Đề chọn học sinh giỏi vật lý 12

Đề chọn học sinh giỏi vật lý 12

ĐỀ KIỂM TRA Câu 1: Cho mạch điện nh hình vẽ 1, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch dạng uAB=120 2

cos100πt (V)

1 khi K đóng hiệu điện thế hiệu dụng UAM=40 3 (V) ,hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch

MB sớm pha

6

π so với uAB Tìm biểu thức của hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch AM.

2 khi k mở hiệu điện thế hiệu dụng U’AM=40 7 V.Cho điện dung của tụ điện C=10 3

3π

−

F.Tìm R;r;L

Câu 2: Cho đoạn mạch nh hình vẽ2 ,các hộp X,Y,Z mỗi hộp chỉ chứa một trong các linh

kiện: điện trở, cuộn dây, hoặc tụ điện.Đặt vào hai đầu A,D một hiệu điện thế xoay chiều uAD=32 2sin 2πft V.Khi f=100Hz,thấy hiệu điện thế hiệu dụng

UAB=UBC=20V;UCD=16V;UBD=12V.Công suất tiêu thụ của mạch P=6,4w.Khi thay đổi tần số f thì số chỉ của ăm pe kế giảm đi.Biết RA≈0.Các hộp X, Y, Z chứa linh kiện gì?Tìm các giá trị các phần tử R,L,C trong đó (nếu có)?

Cõu 3:

Một con lắc lo xo gồm vật nặng M=300g,độ

cứng k=200N/m như (hỡnh vẽ 3) Khi M đang

ở vị trớ cõn bằng thả vật m=200g từ độ cao h=3,75cm so với M.Sau va chạm hệ M và m bắt đầu dao động điều hũa Bỏqua ma sỏt,lấy g=10m/s2 Coi va chạm giữa m và M

là hoàn toàn khụng đàn hồi

a.Tớnh vận tốc của m ngay trước va chạm,và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm

b.Viết phương trỡnh dao động của hệ (M+m) chọn gốc thời gian là lỳc va chạm ,

trục tọa độ 0x thẳng đứng hướng lờn gốc 0 là vị trớ cõn bằng của hệ sau va chạm

c Tớnh biờn độ dao động cực đại của hai vật để trong quỏ trỡnh dao động

vật m khụng rời khỏi M

Cõu 4 :

Một con lắc đơn gồm dõy treo dài l = 1( ) m gắn một đầu với vật cú khối lượng m

Lấy g = 10(m/s2), π2 = 10

Người ta đem con lắc đơn núi trờn gắn vào trần xe ụtụ, ụtụ đang đi lờn dốc chậm dần đều với gia tốc 5(m/s2) Biết dốc nghiờng một gúc 300 so với phương ngang Tớnh chu kỡ dao động của con lắc trong trường hợp trờn

M m

Hỡnh 3

B M

A C R r, L

K

Câu Nội dung đáp án điểm Biểu

a k đúng mạch dạng

ta cú giản đồ vec to:

Theo gian đồ ta được:

0.25

0.25

B M

A R r, L

UMB UAB

Ur UR

UL

π /6 α π /6

ϕ

6 / 3

/ 2 2

3 sin

6 / sin

π

U

Và UL=UABsinϕ=60V

0.25

Do đoạn mạch AM thì u và i cùng pha nên : uAM=40 6cos(100πt-π/6) 0.25

b

Khi k mở mạch có dạng đầy đủ

Khi k đóng ta được :

r R r

R Ur U

r Z

Z

r U U

R

L L

L r

2 2

3 3

1

=

→

=

=

=

→

=

=

(1)

2 2

7

9 ) (

C

C L AM

AB

Z R

Z Z r R U

U

+

− + +

=

Trong đó Zc=30 ôm (3)

Giải hệ 1 ; 2 và 3 ta được r=10 3ôm ; ZL=30ôm; R=20 3 ôm

0.25

0.25

0.25

* Khi f thay đổi khác 100Hz thì I giảm  f=100Hz trong mạch xayra cộng

hưởng (uAD cùng pha với i) mạch AD chứa R;L;C

0.25

* Lại có : Mà UAD=32V; UAB=20V; UBD=12V hay UAD=UAB +UBD uAD;uAB và uBD

*

Đoạn mạch BD chứa r;L;C có cộng hưởng

Mà UBC>UCD Hộp Y chứa cuộn dây có trở thuần r;L

Hộp Z chứa tụ C

0.25 0.25

*

R=100ôm; r=60ôm

ZL=Zc=80ôm L=2/5π (H); C=10-3/16π (F)

0,5

3

(4,5đ)

a

Vận tốc của m ngay trước va chạm: v= 2gh =0,5 3(m/s)=50 3 (cm/s)

0,5

Do va chạm hoàn toàn không đàn hồi nên sau va chạm vòng và đĩa có cùng vận tốc V

( ) mv 0, 2 3

M m

+ (m/s)=20 3(cm/s)

0,5

b

Viết PT dao động: K 20

M m

+ (rad/s) Khi có thêm m thì lò xo bị nén thêm một đoạn: l0 mg 1

K

∆ = = (cm) vậy VTCB mới của hệ nằm dưới VTCB ban đầu một đoạn 1cm

0,75

0 V2 2

ω

UAD = UAD + UBD

Tại t=0 ta có: 1 2 os

2.20sin 0 3

ϕ ϕ

=

Vậy: x=2cos(20t+

3

π

c

1

N P+ =ma→ − =N P ma= −m xω uur ur r

min

Để m không rời khỏi M thì Nmin ≥0 A g2

ω

10 2,5 20

m

g A

ω

Câu 4.(2 điểm)

Xét ∆OKQ với OK =

2

KQ

, góc(OKQ) = 600

⇒∆OKQ vuông tại O

⇒ P’ = OQ = Psin(600) ⇒ g’ = 5 3(m/s2)

(Có thể áp dụng định lí hàm số cosin để tính P’)

1,5đ

Vậy, chu kì dao động của con lắc là: 1

l

g

K

Q

α

P

ur

O

'

P

ur

qt F

uur α