VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
Câu 1 (2điểm):
Một con lắc lò xo gồm vật nặng M=300g, độ cứng k=200 N/m như (hình 1).
Khi M đang ở vị trí cân bằng thả vật m = 200g từ độ cao h = 3,75 cm so với M.
Sau va chạm, hệ M và m bắt đầu dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát, lấy g =
10m/s2. Coi va chạm giữa m và M là hoàn toàn không đàn hồi.
1. Tính vận tốc của m ngay trước va chạm, và vận tốc của hai vật ngay sau va
chạm.
2. Biết sau va chạm hai vật luôn gắn vào nhau trong quá trình dao động.
a. Chọn trục tọa độ Ox có phương thẳng đứng, gốc O tại vị trí cân bằng của hai
vật sau va chạm, chiều dương hướng xuống dưới. Chọn gốc thời gian lúc va chạm.
Viết phương trình dao động của hệ vật.
b. Tính tốc độ trung bình của hệ vật trong khoảng thời gian kể từ lúc va chạm
đến lúc hệ vật lên đến độ cao cực đại lần thứ nhất.
c. Gọi v là độ lớn vận tốc tức thời của hai vật, a là giá trị gia tốc của hai vật. Trong một chu kỳ
dao động, tìm thời gian mà v và a đồng thời thỏa mãn
20 /v cm s
và
2
4 /a m s
.
Câu 2 (điểm):
1. Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m = 100 g, sợi dây có chiều dài
1l m
. Khi
vật nhỏ con lắc đang nằm cân bằng người ta kéo nó ra sao cho phương sợi dây hợp với phương
thẳng đứng một góc
0
9
rồi buông nhẹ cho vật dao động điều hòa. Lấy gia tốc trọng trường g =
2
= 10 m/s2.
a. Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương
cùng chiều kéo vật. Chọn gốc thời gian lúc vật qua cân bằng lần thứ nhất. Viết phương trình li độ
dài của con lắc.
b. Tính quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong thời gian
4
3
t s
1l m
6
10q
5
2.10E
g
0
30
mới. Tính chu kỳ dao động của con lắc.
Câu 3 (2,0 điểm):
Trên hai đường ray bằng kim loại song song, nằm ngang người ta đặt một thanh kim loại
MN có khối lượng m= 100g và điện trở R = 0,5
. Chiều dài của thanh MN bằng khoảng cách
giữa hai đường ray (MN = l= 10cm) (Hình 3). Hai đường ray nằm trong một từ trường đều có
cảm ứng từ B, hướng vuông góc mặt phẳng chứa hai thanh ray. Hai thanh ray nối với nhau bởi
một tụ điện có điện dung C = 0,1 (F), được tích điện đến hiệu điện thế ban đầu U0= 5V. Bỏ qua
độ tự cảm của hệ; điện trở của thanh ray và khóa K, bỏ qua ma sát.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2018 - 2019
MÔN THI: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 180 phút
Ngày thi: 04/10/2018
(Đề thi gồm 06 câu, 02 trang)
Hình 1
Hình 2
ĐỀ CHÍNH THỨC
h
E
Hình 4
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
1. Nếu B = 0,1 (T)
a. Ngay sau khi đóng khóa K, thanh kim loại bắt đầu
chuyển động sang phải (đi ra xa tụ điện). Hãy xác định chiều
và độ lớn dòng điện khi đó.
b. Tính gia tốc của thanh ngay sau đóng khóa K.
c. Giả sử hai thanh ray đủ dài, sau thời gian t thanh đạt
đến vận tốc tới hạn vgh. Tính vận tốc vgh đó.
2. Với giá trị nào của cảm ứng từ B thì vận tốc tới hạn của thanh đạt cực đại? Tính giá trị cực
đại vmax
Câu 4.(1,5 điểm):
1. Một điểm sáng A nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một đoạn
30 cm, cho ảnh thật A’. Bắt đầu cho thấu kính chuyển động ra xa vật với vận tốc không đổi v = 5
cm/s. Tính tiêu cự của thấu kính. Biết rằng sau khi thấu kính chuyển động được 2s thì ảnh bắt đầu
đổi chiều chuyển động.
