Đang tải... (xem toàn văn)
Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 12 năm học 2016 2017 có đáp án chi tiết. Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 12 năm học 2016 2017 có đáp án chi tiết. Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 12 năm học 2016 2017 có đáp án chi tiết
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2016 – 2017 MÔN THI: VẬT LÝ 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 khơng đáng kể, hệ số m1 m2 k đàn hồi k = 100(N/m) đặt nằm ngang, đầu giữ cố định, đầu lại gắn với chất điểm x m1 = 0,5 (kg) Chất điểm m1 gắn với chất điểm thứ O 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 ln gắn chặt với q 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= (cm) d) Tìm quãng đường mà vật từ thời điểm t1 = π 7π (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 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 urvectơ cường độ điện trường cho dây treo hợp với vectơ gia tốc trường g góc 55o bng nhẹ cho lắc dao động điều hòa Chọn trục toạ độ có gốc O trùng với vị trí vật mà dây ur 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 = π2 = 10(m / s ) Viết phương trình li độ dài vật c) Tìm tỉ số độ lớn gia tốc vật vị trí mà dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 450 với độ lớn gia tốc vật vị trí thấp quỹ 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 = 30 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 vng góc với trục thấu kính Trên vng góc với trục phía sau thấu kính 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 kính 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 thơng số E, r phù hợp, cuộn dây có độ tự cảm L có điện trở r dây nối có điện trở không đáng kể Thiết kế phương án thí nghiệm tượng tự cảm (vẽ hình, nêu vai trò dụng cụ, dự đốn kết thí nghiệm giải thích) 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 r đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ B vng góc với mặt phẳng khung, khơng gian sát phía cạnh đáy khơng có 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 = 18V, r = 4Ω, A Đ R1 = 12Ω, R2 = 4Ω, R4 = 18Ω, R5 = 6Ω, RĐ = 3Ω, C= 2µF B E A 1) Biết trở R3 = 21Ω Tính điện tích tụ điện số chỉ R1 R3 ampe kế A C R2 2) Dịch chuyển chạy biến trở R3 để điện tích tụ C Tìm R3 Biết điện trở ampe kế dây nối không đáng kể E, r F R4 D ====================Hết===================== R5 Câu 1: (2,5 điểm) SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2016 – 2017 MÔN THI: VẬT LÝ Thời gian làm : 180 phút Ngày thi: 8/10/2016 (Đề thi gồm câu 02 trang) ĐỀ CHÍNH THỨC 1) (1,5đ) a) ω = k = 10rad / s m1 + m2 0,25 Tại t=0 ⇒ x0 = − A = −2cm ⇒ ϕ = π rad Suy phương trình dao động: x = cos(10t + π ) cm b) Ta có: Wd = W − Wt Wđ ≤ Wt ≤ 0, 02(J) 0,25 Ta có: W = k.A = 0, 02(J) ; 0,02 • Khi Wt =0(J) Wđ =0,02(J) Khi Wt =0,02(J) Wđ =0(J) 0,5 Wt • O 0,02 c) Thời gian ngắn để vật dđ đh từ x1 đến x2 tương ứng vật π chuyển động tròn từ M1 đến M2 với góc quét ∆Φ = ∆t = ∆Φ π = s ω 60 d) Vị trí vật thời điểm t1 ϕ1 = ωt1 + π = π + π π Góc quét: α = ω.∆t = 8,5π = 8π + rad 0,25 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: ω ' = 10 2rad / s , x’ = 0,5cm, v = ± 10 cm/s ⇒ A’ = 2) (1,0 đ) 0,25 ≈ 1,322cm 0,25 0,25 Vị trí vật m2 bong khỏi vật m1 thoả mãn: FC = m2 ω2 x = 0,5 (N) x = 1cm Ngay sau bong: ω ' = K = 10 rad/s, v’ = 10 cm/s, x’ =1cm m1 0,25 10 10 ⇒ A’ = + = ≈ 1,581cm ÷ ÷ 10 ⇒ v Max = A ' ω = 0,25 10 10 = 10 ≈ 22,36cm / s Câu 2: (2,0 điểm) 1) a)Tại vị trí cân góc lệch dây treo là: (1,5 đ) tan ϕ = Fđ = ⇒ ϕ = 45o 0,5 P b) Vì gốc tọa độ O cách vị trí cân lúc đầu vật đoạn: d= π π.1 = (m) 180 36 Phương trình dao động có dạng: s = − π + S0 cos(ωt + ϕ) 36 0,25 g' = π (rad / s) l π π s = − + S0 cos(ϕ) = 36 36 Lúc t = 0, v = −ω.S0 sin ϕ = Với: ω = ϕ = ⇔ π S0 = 18 ( m ) π π Phương trình dao động li độ dài là: s = − + cos(π 2t) (m) 36 18 0,25 c) Tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 450, trùng v2 = (ωS0 ) (1) l Tại vị trí thấp vị trí biên âm: a = a t = ω S0 (2) a1 π = S0 = ≈ 0,174 Từ (1) (2), suy ra: a2 18 VTCB lúc đầu, ta có: a1 = a n = 2) (0,5 đ) Xe trượt xuống dốc với gia tốc: a = g sin 30 = 5(m / s ) r r r 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 ) T = 2π 0,25 0,25 0,25 0,25 l =2,135(s) g' Câu : (1,5 điểm) 1) Ảnh thu ảnh thật : d’ >0 ; k