Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 12 trường THPT Lý Thái Tổ, Bắc Ninh năm học 2016 - 2017

Hình 2Doc24.vn SỞ GD ĐT BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12TRƯỜNG THPT LÝ THÁI TỔ Năm học: 2016 2017 MÔN: Vật lý Khối 12 Ngày thi: 15/09/2016 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)Câu (2,5 điểm)Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 300M g= lò xo nhẹ có độ cứng200 /k m=. Khi đang vị trí cân bằng thì thả nhẹ vật 200m g= rơi từ độ cao3, 75h cm= so với như hình Coi va chạm giữa và là hoàn toàn mềm. Sauva chạm, hệ và bắt đầu dao động điều hòa. Lấy 210 /g s= Bỏ qua mọi masát và lực cản môi trường. a. Viết phương trình dao động của hệ (M m). Chọn gốc thời gian là lúc va chạm,trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc tại vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.b. Tính biên độ dao động cực đại của hệ vật để trong quá trình dao động vật không rời khỏi M.Câu (2 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. Cuộn dây thuần cảm cóđộ tự cảm thay đổi được. Tụ điện có dung kháng lớngấp lần điện trở R. Vôn kế có điện trở rất lớn. Đặt vào haiđầu A, của đoạn mạch hiệu điện thế:)(100sin5200Vtu=a. Biết =40R Tính để số chỉ của vôn kế là cực đại. Viết biểu thức của AMu khi đó.b. Khi độ tự cảm của cuộn dây có giá trị 1LL= thì vôn kế chỉ 1U và dòng điện trong mạch sớm phagóc 1 so với u. Còn khi độ tự cảm của cuộn dây có giá trị 122LLL== thì vôn kế chỉ 212UU= vàdòng điện trong mạch trễ pha góc 2 so với u. Hãy tính giá trị 1 2 .Câu 3. (1,5 điểm)Một con lắc đơn có chiều dài m, vật nặng khối lượng m=1kg treo tại nơi có gia tốc trọng trường210 /g s=. Đưa vật nặng đến vị trí sao cho dây treo căng và hợp với phương thẳng đứng góc 0α 60 rồi thả nhẹ. Biết cơ năng con lắc bảo toàn trong quá trình dao động. a. Tính lực căng dây treo ại vị trí động năng bằng thế năng Tính gia tốc của vật nặng khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 30 0. Hình mkhDoc24.vnCâu 4. (2 điểm)Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, có hai nguồn kết hợp tại hai điểm A, cách nhau 18cm dao động theo phương trình cos 50 ).A Bu cm= Cho tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 50cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi.a. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu trong khoảng AB.b. Trong khoảng AB có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại và cùng pha với các nguồn.Câu 5. (2 điểm). a. Cho mạch điện AB gồm cuộn dây thuần cảm L, điện trở thuần Rvà tụ điện mắc như hình 2. Đặt vào hai đầu AB một điện ápxoay chiều có biểu thức uAB U2 cos (V). Biết rằng điện ápgiữa hai đầu các đoạn mạch AN và MB vuông pha với nhau vàUAN 505 V, UMB 1005 V. Mạch tiêu thụ công suất =50W. Tính R, ZL ZC .b. Điện năng được truyền từ nơi phát đến một khu dân cư bằng đường dây một pha với hiệu suất truyềntải là 90%. Nếu công suất sử dụng điện của khu dân cư này tăng thêm 20% và giữ nguyên điện áp nơiphát thì hiệu suất truyền tải điện năng trên đường dây lúc này là bao nhiêu? Biết hao phí điện năng chỉdo toả nhiệt trên đường dây và không vượt quá 20%. Coi điện áp luôn cùng pha với dòng điện.---------------------------------------HẾT--------------------------------------SỞ GD ĐT BẮC NINH ĐÁP ÁN THI CHỌN HSG 201 201 THPT LÝ THÁI TỔ MÔN: Vật lý Khối 12ABR CM NLDoc24.vnĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂMCâu NỘI DUNG Điểm1(2,5điểm) a. Vận tốc của ngay trước va chạm: 50 86, /v gh cm cm s= »Do va chạm hoàn toàn không đàn hồi nên sau va chạm hai vật có cùng vận tốc V( 20 34, /mvmv cm cm sM m= »+ Tần số dao động của hệ:20 /Kra sM mw= =+ Khi có thêm thì lò xo bị nén thêmmột đoạn:01mgx cmK= Vậy VTCB mới của hệ nằm dưới VTCB ban đầu một đoạn1cmTính A: 22022VA xw= (cm)Tại t=0 ta có: osd2.20 sin 03cra=ì® =í- <îVậy: os 203x cmæ ö= +ç ÷è 0,50,250,250,250,25b, Phản lực của lên là thỏa mãn: 2N ma mg ma xw+ -uur ur ®2 2minN mg mg Aw w= -Để không rời khỏi thì min0N³2gAw® Vậy ax2 2102, 520mgA cmw= 0,250,250,52(2điểm) a. Số chỉ vôn kế chính là 22CAMZRIu+=Để AMu cực đại thì phải cực đại nên đoạn mạch xãy ra hiện tượng cộng hưởng)(38,01003HRLZZCL»==.Khi có cộng hưởng thì cùng pha với u, do đó AMu trễ pha hơn một góc 1,25rad.)(210001002202200VUZRRUZRIUCCAM==+=+=))(25,1100sin(21000VtuAM-= 0,250,250,250,25Doc24.vnb. RCZC31==w+ Khi 1LL= ta có: 1012211RIZRIUC=+= (1) 3tan11-=RLw 2121)3(RLRUI-+=w (2)+ Khi 122LLL== ta có: 122LLZZ= 1022222RIZRIUC=+= (3)32tan11-=RLw 2122)32(RLRUI-+=w (4)Theo bài ra 212UU= từ (1) và (3), ta có: 212II= (5)Từ (2), (4) và (5), ta có: 251RL=w (6)Thay (8) vào (2) và (4), ta có: rad46,01= rad11,12= 0,250,250,250,253(1,5 điểm) a. Khi Wđ Wt Wt mgl cosα0 4mgl cosα cosα 7/8Lực căng dây khi đó: mg 3cosα 2cosα0 16 25 0,250,25a. Tính được vận tốc của vật khi dây treo lệch góc :12mv mgℓ(cosα cos0α ()02 os osv ca a -l- Tính gia tốc tiếp tuyến at gsinα- Tính gia tốc pháp tuyến aht 2vl 2g(cosα cos0α )Gia tốc của vật 2t hta Thay số được 28, 865 /a s» 0,250,250,250,254(1,5 điểm) a) Tính bước sóng 2vcmfl= =- Số cực tiểu trên AB là số giá trị nguyên của thỏa mãn ()0, 5AB ABl-