Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2011 - 2012)

Chia sẻ: ĐOÀN VĂN LƯỢNG | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

407
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 "Môn Vật lý" năm học 2011 - 2012 dưới đây để có thêm tài liệu học và ôn thi môn Vật lý. Hy vọng đề thi sẽ giúp các bạn tự tin hơn trong kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2011 - 2012)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG HẢI DƯƠNG Lớp 12 THPT năm học 2011 2012 Môn thi: V ĐỀ CHÍNH THỨC ẬT LÝ Thời gian làm bài: 180phút (Đề thi gồm 02 trang) Câu 1(2 điểm) 1) Một vật có khối lượng m = 100( g ) , dao động điều F(N) hoà theo phương trình có dạng 4.102 x = Acos(ωt + ϕ) . Biết đồ thị lực kéo về theo thời gian F(t) 7/6 t (s) O như hình vẽ. Lấy π2 = 10 . 2 13/6 2.10 Viết phương trình dao động của vật. 4.102 2) Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 12(cm) . Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vận tốc có độ lớn không vượt quá 2T 24π 3 (cm/s) là . Xác định chu kì dao động của chất điểm. 3 3) Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang có k = 100 (N/m), m = 500( g ) . Đưa quả cầu đến vị trí mà lò xo bị nén 10cm, rồi thả nhẹ. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là = 0,2. Lấy g = 10(m/s2). Tính vận tốc cực đại mà vật đạt được trong quá trình dao động. Câu 2(2 điểm) A x Các electron được tăng tốc từ trạng thái nghỉ trong một điện trường có hiệu điện thế U = 10 3(V) và thoát ra từ điểm A theo đường Ax. Tại điểm M cách A một đoạn d = 5(cm), M người ta đặt một tấm bia để hứng chùm tia electron, mà đường thẳng AM hợp với đường Ax một góc = 600. a) Hỏi nếu ngay sau khi thoát ra từ điểm A, các electron chuyển động trong một từ trường không đổi vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. Xác định độ lớn và chiều của véc tơ cảm ứng từ B để các electron bắn trúng vào bia tại điểm M? 1
b) Nếu véc tơ cảm ứng từ B hướng dọc theo đường thẳng AM, thì cảm ứng từ B phải bằng bao nhiêu để các electron cũng bắn trúng vào bia tại điểm M? Biết rằng B ≤ 0,03 (T). Cho điện tích và khối lượng của electron là: e = 1,6.1019(C), m = 9,1.1031(kg). Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Câu 3(2 điểm) Hai nguồn âm điểm phát sóng cầu đồng bộ với tần số f = 680 (Hz) được đặt tại A và B cách nhau 1(m) trong không khí. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340(m/s). Bỏ qua sự hấp thụ âm của môi trường. 1) Gọi I là trung điểm của AB, P là điểm nằm trên trung trực của AB ở gần I nhất dao động ngược pha với I. Tính khoảng cách AP. 2) Gọi O là điểm nằm trên trung trực của AB cách AB 100(m). Và M là điểm nằm trên đường thẳng qua O song song với AB, gần O nhất mà tại đó nhận được âm to nhất. Cho rằng AB
2) Nối hai đầu B, D với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. ........................................Hết........................................... Họ và tên: ........................................................ Số báo danh:........................... Chữ kí của giám thị 1:................................ Chữ kí của giám thị 2: ............................. 3
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ NĂM 2011 Câu 1.(2 điểm) 1) (1 điểm) T 13 7 0,25đ Từ đồ thị, ta có: = − = 1(s) T = 2s = (rad/s). 2 6 6 2 k = m. = 1(N/m). 0,25đ +) Ta có: Fmax = kA A = 0,04m = 4cm. +) Lúc t = 0(s) từ đồ thị, ta có: Fk = kx = 2.102 m x = 2cm và Fk 0,25đ đang tăng dần (vật đang chuyển động về VTCB) v
