intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2013 - 2014)

Chia sẻ: ĐOÀN VĂN LƯỢNG | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

387
lượt xem
39
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình học và ôn thi môn Vật lý, mời các bạn cùng tham khảo nội dung đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 "Môn Vật lý" năm học 2013 - 2014 dưới đây. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Hải Dương lớp 12 có đáp án: Môn Vật lý (Năm học 2013 - 2014)

  1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO  KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG TẠO Lớp 12 THPT năm học 2013 ­ 2014 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÝ HẢI DƯƠNG Thời gian làm bài: 180 phút ________________________ (Đề thi có 4 câu và gồm 02 trang) ___________________________________________ Câu 1 (2,0 điểm). Một khung dây dẫn kín hình chữ  nhật ABCD ( AB l; BC b ), khối lượng m  được giữ đứng yên và mặt phẳng khung nằm trong mặt       phẳng thẳng đứng. Khung được đặt trong từ trường đều  A  l  B  có   véc   tơ   cảm   ứng   từ   B   vuông   góc   với   mặt   phẳng  B  khung   sao   cho   chỉ   có   cạnh   CD   không   nằm   trong   từ    b  trường   như   hình   vẽ   1.   Ở   thời   điểm   ban   đầu   ( t 0 )  người ta thả nhẹ khung dây. a. Giả  sử  khung có điện trở  thuần R, độ  tự  cảm  D  C  của khung không đáng kể, chiều dài b đủ  lớn sao cho   Hình vẽ 1  khung đạt tới vận tốc giới hạn (vận tốc không đổi)  trước khi ra khỏi từ  trường. Tìm vận tốc giới hạn của khung và nhiệt lượng tỏa ra   trên khung đến khi cạnh AB của khung vừa ra khỏi từ trường? b. Giả sử khung được làm từ vật liệu siêu dẫn và có độ tự cảm L. Cũng giả thiết  b đủ  lớn để khung không ra khỏi từ trường trong quá trình chuyển động. Chọn trục   Ox hướng thẳng đứng từ  trên xuống, gốc O tại vị  trí ban đầu của cạnh CD. Biết   trong quá trình khung chuyển động, cạnh CD không chuyển động vào vùng có từ  trường. Viết phương trình chuyển động của khung? Giả thiết khung dây không bị biến dạng trong quá trình chuyển động. Câu 2 (2,0 điểm).   Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10cm. Ban đầu,  B  vật sáng AB phẳng mỏng, cao 1cm đặt vuông góc  với   trục   chính   của   thấu   kính,   A   nằm   trên   trục  A  O  chính, cách thấu kính một khoảng bằng 15cm (Hình  vẽ 2). Hình vẽ 2  a. Xác định vị trí, tính chất, chiều và độ cao của  ảnh. Vẽ ảnh. b. Để được ảnh cao bằng bốn lần vật, phải dịch chuyển vật dọc theo trục chính   từ vị trí ban đầu đi một khoảng bao nhiêu, theo chiều nào? c. Để vật ở vị trí cách thấu kính 15cm và giữ vật cố định. Cho thấu kính chuyển  động tịnh tiến ra xa vật, dọc theo trục chính sao cho trục chính không thay đổi. Khi  thấu kính cách vật 25cm thì quãng đường mà  ảnh đã đi được trong quá trình trên là  bao nhiêu?   Câu 3 (3,5 điểm). k 1  k 2  k3  O1  O2   O3   m1  m2  m3  Hình vẽ 3 
