Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lý lớp 12 năm học 2010-2011 – Sở Giáo dục và Đào tạo Thái Nguyên (Đề chính thức) phục vụ cho công tác bồi dưỡng kiến thức và giúp giáo viên phân loại năng lực học sinh. Mời các bạn cùng tham khảo đề thi để nắm chi tiết nội dung các bài tập.
Trang 1UBND T NH THÁI NGUYÊNỈ
S GD&ĐTỞ
C NG HÒA XÃ H I CH NGHĨA VI T NAMỘ Ộ Ủ Ệ
Đ c l p T do H nh phúcộ ậ ự ạ
K THI CH N H C SINH GI I C P T NH Ỳ Ọ Ọ Ỏ Ấ Ỉ
L P 12Ớ MÔN: V T LÍ – Năm h c 2010 2011Ậ ọ
Th i gian: 180 phút (Không k th i gian giao đ ) ờ ể ờ ề
Bài 1
M t v t nh kh i lộ ậ ỏ ố ượng M =100g treo vào đ u s i dây lí tầ ợ ưởng, chi uề
dài l = 20cm nh Hình 1. Dùng v t nh m = 50g có t c đ vư ậ ỏ ố ộ 0 b n vào M. Bắ ỏ
qua s c c n c a không khí. L y g = 10m/sứ ả ủ ấ 2. Coi va ch m là tuy t đ i đànạ ệ ố
h i.ồ
a/ Xác đ nh vị 0 đ M lên đ n v trí dây n m ngang.ể ế ị ằ
b/ Xác đ nh vị 0 t i thi u đ M chuy n đ ng tròn xung quanh O.ố ể ể ể ộ
c/ Cho v0 =
2
7
3 m/s, xác đ nh chuy n đ ng c a M.ị ể ộ ủ Hình 1 Bài 2
M t v t sáng AB hình mũi tên đ t song song v i m t màn E nhộ ậ ặ ớ ộ ư
hình bên. Kho ng cách gi a AB và E là L. Gi a AB và E có m tả ữ ữ ộ
th u kính h i t tiêu c f. T nh ti n th u kính d c theo tr c chínhấ ộ ụ ự ị ế ấ ọ ụ
AE người ta th y có hai v trí c a th u kính đ u cho nh rõ nét c aấ ị ủ ấ ề ả ủ
AB trên màn.
a/ Tìm đi u ki n c a L đ bài toán th a mãn.ề ệ ủ ể ỏ
b/ Bi t kho ng cách gi a hai v trí c a th u kính là a. Tìm tiêu c f c a th u kính theo L và a.ế ả ữ ị ủ ấ ự ủ ấ
Áp d ng b ng s L = 90cm, a = 30cm.ụ ằ ố
c/ V n th u kính và màn E nh trên, thay AB b ng đi m sáng S đ t trên tr c chính c a th uẫ ấ ư ằ ể ặ ụ ủ ấ kính và cách E m t kho ng 45cm. Xác đ nh v trí đ t th u kính đ trên màn thu độ ả ị ị ặ ấ ể ược vùng sáng
có kích thước nh nh t.ỏ ấ
Bài 3
Con l c lò xo nh hình v V t nh kh i lắ ư ẽ ậ ỏ ố ượng m = 200g, lò xo
lí tưởng có đ c ng k = 1N/cm, góc = 30ộ ứ α 0. L y g = 10m/sấ 2
a/ Ch n tr c t a đ nh hình v , g c t a đ trùng v i v trí cânọ ụ ọ ộ ư ẽ ố ọ ộ ớ ị
b ng. Vi t phằ ế ương trình dao đ ng. Bi t t i th i đi m ban đ u lòộ ế ạ ờ ể ầ
xo b dãn 2cm và v t có v n t c vị ậ ậ ố 0 = 10 15cm/s hướng theo chi uề
dương
b/ T i th i đi m tạ ờ ể 1 lò xo không bi n d ng. H i t i tế ạ ỏ ạ 2 = t1 +
5
4 s, v t có t a đ bao nhiêu?ậ ọ ộ c/ Tính t c đ trung bình c a m trong kho ng th i gian Δt = tố ộ ủ ả ờ 2 t1
Bài 4
Hai mũi nh n Sọ 1, S2 ban đ u cách nhau 8cm g n đ u m t c n rung có t n s f = 100Hz,ầ ắ ở ầ ộ ầ ầ ố
được đ t ch m nh vào m t nặ ạ ẹ ặ ước. T c đ truy n sóng trên m t nố ộ ề ặ ước là v = 0,8 m/s.
a/ Gõ nh c n rung cho hai đi m Sẹ ầ ể 1, S2 dao đ ng theo phộ ương th ng đ ng v i phẳ ứ ớ ương trình
d ng u = A.cos2 ft. Vi t phạ π ế ương trình dao đ ng c a đi m Mộ ủ ể 1 cách đ u Sề 1, S2 m t kho ng d =ộ ả 8cm.