Vì B v nên lực lorenxơ đóng vai trò là lực hướng tâm, làm e chuyển 0,25đ động tròn đều, bán kính quỹ đạo là R = OA =OM. v2 mv Ta có FL = maht evB = m R = R eB Ta có AH = OAcos300 d/2 = R. 3 /2 R = d/ 3 0,25đ B = mv 3 /(de) 3,7.103T. b)(1 điểm) ur b) Véc tơ B hướng theo AM. 0,25đ Phân tích: v v v // với v = v.sin = 1,62.107m/s, v // =v.cos =0,938.107m/s uur + ) Theo v⊥ , dưới tác dụng của lực Lorenxơ làm e chuyển động tròn mv 2π m đều với bán kính R= ⊥ chu kì quay T = 2 R / v = . eB eB uur uur +) Theo v// , thì e chuyển động tịnh tiến theo v⊥ 0,25đ hướng của B , với vận tốc v // = vcos . A x +) Do đó, e chuyển động theo quỹ đạo xoáy uur trôn ốc với bước ốc là: = T v // . v// 2π .m 0,25đ +) Để e đập vào bia tại M thì: AM = d = n = n T v // = n v // MeB 2π mv// B= n = n.6,7.103 (T) ed Vì B 0, 03 T n
AB λ 0,25đ Do d > (2k + 1) > 0 k > 1/2 2 2 Vì k Z, nên dmin k = 0 dmin = 0,75(m). 0,25đ 2) (1 điểm) AB.x 0,5đ Học sinh phải chứng minh công thức sau: d 2 − d1 = . OI Tại M nhận được âm to nhất, ta 0,5đ có: M d2 – d1 = k = ( k = 1, vì điểm d1 M gần O nhất) A d2 x OI.λ I o x = = 50m . 3 AB B Câu 4.(2 điểm) a) (1 điểm) Phương trình dao động của con lắc đơn theo li độ dài là: 0,25đ s = S0cos( t + ). g +) ω = = (rad/s). l 2 v� 0,25đ +) S0 = s + � 2 � �= 2 5 (cm/s) 0 = 0,02 5 (rad) �ω � s = S0cosϕ = 0 cosϕ =0 π 0,25đ +) Lúc t = 0 thì � �� ϕ = − rad v >0 sinϕ
A M B uur Fdh ur ur L +B Câu 5.(2 điểm) Ft 1) (1 điểm) E N D Chọn trục tọa độ Ox như hình vẽ, gốc O tại 0,25đ A M xB VTCB. Ouur +) Xét tại thời điểm t bất kì thanh MN qua vị trí Fdh ur ur C có li độ x và chuyển động sang bên phải như +B hình vẽ. Ft +) Từ thông biến thiên làm xuất hiện sđđ cảm E N D ứng: ecư = Blv. O x +) Chiều dòng điện xuất hiện trên thanh MN được xác định theo quy tắc bàn tay phải và có biểu thức: dq dv i= = CBl = CBla dt dt Theo quy tắc bàn tay trái xác định được chiều lực từ như hình vẽ và 0,25đ có biểu thức: Ft = iBl = CB2l2 x’’ uur uuur uur r Theo định luận II Niutơn, ta có: Fhl = Fdh + Ft = ma 0,25đ Chiếu lên trục Ox, ta được: mx '' = − CB2l 2 x ''− kx � (m + CB2l 2 )x '' = − kx � x '' = − k x 0,25đ m + CB2l 2 k Đặt ω = x” + 2 x = 0. m + CB2 l2 m + CB2 l2 Vậy, thanh MN dao động điều hòa với chu kì: T = 2π k 2) (1 điểm) Chọn trục tọa độ Ox như hình vẽ, gốc O tại VTCB. 0,25đ +) Xét tại thời điểm t bất kì thanh MN qua vị trí có li độ x và chuyển động sang bên phải như hình vẽ. +) Từ thông biến thiên làm xuất hiện sđđ cảm ứng: ecư = Blv. +) Dòng điện qua cuộn cảm làm xuất hiện suất điện động tự cảm: etc di = L . dt Ta có: ecư + etc = i.r = 0 ( vì r = 0) d ( Blx + Li ) = 0 � Blx + Li = const . dt x=0 Blx Lúc t = 0 thì Blx + Li = 0, i = i=0 L +) Thanh MN chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực từ 0,25đ uur B 2l 2 x Ft ngược chiều chuyển động và có độ lớn: Ft = iBl = . L 7
uur uuur uur r +) Theo định luật II Niutơn, ta có: Fhl = Fdh + Ft = ma . 0,25đ B 2l 2 Chiếu lên trục Ox, ta có: −kx − x = x '' L 1� Bl � 2 2 1 � B 2l 2 � 0,25đ � x "+ � k+ �x = 0 . Đặ t ω = � k+ � x” + 2x = 0. m� L � m� L � m T = 2π Vậy, thanh MN dao động điều hòa với chu kì: B2 l 2 k+ L .......................................Hết............................. 8