Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Mơn: VẬT LÝ Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề Ngày thi: 02/11/2012 (Đề thi gồm 02 trang) Câu (2 điểm) a) Con lắc lò xo thẳng đứng, lò xo có độ cứng k = 100N/m, vật nặng có khối lượng m=1kg Nâng vật lên cho lò xo có chiều dài tự nhiên thả nhẹ để lắc dao động điều hòa Bỏ qua lực cản Khi vật m tới vị trí thấp tự động gắn thêm vật m0=500g cách nhẹ nhàng Chọn gốc vị trí cân Lấy g=10m/s2 Hỏi lượng dao động hệ thay đổi lượng bao nhiêu? b) Một lắc đồng hồ coi lắc đơn có chu kì dao động T=2s, vật nặng có khối lượng m=1kg, dao động nơi có gia tốc trọng trường g=10m/s2, lấy  2=10 Biên độ góc ban đầu lắc  0=50 Quá trình dao động lắc chịu tác dụng lực cản không đổi Fc =0,011N làm lắc dao động tắt dần Để trì dao động lắc người ta cần bổ sung lượng cho lắc cục pin có dung lượng 3V-2,78Ah Biết hiệu suất cung cấp lượng pin cho đồng hồ đạt 25%, hỏi cục pin trì dao động cho đồng hồ thời gian tối đa bao lâu? Câu (1,5điểm) Nguồn âm O có cơng suất khơng đổi, đường thẳng qua O có điểm A, B, C nằm phía O theo thứ tự có khoảng cách tới nguồn tăng dần Mức cường độ âm B mức cường độ âm A b (B); mức cường độ âm B mức cường độ âm C 3b (B) Biết OA= OB Coi sóng âm sóng cầu mơi trường truyền âm đẳng hướng OC OA b) Hai điểm M N nằm phía nguồn âm phương truyền, M gần nguồn âm hơn, khoảng cách MN= a Biết mức cường độ âm M LM=40dB, N a) Tính tỉ số LN=30dB, cường độ âm chuẩn I0=10-12(w/m2) Nếu nguồn âm đặt điểm N cường độ âm M bao nhiêu? Câu (1,5 điểm) Hai nguồn phát sóng kết hợp S1, S2 mặt nước cách 12cm phát hai dao động điều hòa phương tần số f=20Hz, biên độ a=2cm pha ban đầu không Xét điểm M mặt nước cách S1, S2 khoảng tương ứng: d1=4,2cm; d2=9cm Coi biên độ sóng khơng đổi, biết tốc độ truyền sóng mặt nước v=32cm/s a) Viết phương trình sóng tổng hợp điểm M Điểm M thuộc cực đại hay cực tiểu giao thoa? b) Giữ nguyên tần số f vị trí S1, M Hỏi muốn điểm M nằm đường cực tiểu giao thoa phải dịch chuyển nguồn S2 dọc theo phương S1S2 chiều xa S1 từ vị trí ban đầu khoảng nhỏ bao nhiêu? http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu (1,5 điểm) Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B cách 24cm, dao động với phương trình u1=5cos(20πt+π)mm, u2=5cos(20πt)mm Tốc độ truyền sóng v= 40cm/s Coi biên độ sóng không đổi truyền Xét điểm mặt nước thuộc đường tròn tâm I bán kính R=4cm, điểm I cách A B đoạn 13cm Điểm M đường tròn cách A xa dao động với biên độ bao nhiêu? Câu (2 điểm) Một sợi dây đàn hồi AB có chiều dài 10m căng ngang, đầu B cố định, đầu A nối với dụng cụ rung để dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình π u=2cos( πt- ) (cm) Vận tốc truyền sóng dây 2m/s Sóng truyền tới đầu B phản xạ lại Gọi I trung điểm đoạn dây AB Chọn t=0 lúc đầu A bắt đầu dao động a) Sau thời