Đề thi chọn HSG cấp trường môn Vật lí lớp 12 năm 2017-2018 lần 1 - THPT Đồng Đậu

Chia sẻ: Hà Hạo Nam | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

249
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo Đề thi chọn HSG cấp trường môn Vật lí lớp 12 năm 2017-2018 lần 1 - THPT Đồng Đậu sẽ giúp các bạn hệ thống lại kiến thức Vật lí, rèn luyện kỹ năng giải đề và biết phân bổ thời gian hợp lý trong bài thi. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong kì thi!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề thi chọn HSG cấp trường môn Vật lí lớp 12 năm 2017-2018 lần 1 - THPT Đồng Đậu

TRƯỜNG THPT ĐỒNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG ĐẬ U LỚP 12 THPT NĂM HỌC 20172018 Môn: VẬT LÝ THPT (ĐỀ THI CÓ 2 TRANG) Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề. Ngày thi: 18/09/2017. Câu 1. (2,5 điểm) Một con lắc lò xo được treo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 1kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 100N/m. Đặt giá B nằm ngang đỡ vật m để lò xo có chiều dài tự nhiên. Cho giá B chuyển động đi xuống với gia tốc a = 2m/s2 không vận tốc ban đầu. a. Tính thời gian từ khi giá B bắt đầu chuyển động cho đến khi vật rời giá B. b. Chọn trục tọa độ có phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian là lúc vật rời giá B. Viết phương trình dao động điều hòa của vật. Câu 2. (2 điểm) Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn kết hợp S1, S2 cách nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f = 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S1, S2 lần lượt những khoảng d1 = 25cm, d2 = 20,5cm dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có hai dãy cực đại khác. a. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước. b. N là một điểm thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S1S2 dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng nối S1S2. c. Điểm C cách S1 khoảng L thỏa mãn CS1 vuông góc với S1S2. Tính giá trị cực đại của L để điểm C dao động với biên độ cực đại. Câu 3: (2,5 điểm) Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B dao động theo phương trình: uA 2 cos(20 t )cm và u B 2 cos(20 t )cm .Coi biên độ sóng không đổi, tốc độ sóng là 60cm/s. a. Viết phương trình sóng tổng hợp tại điểm M cách A, B những đoạn là: MA = 9cm; MB = 12cm. b. Cho AB = 20cm. Hai điểm C, D trên mặt nước mà ABCD là hình chữ nhật với AD = 15cm. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại đoạn trên AB và trên đoạn AC. c. Hai điểm M1 và M2 trên đoạn AB cách A những đoạn 12cm và 14cm. Tính độ lệch pha dao động của M1 so với M2. . Câu 4: (2 điểm) Cho quang hệ đồng trục gồm thấu kính phân kì O1 và thấu kính hội tụ O2. Một điểm sáng S nằm trên trục chính của hệ trước O1 một đoạn 20cm. Màn E đặt vuông góc trục chính của hệ sau O2 cách O2 một đoạn 30cm. Khoảng cách giữa hai thấu kính là 50cm. Biết tiêu cự của O2 là 20cm và hệ cho ảnh rõ nét trên màn. Thấu kính phân kì O 1 có dạng phẳng lõm, bán kính mặt lõm là 10cm.
a. Tính tiêu cự của thấu kính phân kì O1 và chiết suất của chất làm thấu kính này. b. Giữ S, O1 và màn E cố định, người ta thay thấu kính O2 bằng một thấu kính hội tụ L đặt đồng trục với O1. Dịch chuyển L từ sát O1 đến màn thì vệt sáng trên màn không bao giờ thu nhỏ lại thành một điểm, nhưng khi L cách màn 18cm thì đường kính vệt sáng trên màn là nhỏ nhất. Tính tiêu cự của thấu kính L. Câu 5. (1 điểm) Cho các dụng cụ sau: Hai hộp đen kín có hai điện cực, bên ngoài hoàn toàn giống nhau, bên trong của một hộp có một đèn sợi đốt còn ở hộp kia là một điện trở; Một nguồn điện (pin hoặc acquy); Một ampe kế và một vôn kế; Một biến trở và các dây nối. Hãy trình bày và giải thích một phương án thực nghiệm để xác định hộp nào chứa đèn, hộp nào chứa điện trở
