt phẳng nằm ngang α = 300 Bỏ qua ma sát, lấy g  10(m / s ) Tìm chu kì dao động nhỏ lắc trường hợp Câu 3: (1,5 điểm) Đặt vật phẳng nhỏ AB trước thấu kính mỏng vuông góc với trục thấu kính Trên vuông góc với trục phía sau thấu k nh thu ảnh rõ nét lớn vật, cao 4(mm) Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục 5(cm) phía phải dịch chuyển 35(cm) lại thu ảnh rõ nét cao 2(mm) 1) Tính tiêu cự thấu kính 2) Vật AB, thấu k nh vị trí có ảnh cao 2(mm) Giữ vật cố định, hỏi phải dịch chuyển thấu kính dọc theo trục phía nào, đoạn để lại có ảnh rõ nét màn? Câu 4(2,0 điểm) 1) Cho dụng cụ gồm đèn giống nhau, biến trở có trị số thay đổi được, khóa K, nguồn điện có thông số E, r0 phù hợp, cuộn d y có độ tự cảm L có điện trở r dây nối có điện trở không đáng kể Thiết kế phương án th nghiệm tượng tự cảm (vẽ hình, nêu vai trò dụng cụ, dự đoán kết thí nghiệm giải thích) W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai 2) Một khung dây dẫn ABCD có khối lượng m, chiều dài BC = a, chiều rộng AB = b giữ đứng yên mặt phẳng thẳng đứng với cạnh AB nằm ngang Khung đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng khung, không gian sát ph a cạnh đáy từ trường Ở thời điểm t = người ta thả khung không vận tốc đầu Giả sử khung có điện trở R, độ tự cảm khung không đáng kể Chiều dài a đủ lớn cho khung đạt tới vận tốc tới hạn trước khỏi từ trường Tìm vận tốc giới hạn khung nhiệt lượng tỏa khung kể từ thời điểm t = đến cạnh AB bắt đầu khỏi từ trường Câu 5: (2,0điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết E = , r = 4, R1 = 12, R2 = 4, R4 = 18, R5 = 6, RĐ = 3, C= 2F A B A Đ E R1 1) Biết trở R3 = 21 T nh điện t ch tụ điện số ch ampe R3 C R2 kế A 2) Dịch chuyển chạy biến trở R3 để điện t ch tụ C E, r Tìm R3 F R4 D R5 Biết điện trở ampe kế d y nối không đáng kể ====================Hết===================== Ghi chú: Giám thị không giải thích thêm Họ tên thí sinh : Số báo danh : Họ tên, chữ ký giám thị 1: W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Họ tên, chữ ký giám thị 2: T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƢƠNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2016 – 2017 ĐỀ CHÍNH THỨC Hƣớng dẫn thi chấm môn: VẬT LÍ Câu 1: (2,5 điểm) a   k  10rad / s m1  m2 Tại t=0  x0   A  2cm     rad Suy phương trình dao động: x  cos(10t   ) cm b Ta có: Wd  W  Wt Ta có: W  k.A  0, 02(J) ;  Wt  0,02(J) Khi Wt =0(J) Wđ =0,02(J) Khi Wt =0,02(J) Wđ =0(J) c) Thời gian ngắn để vật dđ đh từ x1 đến x2 tương ứng vật chuyển động tròn từ M1 đến W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai M2 với góc quét       t    60 (s) d) Vị trí vật thời điểm t1 1  t1      Góc quét:   .t  8,5  8    rad Quãng đường được: S = 8.2A + S0 Từ vòng tròn lượng giác, suy S0 = A 2 Suy S = 16A + A = 34,83 (m) e) Ngay sau giữ  '  10 2rad / s , x’ = 0,5cm, v =  10 cm/s  A’   1,322cm 2 ị tr vật m2 bong khỏi vật m1 thoả mãn FC = m2 2 x = 0,5 (N) x = 1cm K  10 rad/s, v’ = 10 cm/s, x’ =1cm m1 Ngay sau bong:  ' =  10  10  A’     1,5 1cm  =  10   v Max  A '   10 10  10  22,36cm / s Câu 2: (2,0 điểm) 1) W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai a)Tại vị trí cân góc lệch dây treo là: tan   Fđ     45o P b) Vì gốc tọa độ O cách vị trí cân lúc đầu vật đoạn: d  .1  (m) 180 36 Phương trình dao động có dạng: s   Với:     S0 cos(t  ) 36 g'   (rad / s) l    s    S0cos()  Lúc t = 0,  36 36  v  .S0 sin        S0  18  m  Phương trình dao động li độ dài là: s      cos( 2t) (m) 36 18 c) Tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 450, trùng TCB lúc đầu, ta có: v2 a1  a n   (S0 ) l (1) Tại vị trí thấp vị trí biên âm: a  a t  2S0 (2) Từ (1) (2), suy ra: a1   S0   0,174 a2 18 2) Xe trượt xuống dốc với gia tốc: a  g sin 300  5(m / s ) Con lắc đơn chịu tác dụng trọng lực biểu kiến: P '  P  Fqt Khi gia tốc biểu kiến có độ lớn: g’= g  a qt2  2ga qt cos1200   m / s  W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net T: 098 1821 807 Trang | Vững vàng tảng, Khai sáng tƣơng lai T = 2 l =2,135(s) g' Câu 3: (1,5 điểm) 1) Ảnh thu ảnh thật d’ >0 ; k