2. Cho A, B, C là 3 điểm nằm trên trục chính của một thấu
kính mỏng. Biết AB = a = 8cm; AC = b= 12cm (hình 4). Thấu
kính được đặt trong khoảng AC. Đặt vật sáng ở điểm A ta thu
được ảnh ở điểm B. Đưa vật sáng đến B ta thu được ảnh ở điểm
C. Tính tiêu cự của thấu kính?
Câu 5 (1,5 điểm):
Cho mạch điện như (hình 5).Nguồn có suất điện động E =
18V, điện trở trong r. Mạch ngoài gồm biến trở R có điện trở
toàn phần 9
; các điện trở R1= 3
; R2= 6
. Di chuyển con
chạy C trên biến trở, khi con chạy C ở M thì RAM = x và công
suất tiêu thụ của mạch ngoài là 18W. Khi dịch chuyển con chạy
C sang phải hoặc sang trái (so với vị trí M) thì công suất tiêu thụ
của mạch ngoài đều giảm xuống. Điện trở Ampe kế và các dây
nối không đáng kể.
1. Tính r và x.
2. Tìm số chỉ của Ampe.
Câu 6 (1,0 điểm): Cho một nguồn điện chưa biết suất điện động và điện trở trong của nguồn.
Bằng các dụng cụ sau: 02 vôn kế có điện trở R1và R2; 01 khóa ngắt điện K; các dây nối. Bỏ
qua điện trở của dây nối và khóa K. Bỏ qua sai số dụng cụ đo.
1. Nêu phương án thí nghiệm để xác định suất điện động của nguồn điện.
2. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm, lập bảng biểu cần thiết và nêu cách tính kết quả thí
nghiệm.
.............Hết.............
Họ và tên thí sinh:....................................Số báo danh:..........................
Chữ kí giám thị 1:...........................Chữ kí giám thị 2:.......................…
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2018 – 2019
MÔN THI: Vật Lí
Câu
Ý
Đáp án
Điểm
1
1
+ Vận tốc của m ngay trước va chạm:
02 0,5 3v gh
(m/s)
+ Bảo toàn động lượng
0
0
.
( ) 0,2 3 /
h h
m v
mv M m V V m s
M m
0,25
0,25
C
A
B
b
a
Hình 4
Hình 5
R1
R2
M
x
C
A
B
E, r
A
HƯỚNG DẪN CHẤM
Hình 3
C
B
k
l
M
N
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
2
a.
Khi có thêm m thì lò xo bị nén thêm một
đoạn:
01
mg
l cm
K
+ Ta có
20( )
K rad
M m s
+ So với gốc tọa độ O thì tại t = 0:
0
0
2
. os 1 2( )
.sin 20 3 / 3
h
A cm
x A c cm
rad
V A cm s
+Phương trình dao động:
2
2. os(20 )
3
x c t cm
O
OM
x
-1
0,25
0,25
b.
+ Kể từ lúc va chạm đến lúc hệ vật ở độ cao cực đại lần 1 vật đi
được
3 7
2
A
s A cm
+ Thời gian chuyển động:
3 5 5 2
. ( )
12 4 6 6 20 12
T T T
t s
+ Tốc độ trung bình:
84 ( / ) 26,74( / )
s
v cm s cm s
t
0,25
0,25
c. Ta có
+ Độ lớn vật tốc
3
20 / 2 2
A A
v cm s v x
(1)
+ Gia tốc:
2 2 400
. 400( / ) 1 ( )
400 2
A
a x cm s x x cm
Vậy
2
A
A x
(2)
Từ (1) và (2)
32. ( ) 0,052( )
2 2 12 60
A A T
x t s s
0,25
0,25
2
1
aTa có
( / )
grad s
l
+
0
0 0 0
9 ( ) . ( )
20 20
rad S l m
+ Tại t = 0 thì
2
0
0( )
0
srad
v
+ Phương trình li độ dài:
os( )( )
20 2
s c t m
0,25
0,25
0,25
b.