  2. m3 1. Ba vât nho khôi l ̣ ̉ ́ ượng lân l ̀ ượt la m ̀ 1, m2 và m3 (vơí   m1 m2 100 gam )  2 được   treo   vaò   3   lò  xo   lí   tưởng   có  độ   cứng   lần   lượt   k 1,   k2,   k3  (vơí  k3 k1 k2 ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ̀ ̀ ̣ ường thăng năm 40 N / m ). Tai vi tri cân băng, ba vât cung năm trên môt đ ̉ ̀   2 ngang và cách đều nhau ( O1O2 O2 O3 1,5 cm ) như  hinh ve 3. Kich thich đông th ̀ ̃ ́ ́ ̀ ời   ̉ ̣ ̣ cho ca ba vât dao đông điêu hoa theo cac cach khac nhau: T ̀ ̀ ́ ́ ́ ừ vị trí cân bằng truyên cho ̀   ̣ m1 vân tôc 60cm/s h ́ ương thăng đ ́ ̉ ưng lên trên; m ́ 2 được tha nhe nhang t ̉ ̣ ̀ ừ môt điêm phia ̣ ̉ ́  dươi v́ ị  trí cân bằng, cach vi tri cân b ́ ̣ ́ ằng môt đoan 1,5cm. Chon truc Ox h ̣ ̣ ̣ ̣ ương thăng ́ ̉   đưng xuông d ́ ́ ươi, gôc O tai v ́ ́ ̣ ị trí cân bằng, gôc th ́ ơi gian ( ̀ t 0 ) luc các v ́ ật băt đâu dao ́ ̀   ̣ đông. a. Viêt các ph ́ ương trinh dao đông điêu hoa cua v ̀ ̣ ̀ ̀ ̉ ật m1 va v ̀ ật m2. Nếu vào thời  điểm t vật  m1  ở vị trí có li độ  x1 2cm và đang giảm thì sau đó  s  vật  m2 có tốc độ  20 là bao nhiêu? ́ ̉ ́ ớn nhất giưa m b. Tinh khoang cach l ̃ 1 va m ̣ ̀ 2 trong qua trinh dao đông. ́ ̀ c. Viết phương trình dao động của vật m3 đê trong suôt qua trinh dao đông ba vât ̉ ́ ́ ̀ ̣ ̣  ̣ ường thăng? luôn năm trên cung môt đ ̀ ̀ ̉ 2. Một con lắc lò xo có độ cứng  k 40 N / m , vật nhỏ khối lượng  m = 100( g ) đặt  trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn là  0,16 .  Ban  đầu giữ vật sao cho lò xo bị nén 10(cm) rồi thả nhẹ. Lấy  g = 10(m / s ) . Xác định:  2 a.  Tốc độ của vật lúc gia tốc của nó đổi chiều lần thứ 4. b. Quãng đường vật đi được cho đến khi dừng hẳn. Câu 4 (2,5 điểm). Trên mặt chất lỏng, tại hai  điểm A và B đặt h ai nguồn sóng dao động theo  phương   thẳng   đứng   với   phương   trình   dao   động   lần   lượt   là:   u A a1 cos(20 t ) và  uB a 2 cos 20 t . Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là  40cm/s và biên  2 độ sóng không thay đổi trong quá trình sóng truyền. 1. Cho  AB 20 cm ;  a1 6 mm  và  a 2 6 3 mm a. Viết phương trính sóng tại trung điểm O của AB. b. Tìm số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn AB. 2. Cho  AB 6,75  và  a1 a 2 a . Trên đoạn AB, có hai điểm C và D: C nằm trên  đoạn AO; D nằm trên đoạn BO (với  CO ; DO 2,5  ). Hãy xác định số điểm và vị  trí điểm gần B nhất dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn B trên đoạn  CD. ___________ Hết ___________
  3. Họ và tên thí sinh: ............................................................................... Số báo danh: ................................. Chữ kí giám thị 1: ................................................. Chữ kí giám thị 2:  ......................................................
