d Tìm chu kì dao động của dao động với biên độ góc nhỏ của vòng dây trong trường hợp trục quay nằm ngang, đi qua điểm chính giữa O2 của cung AB và vuông góc với mặt phẳng vòng dây.. Một [r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LẠNG SƠN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 NĂM HỌC 2021 - 2022 Môn thi: Vật lý lớp 12, THPT Chuyên
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm 02 trang, 05 câu)
Câu 1 (5 điểm)
Hai con lắc lò xo giống hệt nhau, dao động cùng pha theo phương ngang Biên độ dao động của con lắc thứ nhất là 2A, biên độ dao động của con lắc thứ hai là A Trong quá trình dao động, khi động năng của con lắc thứ nhất là 0,08 J thì thế năng của con lắc thứ hai là 0,06 J
a) So sánh cơ năng của hai con lắc
b) Xác định động năng của con lắc thứ hai khi thế năng của con lắc thứ nhất là 0,08 J
Câu 2 (6 điểm)
Vật sáng mỏng, phẳng, nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính, cho ảnh A’B’ ngược chiều với vật Dịch chuyển vật lại gần thấu kính 2 cm thì ảnh dịch đi
30 cm và ảnh sau A”B” = 5
3 A’B’
a) Thấu kính này là thấu kính hội tụ hay thấu kính phân kỳ, vì sao?
b) Xác định tiêu cự của thấu kính
Câu 3 (3 điểm)
Đặt điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt) (V) (U0 và ω không đổi) vào hai đầu đoạn
mạch R, L, C nối tiếp, tụ điện có điện dung C thay đổi được
a) Khi C = C0 thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt giá trị cực đại và công suất tiêu thụ của đoạn mạch lúc đó bằng P Tìm
- mối liên hệ giữa
0 C
Z và R, ZL;
- sự phụ thuộc của P vào
0
U , Z , R, Z
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Trang 2Câu 4 (3 điểm)
Một dây cứng mảnh, đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m
được gập lại thành vòng dây gồm nửa vòng tròn, bán kính R và một
đường kính AB của vòng tròn như hình vẽ
a) Xác định vị trí khối tâm của vòng dây
b) Xác định mô men quán tính I1 của vòng dây đối với trục quay có phương nằm ngang, đi qua trung điểm O1 của AB và vuông góc với mặt phẳng vòng dây
c) Xác định mô men quán tính I2 của vòng dây đối với trục quay nằm ngang đi qua điểm chính giữa O2 của cung AB và vuông góc với mặt phẳng vòng dây
d) Tìm chu kì dao động của dao động với biên độ góc nhỏ của vòng dây trong trường hợp trục quay nằm ngang, đi qua điểm chính giữa O2 của cung AB và vuông góc với mặt phẳng vòng dây
Câu 5 (3 điểm)
Một khung dây dẫn hình tròn, bán kính bằng a, đặt thẳng
đứng trong một từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ B
vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ Một thanh kim loại có chiều dài
bằng a, khối lượng m, có thể quay tự do quanh một trục quay nằm
ngang đi qua một đầu O của thanh, trùng với tâm của đường tròn,
trục quay có phương vuông góc với đường tròn Trong quá trình
chuyển động, đầu M của thanh kim loại luôn tiếp xúc tốt với khung
dây tròn Một nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r,
được nối một cực với khung dây và một cực với đầu O của thanh kim loại Tìm quy luật biến thiên của suất điện động E để thanh kim loại quay đều với tốc độ góc không đổi ω
-Hết -
Họ và tên thí sinh: ……… Số báo danh: ………… Chữ kí giám thị số 1:……… Chữ kí giám thị số 2:… ………
O1
B
O
M
E r
ω
Trang 3SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LẠNG SƠN
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
LỚP 12 NĂM HỌC 2021 - 2022
HƯỚNG DẪN CHẤM THI MÔN VẬT LÝ LỚP 12, THPT CHUYÊN
(Hướng dẫn chấm gồm 4 trang)
Chú ý: Những cách giải khác HDC mà đúng thì cho điểm theo thang điểm đã định
(5 đ) a) Hai con lắc lò xo giống hệt nhau, nên
2
2
4
b) Do hai con lắc dao động cùng pha nên
1 đ
2
0,5 đ 0,25 đ 2
2 2
1
t1
2
W
4
0, 5 đ
0, 25 đ
(6 đ)
a) Vật thật qua thấu kính cho ảnh ngược chiều vật thấu kính hội tụ 1,5 đ
b) 1
1
1 1
f
'
2
1
k
Trang 42 2
2
2
2
1
60
60
1
" " 5
0,5 đ
(3 đ) a)
Khi
0
0
2 2 L
L 2
2 2
L C
Z
R 2
1,5 đ
0,25 đ
b)
Khi
0
2
max
1
4
2
R
0,25 đ
0,25 đ
Thay vào (1)
0
L
C
R Z
3 4
3
0,25 đ 0,25 đ
Thay vào (2) được:
max 2
2
R
P
Trang 5Câu 4 Nội dung Điểm (3 đ) a) Khung dây gồm 2 phần:
- Đường kính AB, khối lượng: m0 = λ.2R, khối tâm O1
- Cung AB, khối lượng m1 = λ.πR
0,25 đ 0,25 đ
Xét phần tử dài dℓ - rất nhỏ, khối lượng
dm d Rd , có tọa độ theo phương thẳng đứng
Tọa độ khối tâm phần cung AB trên Ox, cách O1:
2 1
2
Khối tâm của khung thuộc Ox, cách O1:
1 1 0
1 0
0
I1 = IG + ml02
I2 = IG + md2
0,25 đ
2 1
0,25 đ
d)
2
0.25 đ
G
O 2
O1
dℓ
B A
x
Trang 6Câu 5 Nội dung Điểm (3 đ)
dt
dS B dt
d
Trong khoảng thời gian rất nhỏ dt diện tích mà thanh quét được là:
.
a d a dt
0,5 đ
C
Quy tắc bàn tay phải suy ra ec có cực dương ở tâm O và cực âm ở vành
ngoài, nên:
2 ( )
Ba
E t I
r
Xét đoạn dây dẫn có chiều dài dx, cách O một khoảng bằng x, chịu mô
men lực
IBxdx
0,25 đ
2
o
Ba
E t
r
0,25 đ
Vì thanh quay đều nên mô men từ cân bằng với mô men của trọng lực
2
2 ( )
Ba
E t
r
0,25 đ
2
2
E t a B mgr t
Ba
0,25 đ
-Hết -