+ Ta có
2 2
2( ) 2(
3 2 12
T T T
T s t
)
0,25
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
+ Quãng đường lớn nhất:
Smax = 2S0+ 2.
0
2
S
= 3S0=
3( ) 47,1( )
20 m cm
0,25
2
a. Khi vật nhỏ nằm cân bằng
0
d
T P F
Chiếu lên hệ trục 0xy ta có
.sin .sin 0
. os . os
F T
T c F c P
6 5.
6 5.
0
.sin
tan . os
10 .2.10 sin30
tan 0,02.10 10 .2.10 os30
15
F
mg F c
c
b. Ta có
/
d
P F P
/2 2 2
/ 2
( ) 2. . . os
19,3( / )
F F
g g g c
m m
g m s
Chu kỳ dao động:
./
/
2 . 1,43( )
l
T s
g
P
d
F
/
P
E
0
y
x
T
0,25
0,25
0,25
3
1
a.
+ Thanh chuyển động sang phải thì
lực từ
F
hướng sang phải
+ Theo quy tắc bàn tay trái thì dòng
điện trên MN có chiều từ M đến N
(hình vẽ)
+ Ngay sau khi đóng khóa K, hiệu
điện thế giữa hai bản tụ vẫn là U0
Cường độ dòng điện trên thanh
0
010( )
U
I A
R
C
B
F
M
N
I
0,25
0,25
b.
+ Lực từ tác dụng lên thanh
0
. . 0,1( )F B I l N
+ Gia tốc
2
1( / )
F
a m s
m
0,25
0,25
c.
+ Định luật II Niuton
v
m F BIl
t
. .( . ) .m v Bl I t Bl q
0 0
. . ( ) ( )m v B l q q BlC U U
(1)
+ Khi v = vgh thì không còn dòng điện nữa, nên hiệu điện thế giữa
hai bản tụ bằng suất điện động cảm ứng
.
gh gh
U U Bl v
(2)
0,25
VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
+ Từ (1) và (2)
0
2 2
gh
CBlU
vm CB l
0,05(m/s)= 5(cm/s)
0,25
2
+ Từ
0 0
2 2 2
gh gh
CBlU ClU
v v m
m CB l CBl
B
+ Theo BĐT cosi ta có
2
( . . ) 2. . .
mC B l l m C
B
+ Dấu "=" xảy ra khi
1. 10( )
m
B T
l C
0
ax . 2,5( / )
2
m
UC
v m s
m
0,25
0,25
4
1
+ Khi cho thấu kính chuyển động ra xa vật với vận tốc v
30 . 30 5 ( )d v t t cm
Sau t = 2s
40d cm
+ Từ
/
1 1 1
f d d
và
/
d d l
(llà khoảng cách giữa vật và ảnh
thật qua thấu kính)
20d dl lf
+ Ta có
24 0 4l lf l f
+ Vì ảnh qua thấu kính luôn là ảnh thật. nên lúc đầu thấu kính ra xa
vật thì ảnh ra xa thấu kính. Khi
min 4l f
thì ảnh bắt đầu đổi chiều
chuyển động. Khi đó
2
2
l
d f
+ Theo bài khi đó d = 40cm = 2f vậy f = 20cm.
0,25
0,25
0,25
0,25
2
Ta có
+ Khi vật sáng ở A thì ảnh ở B, khi vật ở B ảnh không ở A mà lại ở
C, do đó ảnh ở B lúc vật ở A là ảnh ảo (
/
10d
)
Từ hình vẽ:
/ /
1 1 1 1
8 ( 8)d d a cm d d
1 1
1 1 1
( 8)f d d
(1)
+ Khi vật sáng ở B cho ảnh ở C, do đó ảnh ở C là ảnh thật (
/
20d
)
0,25
A
B
C
O
a
b
d1’
d1
d2’
d2