  4. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI  HẢI DƯƠNG CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG ____________________________ Lớp 12 THPT năm học 2013 ­ 2014 Môn thi: VẬT LÝ (Đáp án  gồm 06 trang) ________________________________________________________ Câu Ý Nội dung Điểm + Khi khung rơi, trong thanh AB xuất hiện suất  điện động  cảm ứng:  eC Bvl eC Bvl + Cường độ dòng điện trong khung:  i R R 0,25 + CD không chịu tác dụng lực từ; Lực từ  tác dụng lên cạnh  AD và CB cân bằng; Lực từ  tác dụng lên AB hướng thẳng  B 2l 2 v đứng từ dưới lên và có độ lớn:  Ft Bil R a + Theo định luật II Niu tơn:  mg Ft ma Khi khung đạt vận tốc giới hạn:  a 0 0,25 mgR Suy ra:  v B 2l 2 Câu 1 +   Áp   dụng   định   luật   bảo   toàn   năng   lượng   cho   quá   trình  (2,0   chuyển động của khung từ  lúc ban đầu đến khi AB vừa ra   điểm) 0,25 mv 2 m 2 gR 2 khỏi từ trường:  Q mgb mg b 2 2B 4l 4 + Khi khung rơi, trong thanh AB xuất hiện suất  điện động  cảm ứng:  eC Bvl Blx' + Suất điện động tự cảm trong khung:  etc Li ' 0,25 + Theo định luật Ôm: b d Blx Blx   eC etc 0 Blx' Li ' i 0 i const dt L L + Chọn gốc tọa độ O trùng với vị trí ban đầu của trọng tâm Blx 0,25 + Tại  t 0:i 0; x 0 const 0 i L
  5. B 2l 2 x + Lực từ tác dụng lên cạnh AB:  Ft Bil L + Theo định luật II Niu tơn:  mg Ft ma B 2l 2 x B 2l 2 gmL 0,5 mg ma x' ' x 0 L mL B 2l 2 gmL Bl x 2 2 A cos( t ); B l mL gmL x A cos 0 + Tại  t 0: B 2l 2 gmL A v x' A sin 0 B 2l 2 gmL Bl x cos t 1 B 2l 2 mL + Vậy phương trình chuyển động của khung khi chọn gốc O  0,25 tại vị trí ban đầu của thanh CD: gmL Bl b x cos t 1 B 2l 2 mL 2 Câu 2 df 15.10 +  d ' = = = 30cm >0: Ảnh thật, cách TK 30 cm (2,0   d − f 15 − 10 0,25 điểm) d' +  k 2
  6. +Vì giá trị của d thay đổi từ 15cm đến 25cm luôn lớn hơn f, do   đó vật thật luôn cho ảnh thật)  + Khoảng cách vật ­ ảnh:  0,25 df L d d' d d2 Ld Lf 0 d f + Phương trình trên có nghiệm khi:    ∆ = −L� 2 −� ۳ =0 � = L(L 4f ) 0 �4Lf L 4f 40cm L min 40cm 0,25 Dấu “=” xảy ra khi  0 d 20cm  và  d ' 20cm c + Ban đầu  d 15cm  thì  L 45cm  ­­> Khi TK dịch ra xa vật thì  ảnh dịch chuyển lại gần vật đến khi   d 20cm ( Lmin 40cm) .  0,25 Khi đó ảnh dịch chuyển được  S1 5cm . +   Sau   đó,   ảnh   dịch   chuyển   ra   xa   vật   đến   khi  d 25cm ( L 125 / 3cm) .   Khi   đó   ảnh   dịch   chuyển   thêm  S2 5 / 3cm 0,25 + Vậy quãng đường ảnh đi được trong quá trình trên là 20 Sanh = S1 + S2 = cm = 6,67cm 3 Câu 3 k1 + ω1=ω2=ω3= =20rad/s m1 (3,5   0,25 điểm) + Phương trình dao động của m1: x1=3cos(20t+ ) (cm) 2 + Phương trình dao động của m2: x2=1,5cos20t (cm) + Có  t . t 20 1.a + Dao động của vật 1 sớm pha hơn so với dao động của vật 2  0,25 một góc  . Mà vận tốc lại sớm pha so với li độ 1 góc  . 2 2 + Do đó, Vân tốc của vật 2 ở thời điểm  t 2  ngược pha với li độ  x1 A1 của vật 1 ở thời điểm  t1 . Suy ra:  v2 A2 2 0,25 v2 20cm / s 1.b + Khoảng cách 2 vật theo phương thẳng đứng:  0,25 x x1 x2 x max 1,5 5cm + Khoảng cách lớn nhất giữa 2 vật:  0,25 L (O1O2 ) 2 2 x max 1,5 6 3,67cm
