2,0 điểm Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, coi như không có ma sát,được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A Hình 1
Trang 1ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 12
Môn: Vật Lý
Thời gian làm bài: 150 phút
I PHẦN TỰ LUẬN
Câu 1 (2,0 điểm)
Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, coi như không
có ma sát,được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A (Hình 1a) Vật đang đứng cân bằng thì chịu tác dụng
của một lực không đổi F hướng theo trục lò xo như hình vẽ
a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời
gian vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực
cho đến khi vật dừng lại lần thứ nhất
b) Nếu lò xo không gắn vào điểm A mà được nối
với một vật khối lượng M (Hình 1b), hệ số ma sát giữa
M và mặt ngang là µ Hãy xác định độ lớn của lực F để
sau đó vật m dao động điều hòa.
Câu 2 (2,0 điểm) Trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp A, B cách nhau
20cm dao động với phương trình: uA =2cos 20 t(mm),uπ B =2cos(20 tπ + π)(mm) Tốc
độ truyền sóng v = 0,6m/s Coi biên độ sóng không đổi
1 Viết phương trình sóng tại điểm M trên mặt chất lỏng cách A, B là MA=9cm, MB=12cm
2 C, D là hai điểm trên mặt chất lỏng sao cho ABCD là hình chữ nhật có AD=15cm Xác định số điểm dao động cực đại trên đoạn BD?
3 M1, M2 là hai điểm trên đoạn AB cách A lần lượt là 12cm và 14cm Xác định độ lệch pha dao động của M1 và M2?
4 Gọi I là trung điểm của đoạn CD Xác định điểm N trên CD gần I nhất dao động cực đại?
Câu 3 (1 điểm)
Cho cơ hệ gồm khung dây ABDE như hình vẽ, được
đặt nằm trên mặt phẳng nằm ngang Biết lò xo có độ
cứng k, đoạn dây MN dài l , khối lượng m tiếp xúc với
khung và có thể chuyển động tịnh tiến không ma sát
dọc theo khung Hệ thống đặt trong từ trường đều có
véc tơ cảm ứng từBur
vuông góc với mặt phẳng của khung và có chiều như hình vẽ Kích thích cho MN dao động Bỏ qua điện trở thuần của khung dây Chứng minh thanh MN dao động điều hòa và tính chu kì dao động trong khi nối hai đầu B, D với tụ có điện dung C
Câu 4 (1điểm)
F m
k
Hình 1a A
F
m
k Hình 1b
M
k
D
⊕
Sở GD và ĐT Tỉnh Bắc Ninh
Trường THPT Lý Thái Tổ
Hình 2
Trang 2Một con lắc đơn gồm dây treo dài l = 1( ) m gắn một đầu với vật có khối lượng m.
Lấy g = 10(m/s2), π2 = 10 Người ta đem con lắc đơn nói trên gắn vào trần xe ôtô, ôtô đang đi lên dốc chậm dần đều với gia tốc 5(m/s2) Biết dốc nghiêng một góc 300 so với phương ngang Tính chu kì dao động của con lắc trong trường hợp trên
Câu 5 (2,0 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ 3 gồm điện trở R, tụ
điện C và cuộn cảm có điện trở thuần mắc nối tiếp
Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều
120 os(100 t)V
=
AB
u c π Bỏ qua điện trở của dây nối
và của khoá K
1 Ban đầu khoá K đóng, điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn AM và MB lần lượt là:
1 =40 ; 2 =20 10
a) Tính hệ số công suất của đoạn mạch
b) Viết biểu thức của điện áp tức thời hai đầu điện trở R
2 Điện dung của tụ điện C =10−3 F
π Khoá K mở thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm
M, B là U MB =12 10 V Tính giá trị của điện trở R và độ tự cảm L
II PHẦN TRẮC NGHIỆM
Câu 1:Một con lắc đơn có chiều dài l = 64cm và khối lượng m = 100g Kéo con lắc lệch