b/ Tìm trên đường trung tr c c a Sự ủ 1, S2 đi m Mể 2 g n Mầ 1 nh t và dao đ ng cùng pha v i Mấ ộ ớ 1
Đ CHÍNH TH CỀ Ứ
v0
O
M m
l
A
B
E L
m x
α O
Trang 2c/ C đ nh t n s rung, thay đ i kho ng cách Số ị ầ ố ổ ả 1S2. Đ l i quan sát để ạ ược hi n tệ ượng giao thoa
n đ nh trên m t n c, ph i tăng kho ng cách S
ổ ị ặ ướ ả ả 1S2 m t đo n ít nh t b ng bao nhiêu ? V iộ ạ ấ ằ ớ kho ng cách y thì gi a Sả ấ ữ 1, S2 có bao nhiêu đi m có biên đ c c đ i. Coi r ng khi có giao thoaể ộ ự ạ ằ
n đ nh thì hai đi m S
ổ ị ể 1S2 là hai đi m có biên đ c c ti u.ể ộ ự ể
Thí sinh không đ ượ ử ụ c s d ng b t c tài li u nào ấ ứ ệ
H ƯỚ NG D N CH M THI HSG V T LÍ 12 Năm h c 2010 2011 Ẫ Ấ Ậ ọ
(g m 02 trang) ồ
m a/ Va ch m đàn h i:ạ ồ
2
Mv 2
mv
2
mv
Mv mv
mv
2 2
2
1
2
0
2 1
0
=> 2 v0
M m
m 2 v
Khi dây n m ngang: ằ
2
gl m
M m v Mgl 2
Mv
0
2 2 Thay s : vố 0 = 3m/s
b/ Đ M chuy n đ ng h t vòng tròn, t i đi m cao nh t E: ể ể ộ ế ạ ể ấ vE gl
m 2
M m v 2
Mv l 2 Mg
2
Mv
0 E
2
Thay s : vố 0 =
2
10
3 m/s.
c/ Khi
2
7 3
v0 m/s <
2
10
3 => M không lên t i đi m cao nh t c a quĩ đ o tròn.ớ ể ấ ủ ạ
L c căng c a dây: ự ủ
l
mv cos
mg
T 2 Khi T = 0 => M b t đ u r i quĩ đ o tròn t i D ắ ầ ờ ạ ạ
v i v n t c vớ ậ ố D, có hướng h p v i phợ ớ ương ngang góc 600.
T D v t M chuy n đ ng nh v t ném xiên. D dàng tính đừ ậ ể ộ ư ậ ễ ược góc COD = 300
* N u HS tính k h n ý c/ có th thế ỹ ơ ể ưởng đi m.ể
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
Bài 2 (2,5đ)
f d
df d '
d
d
Lf
4
L2
Đ có hai v trí c a th u kính đ u cho nh rõ nét trên c a AB trên màn. thì pt ph i có 2 ể ị ủ ấ ề ả ủ ả
nghi m => Δ > 0 => L > 4f.ệ
b/ Nghi m ệ d1,2 L d2 d1 a
2
∆
2 2
L a
f
4L
−
=
�
Thay s f = 20cm.ố
c/
O ' S
N ' S IO
MN IO
' S MN
'
S
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
O
I
M N
D
E
Trang 3L d
L f
d '
d
L '
d
d
IO
MN
Bài 3 (2,5đ)
a/ T i VTCB ạ
l
sin g m k
=> Δl = 1cm, ω = 10 5rad/s, T = s
5
5 Biên đ : A = ộ
2 0
2 v
x => A = 2cm và
3
π
ϕ = −
V y: x = 2cos(ậ 10 5t
3
π
− )cm.
b/ T i tạ 1 v t M có v n t c vậ ở ậ ố 1, sau Δt =
5
4 = 1,25T
v t K (n u vậ ở ế 1 > 0) => t a đ xọ ộ 2 = 3cm
v t N (n u vậ ở ế 1 < 0) => t a đ xọ ộ 2 = 3cm
c/ Quãng đường m đi được: N u vế 1<0 => s1 = 11− 3=> vtb = 26,4m/s
N u vế 1>0 => s2 = 9+ 3=> vtb = 30,6m/s
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
Bài 4 (2,5đ)
a. + = λ
f
v= 0,8cm và d1 = d2 = d = 8cm + Ta có phương trình dao đ ngộ sóng t ngổ h pợ t iạ M1
uM1 = 2A cos (d2 d1)cos 200 t (d1 d2)
v i dớ 1 + d2 = 16cm = 20λ và d2 – d1 = 0,
ta được: uM1 = 2Acos(200πt 20π)
b. Hai đi m Mể 2 và M2’ g n Mầ 1 ta có:
S1M2 = d + λ = 8 + 0,8 = 8,8 cm
S1M2’ = d – λ = 8 – 0,8 = 7,2 cm
Do đó: IM2 = S M SI2 8,82 42 7,84(cm)
1
2 2
1
IM1 = S1I 3 4 3 6,93(cm)
Suy ra M1M2 = 7,84 – 6,93 = 0,91 (cm)
Tương t : IMự 2’ = '2 2 2 2
1 2 1
S M −S I = 7, 2 −4 =5,99(cm)
0,25
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25
O
M
N
K K'
M1
M2'
M2
S1
I
Trang 4c. Khi h sóng đã n đ nh thì hai đi m Sệ ổ ị ể 1, S2 là hai tiêu đi m c a các hypecbol và r t ể ủ ở ấ
g n chúng xem g n đúng là đ ng yên, còn trung đi m I c a Sầ ầ ứ ể ủ 1S2 luôn n m trên vân giaoằ
thoa c c đ i. Do đó ta có: Sự ạ 1I = S2I = k
4 ) 1 k ( 4
2 => S1S2 = 2S1I = (2k + 1)
2 Ban đ u ta đã có: Sầ 1S2 = 8cm = 10 = 20λ
2 => ch c n tăng Sỉ ầ 1S2 m t kho ngộ ả
2 = 0,4cm.
Khi đó trên S1S2 có 21 đi m có biên đ c c đ i. ể ộ ự ạ
0,25 0,25