gian ngắn bao nhiêu, kể từ đầu A bắt đầu dao động, điểm I có li độ 2cm Vẽ dạng sợi dây b) Tìm li độ điểm I thời điểm t=10s xác định vị trí (so với B) điểm đoạn dây IB có li độ lúc Câu (1,5 điểm) a) Một cuộn dây dẫn dùng thí nghiệm có bán kính 1cm , gồm 250 vòng điện trở 40  Để đo từ trường trái đất, người ta nối cuộn dây với điện lượng kế cho đột ngột quay góc 180o Điện lượng kế cho thấy có điện lượng 3,2.10-7C chạy qua cuộn dây tượng cảm ứng Xác định cảm ứng từ từ trường trái đất, biết ban đầu từ thông qua cuộn dây cực đại b) Mắc ampe kế lý tưởng vào mạch điện vô hạn R R hình vẽ Các nguồn điện giống có suất điện động E điện trở r Các điện trở giống có giá trị R=kr Biết ampe kế có số I Xác định E theo I, r k A E,r E,r -Hết Giám thị khơng giải thích thêm Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Họ tên thí sinh…………………………………………………….Số báo danh……………… http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012-2013 Môn: VẬT LÍ HƯỚNG DẪN CHẤM (Gồm 04 trang) Nội dung Câu Điểm Câu (2,0 đ) a) Biên độ dao động ban đầu: A1  l1  mg  Cơ dao động ban đầu: k kA1 …………………………………………………………………………… Khi m tới biên đặt m0 chồng lên m nên vị trí biên khơng đổi VTCB bị dịch chuyển xuống đoạn m0g/k nên biên độ m g A2  A1  ………………………………………………………………………… k  Cơ dao động W2  kA22 …………………………………………  Cơ dao động bị giảm lượng là: W  W1  W2  0,375J …………… W1  0,25 0,25 0,25 0,25 b) Chu kì T=2   =1(m) 0,25 g -Trong chu kì lượng cần cung cấp để trì dao động là: W=Fc.(4A)=4 Fcsin  0,25 -Năng lượng cục pin W’=Uq 0, 25qU - số chu kì pin trì tối đa cho đồng hồ là: N= …… 0,25 W -Vậy thời gian pin trì tối đa là: t=NT=45,3 ngày 0,25 Câu I OB I B OC ) ; ( ) a) Sóng âm sóng cầu nên A  ( (1,5 đ) IB OA IC OB I OB )  lg( ) (1) Ta có b = LA-LB=lg A  lg( IB OA IB (2) IC I OC ) (3) Từ (1) (2) => LA-LC = 4b =lg A  lg( IC OA OC 4 OC 256 )  lg( ) = lg( )8 => Từ (1) (3) => lg( ………………  ( )4 = OA 3 OA 81 b) Khoảng cách MN=a => ON=OM+a IM=10-8 W/m2 ; IN=10-9W/m2 I ON OM  a )  lg( )  1B => => LM-LN=lg M  lg( IN OM OM 3b=LB-LC=lg 0,25 0,25 0,25 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Nội dung Điểm OM  a a )  10   10  …………………………………………………… OM OM 0,25 Câu ( Vì cơng suất nguồn âm khơng đổi nên nguồn âm đặt N 0,25 I M' OM OM 2 ' P=4π.(NM) I M =4π.(OM) IM => ( ) ( ) IM NM a ( 10  1) 108 => I'M=IM = =2,12.10-9 (W/m2) 2 ( 10  1) ( 10  1) Câu a) Các phương trình nguồn sóng: Us1 = Us2 = 2cos(40  t ) cm (1,5 đ) Phương trình sóng thành phần M: 2 d1 2 d U1M = 2cos(40  t ) cm; U2M = 2cos(40  t ) cm;    0,25 v  1, cm f Phương trình sóng tổng hợp M: UM = U1M + U2M = 4cos(40  t - 1, 25 ) cm Xét điều kiện: d2 – d1 = k   – 4,2 = k.1,6  k =3 M thuộc cực đại giao thoa  b) Để M thuộc cực tiểu giao thoa d2 - d1=(2k+1)  d2=1,6k+5 S2 dịch xa S1 d2>9  k>2,5  k=3  d 2' =9,8cm …………………………… Khi chưa dịch