HƯỚNG DẪN CHẤM CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM 1 a. Tìm thời gian mg Khi vật ở VTCB lò xo giãn: Δl = k = 0,1 m r k Fdh k r Tần số của dao động: ω = = 10 rad/s m N O m B r r r r r Vật m: P + N + Fdh = ma . P Chiếu lên Ox: mg N k ∆l = ma Khi vật rời giá thì N = 0, gia tốc của vật a = 2 m/s2 x Suy ra: m(g a) at 2 Δl = = k 2 2m(g a) t = = 0,283 s ka b. Viết phương trình at 2 Quãng đường vật đi được cho đến khi rời giá là S = = 0,08 m 2 Tọa độ ban đầu của vật là: x0 = 0,08 0,1 = 0,02 m = 2 cm Vận tốc của vật khi rời giá là: v0 = at = 40 2 cm/s v02 Biên độ của dao động: A = x02 + = 6 cm ω2 Tại t = 0 thì 6cos ϕ = 2 và v 0 suy ra ϕ = 1,91 rad Phương trình dao động: x = 6cos(10t 1,91) (cm)
2 a. Tính tốc độ truyền sóng: d1 d2 Tại M sóng có biên độ cực nên: d1 – d2 = k k Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác k 3 Từ đó 1,5cm , vận tốc truyền sóng: v = f = 30 cm/s b. Tìm vị trí điểm N Giả sử u1 u2 a cos t , phương trình sóng tại N: 2 d uN 2a cos t 2 d Độ lệch pha giữa phương trình sóng tại N và tại nguồn: Để dao động tại N ngược pha với dao động tại nguồn thì 2 d (2k 1) d 2k 1 2 Do d a/2 2k 1 a/2 k 2,16. Để dmin thì k=3. 2 2 2 a dmin= xmin xmin 3,4cm 2 c. Xác định Lmax Để tại C có cực đại giao thoa thì: L2 + a 2 − L = kλ. ; k =1, 2, 3... và a = S1S2 Khi L càng lớn đường CS1 cắt các cực đại giao thoa có bậc càng nhỏ (k càng bé), vậy ứng với giá trị lớn nhất của L để tại C có cực đại là k =1 Thay các giá trị đã cho vào biểu thức trên ta nhận được: L2 max 64 Lmax 1,5 Lmax 20,6cm 3 a)+ Phương trình sóng do A,B truyền tới M lần lượt là: 2 d1 u1 a. cos( t ) V 60 với 6(cm) 2 d2 f 10 u2 a. cos( t ) + Phương trình dao động tổng hợp tại M là: � π π� � π π� uM = u1 + u2 = 2a.cos � ( d1 − d 2 ) + � .cos � ωt − ( d1 + d 2 ) + � � λ 2� � λ 2� uM = 4 cos(20π t − 3π )(cm) = 4.cos(20π t + π )(cm). ( Hoặc uM = 4.cos(20π t − π )(cm). )
b.+ Vị trí điểm dao động với biên độ cực đại thoả mãn: 1 cos d1 d2 1 d1 d 2 k 2 2 + Các điểm trên đoạn AB dao động với biên độ cực đại thoả mãn: � 1� AB 1 AB 1 �d1 − d 2 = �k− � λ �− + k + � � 2� � λ 2 λ 2 �d1 + d 2 = AB �k Z � k = −2;....;3 Suy ra trên đoạn AB có 6 điểm cực đại giao thoa + Các điểm trên đoạn AC dao động với biên độ cực đại thoả mãn: 1 AD BD d 1 d 2 k AB 0 với k Z 2 � 1� 15 − 25 � k− � .6 20 � 2� k Z � k = −1;0;1; 2;3 suy ra trên AC có 5 điểm cực đại c) + M1 cách A,B những đoạn d 1 12cm; d 2 8cm ; M2 cách A,B những đoạn d 1 14cm; d 2 6cm + Phương trình dao động tổng hợp của M1 và M2 tương ứng là: �2π π � � 5π � 2π 5π 5π uM 1 = 4.cos � + � .cos �ωt − �= −4.sin .cos(ωt − ) = −2 3.cos(ωt − )(cm) � �3 2 � � 6 � 3 6 6 �4π π � � 5π � 4π 5π 5π uM 2 = 4.cos � + � ωt − �= −4.sin .cos(ωt − ) = 2 3.cos(ωt − )(cm) .cos � �3 2 � � 6 � 3 6 6 chứng tỏ hai điểm M1 và M2 dao động cùng biên độ ngược pha nhau, nên độ lệch pha của M1 so với M2 là ∆ϕ = π . 4 a + Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: S O S1 O S 2 1 2 + Ta có d1 = 20cm; ảnh rõ nét trên màn nên d 2/ . f 2 d 2/ 30cm d2 60cm d2 f2 + Mặt khác: d 2 d 1/ O1O 2 d 1/ O1O 2 d 2 50 60 10cm / d 1 .d 1 20.( 10) + Tiêu cự của thấu kính phân kì là: f 1 / 20(cm) d1 d1 20 10 1 1 R 10 + Mặt khác: ( n 1). n 1 1 1,5 f1 R f1 20
M d 2/ P S1 O1 L S2 S Q N d2 x 50cm b)+ Từ sơ đồ tạo ảnh ta có S;O1 cố định nên S1 cố định, đặt khoảng cách từ thấu kính L đến màn E là x. + Ta có: S 2 PQ đồng dạng S 2 MN , nên: PQ d 2/ x x 1 1 1 1 / 1 1 x. 1 x. MN d 2 d 2/ f d2 f a x với a = 80 + d1/ = 90cm PQ x x a a x a 1 MN f a x a x f f Theo bất đẳng thức Côsy: a a x a PQ a a a a 2 2 PQ MN (2 ) a x f f MN f f f f a a−x (a − x ) 2 (90 − 18) 2 Suy ra PQ min khi = �f = = = 57, 6cm a−x f a 90 ( theo gt khi x = 18cm thì PQ nhỏ nhất) 5 Mắc mạch điện khảo sát sự phụ thuộc của I vào U cho từng hộp đen. Từ đó vẽ đường đặc trưng Vôn – Ampe cho từng trường hợp. Khi có dòng điện chạy qua, nhiệt độ của điện trở tăng không nhiều, nên điện trở ít thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy, đường đặc trưng Vôn – Ampe gần như là đường thẳng. Khi có dòng điện chạy qua, nhiệt độ của dây tóc bóng đèn rất lớn, nên điện trở của dây tóc bóng đèn thay đổi theo nhiệt độ rất nhiều. Vì vậy, đường đặc trưng Vôn – Ampe có dạng 1 đường cong. Dựa vào đặc tuyến Vôn – Ampe vẽ được ta xác định đúng từng hộp