khỏi vị trí cân bằng một góc 60 rồi thả nhẹ cho dao động Sau 20 chu kì thì biên độ góc chỉ còn là 30 Lấy g = π2 = 10m/s2 Để con lắc dao động duy trì với biên độ góc 60 thì phải dùng bộ máy đồng hồ để bổ sung năng lượng có công suất trung bình là:
Câu 2.Khối gỗ M= 3990g nằm trên mặt phẳng ngang nhẵn
không ma sát, nối với tường bằng một lò xo có độ cứng
1N/cm Viên đạn m=10g bay theo phương ngang với vận tốc
v0 = 60m/s song song với lò xo đến đập vào khối gỗ và dính trong gỗ Sau va chạm hệ vật dao động với biên độ là
Câu 3 Một tên lửa bắt đầu bay lên theo phương thẳng đứng với gia tốc a = 3g Trong tên
lửa có treo một con lắc đơn dài l= 1 ,m khi bắt đầu bay thì đồng thời kích thích cho con lắc thực hiện dao động nhỏ Bỏ qua sự thay đổi gia tốc rơi tự do theo độ cao Lấy
2 2
g= m s π ≈ Đến khi đạt độ cao h= 1500m thì con lắc đã thực hiện được số dao động là:
Câu 4 Tại một phòng nghe nhạc , tại một vị trí : Mức cường độ âm tạo ra từ nguồn là
75dB , mức cường độ âm phản xạ ở bức tường phía sau là 72dB Cường độ âm toàn phần tại vị trí đó la bao nhiêu biết bức tường không hấp thụ âm
A 77dB B 79dB C 81dB D 83dB
Câu 5 Ở mặt thoáng của một chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 10 cm, dao
động theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt là uA = 3cos(40πt +
6
π ) cm,
0
Hình 3
Trang 3uB = 4cos(40πt +2
3
π ) cm Cho biết tốc độ truyền sóng là 40 cm/s Một đường tròn có tâm
là trung điểm của AB, nằm trên mặt nước, có bán kính 4 cm Số điểm dao động với biên
độ 5 cm có trên đường tròn là
Câu 6 Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m đầu trên được giữ cố định còn phía dưới
gắn vật m Nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 2,5cm Lấy g = 10m/s2 Trong quá trình dao động, trọng lực của m có công suất tức thời cực đại bằng
A 0,41W B 0,64W C 0,5W D 0,32W
Câu 7 Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với năng lượng dao động
1J và lực đàn hồi cực đại là 10 N Gọi Q là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp Q chịu tác dụng của lực kéo 5 3N là 0,1s Quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong 0,4s là
Câu 8 Trên mặt nước tại hai điểm S1, S2 người ta đặt hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với phương trình uA = 6cos40πt và uB = 8cos(40πt) (uA và uB tính bằng mm, t tính bằng s) Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước
là 40cm/s, coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi Trên đoạn thẳng S1S2, điểm dao động với biên độ 1cm và cách trung điểm của đoạn S1S2 một đoạn gần nhất là
A 0,25 cm B 0,5 cm C 0,75 cm D 1
Câu 9 Mạch RLC có L thay đổi được, đặt vào hai đầu mạch một hiệu điện thế
200 2 sin100
u= πtV Điều chỉnh L thì thấy rằng khi L = L1= π1 H và L = L2 = π3 H đều cho công suất bằng nhau, nhưng cường độ tức thời trong hai trường hợp trên lệch pha nhau 1200 Giá trị R và C là :
,
C F R
π
−
π
−
C
4
,
3
C F R
π
−
= = Ω D. 10 4 , 100
2
π
−
Câu 10 Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ Điện
dung C có giá trị thay đổi được và cuộn dây thuần cảm
Điều chỉnh giá trị của C thì thấy: ở cùng thời điểm số,
chỉ của V1 cực đại thì số chỉ củaV1 gấp đôi số chỉ của V2 Hỏi khi số chỉ của V2 cực đại thì số chỉ của V2 gấp bao nhiêu lần số chỉ V1?
A 2 lần B 1,5 lần C 2,5 lần D 2 2lần