S2 d1=4,2 cm, d2 =9cm, S1S2=12cm d  S1S2  d12  cos  = =0,96 2d S1S2 0,5 0,25 0,25  sin  =0,28 MH=MS2 sin  =2,52 cm HS2=MS2 cos  =8,64 cm Khi dịch S2 đến S2’ HS2’= MS2'2  MH =9,47cm …………………………  đoạn dịch ngắn là: S2S2’= HS2’ - HS2=0,83 cm ………………………  Câu Do nguồn ngược pha nên điểm M cách nguồn khoảng d1, d2 có biên độ dao 0,25 0,25 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu (1,5 đ) Nội dung   (d  d )     động AM  2a cos  2  với a biên độ dao động nguồn,  bước sóng Muốn điểm M xa A M, I, A thẳng hàng: d1=MA=AI+IM=17 cm, ………… Tính d2=MB=10,57 cm ……………………………………………………… v 40    4cm f 10   (17  10,57)    AM  2.5 cos    9,44mm …………… 2  Điểm 0,25 0,5 0,5 0,25 Câu (2,0 đ) a * Bước sóng   vt  4m Phương trình sóng tới I  2 d UI = 2cos(  t   ) = 2cos(  t  3 ) cm điều kiện t  t = 2,5s (1)  Khi UI = 2cm  2cos(  t  3 )=2  t   2k kết hợp điều kiện (1)  tmin =3s k=0  * Lúc t=3s, sóng lan truyền đến M với AM = v tmin = 6m = Li độ điểm I lúc UI = 2cm Hình dạng sợi dây hình vẽ 0,25 0,25 0,25 H vẽ 0,25 b *Lúc t=10s dây có sóng dừng ổn định B nút sóng, I trung điểm dây  với BI = 5m = 2,5 I điểm bụng sóng  Phương trình sóng dừng cho điểm I: UI = 4cos(  t  5 ) cm Thay t=10s UI = -4cm *Lúc t=10s UI = -4cm, tức thời điểm sợi dây duỗi thẳng, li độ có điểm nút sóng Vậy đoạn BI có điểm nút (li độ ): Điểm B điểm cách B 2m; cách B 4m 0,25 0,25 0,25 0,25 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu Câu (1,5 đ) Điểm Nội dung a) Khi cuộn dậy quay có xuất điện động cảm ứng: E = -N - Mạch kín nên có dòng I =  q  I t = E R = NB S ; R t  S = - NB t t B từ trường trái đất NBS R.q R.q  B=   0,815.104 T R N S N  R  ( R )  …… 0,25 0,5 b) Coi nguồn điện gồm nguồn điện lý tưởng có suất điện động E mắc nối tiếp với điện trở r Khi ta vẽ lại mạch hình bên Dễ dàng nhận thấy điểm đường chấm chấm ngăn nguồn lý tưởng điện trở r có điện Vì ta chập điểm vào làm Mạch tương đương với dãy vô hạn mắt điện trở nối vào nguồn lý tưởng có suất điện động E Khi thêm hay bớt mắt điện trở khơng gây ảnh A 0,25 hưởng mạch vơ hạn, nên ta có điện trở R0 mạch điện vô hạn thoả mãn: R r R R  R  Rr k  k  4k  R0  R02  R.R0  R.r   R0   r r  R0 2 k  k  4k I r  Suất điện động E theo I, k r sau: E  IR  0,25 0,25 -Hết *Thí sinh làm cách khác cho điểm tối đa *Thí viết thiếu viết sai đơn vị từ hai lần trở lên trừ 0,25 điểm cho tồn ... chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2 01 2- 2013... 81 b) Khoảng cách MN=a => ON=OM+a IM=1 0-8 W/m2 ; IN=1 0-9 W/m2 I ON OM  a )  lg( )  1B => => LM-LN=lg M  lg( IN OM OM 3b=LB-LC=lg 0,25 0,25 0,25 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline... vẽ Các nguồn điện giống có suất điện động E điện trở r Các điện trở giống có giá trị R=kr Biết ampe kế có số I Xác định E theo I, r k A E,r E,r -Hết Giám thị không giải thích thêm Thí sinh