  7. + Ta có: O1O2 = O2O3 và 3 vật luôn cùng nằm trên một đường   x1 x3 0,25 thẳng →  x2  hay x3 = 2x2 – x1  2 + Dùng phương pháp giản đồ Fre­nen:     A1      A3 2 A2 ( A1 )   A2   2A2   0,25 3   1.c  A3    A1   + Từ giản đồ suy ra:  A3= (2 A2 ) 2 A12 =3 2 cm φ3= ­ π/4 rad 0,25 → x3=3 2 cos(20t ­  ) (cm);  4   x  •  •  •  C1  O  C2  0,25 + Lúc có ma sát, tại VTCB  của vật lò xo biến dạng một đoạn :  mg C1O C2O x0 0,004( m) 4mm  (HS c/m được CT) k 2.a + Gia tốc của vật đổi chiều lần thứ 4 ứng với vật đi qua VTCB  C2 theo chiều sang trái lần thứ 2, áp dụng định luật bảo toàn năng 0,25 2 kx02 mv 2  lượng ta được:  kA mgS 2 2 2 + Sau mỗi nửa dao động thì VT biên tiến lại gần O: 2 x0 8mm  ­­>  S A 2( A 2 x0 ) 2( A 2.2 x0 ) 2( A 3.2 x0 ) x0 7 A 25 x0 0,25 S 0,6m v 1,44m / s + Sau 12 nửa dao động thì vật ở VT cách O: 0,25   A 12.2 x0 10 24.0,4 0,4cm x0 + Sau 12 nửa dao động thì vật ở VT biên trùng với  VTCB C1  2.b 0,25 nên vật dừng lại  tại vị trí đó. + Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: kA 2 kx02 0,25   mgS ' S ' 1,248m 2 2 v Câu 4 1.a + Bước sóng  4cm 0,25 f
  8. + Phương trình sóng tại O do các nguồn gửi đến là  (2,5   điểm) 2 .10 u AO 6 cos 20 t mm 4 0,25 2 .10 và u BO 6 3 cos 20 t mm 2 4 + Phương trình sóng tổng hợp tại O  14 0,25 u u AO u BO 12 cos 20 t mm 3 + Xét điểm M trên AB:  MA d1 , MB d2 2 d1 d2 d1 d2 0,25 +  2 2 2 + Để M dao động với biên độ cực đại: 1.b d1 d2 0,25 2k d1 d2 4k 1 (cm) 2 2 + M trên AB:  AB d1 d 2 AB 19 / 4 k 21 / 4  ­­> Có 10  điểm dao động với biên độ cực đại trên AB. 0,25 2 + Xét điểm N trên CD:  NA d1 , NB d2 + Phương trình sóng tại N do các nguồn gửi đến: 2 .d1 u AN a cos 20 t mm 2 .d 2 u BN a cos 20 t mm 2 0,25 + Phương trình sóng tổng hợp tại N uN 2a cos (d1 d2 ) cos 20 t (d1 d2 ) mm 4 4 Có  d1 d 2 AB 6,75 Nên:  u N 2a cos (d1 d2 ) cos 20 t 7 mm 4 2 + Để N dao động với biên độ cực đại và cùng pha với B: 0,25 cos (d1 d2 ) 1 d1 d2 2k 1 4 4
  9. + N trên CD:   AM BM d1 d2 AN BN 1,375 k 2,125 0,25 + Vậy có 4 điểm dao động với biên độ  cực đại và cùng pha  với B trên đoạn CD. d1 d2 (2k 1) +Có  4 d1 d2 AB AB 0,25 d2 2k 1 2 8 2 d 2min 4cm Chú ý: Nếu học sinh làm bằng cách khác nhưng đúng thì vẫn cho điểm tối đa. ___________ Hết ___________
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2