Từ vị tri cân bằng kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới một đoạn 8 (cm) rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Chọn trục tọa độ thẳng đứng, gốc tọa độ ở vị tri cân bằng của vật, [r]
Trang 1SỞ GD - ĐT NGHỆ AN KỲ THI KHẢO SÁT HỌC KỲ I TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU III Năm học: 2012 - 2013
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 12
(Thời gian làm bài 45 phút không kể thời gian phát đề )
Câu 1 (4 điểm): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng Đầu trên của lò xo cố định, đầu còn lại
gắn với vật nhỏ có khối lượng m = 100 (g), lò xo nhẹ có độ cứng k = 25 (N/m) Từ vị tri cân bằng kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới một đoạn 8 (cm) rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa Chọn trục tọa độ thẳng đứng, gốc tọa độ ở vị tri cân bằng của vật, chiều dương hướng từ trên xuống, gốc thời gian là lúc thả vật Cho g = 10(m/s2), π2 =10
a) Viết phương trình dao động của vật
b) Tinh cơ năng, thế năng và động năng của hệ khi vật có li độ x = 4 (cm)
c) Xác định khoảng thời gian lò xo bị giãn trong một chu kỳ dao động
Câu 2 (2 điểm): Nguồn O phát ra một sóng cơ học có phương trình : u O=2cos (50 πt)
(cm) Sóng sinh ra lan truyền với tốc độ v = 50 (cm/s) Coi biên độ sóng không suy giãm
a) Xác định biên độ sóng, tần số sóng, chu kỳ sóng và bước sóng
b) Viết phương trình sóng đi qua điểm M trên phương truyền sóng cách điểm O một khoảng 5cm
Câu 3 (4 điểm): Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ
Trong đó R = 50 √3 (); cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 2 π1 (H); tụ điện có điện dung C = 10− 4
π (F) Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp xoay chiều có biểu thức :
u = 200 2cos(100t) (V)
a) Tinh tổng trở của đoạn mạch và viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch b) Tinh công suất tiêu thụ và hệ số công suất trên cả mạch AB
c) Viết biểu thức điện áp ở hai đầu đoạn mạch AM
HẾT
-Họ và tên thi sinh: Số báo danh:
Chú ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm !
●
Trang 2SỞ GD - ĐT NGHỆ AN KỲ THI KHẢO SÁT HỌC KỲ I
TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU III Năm học: 2012 - 2013
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 12
1 a. Viết phương trình dao động
+ phương trình dao động: x= A cos (ωt +ϕ)
+ Trong đó: ϖ =√k
m=√25
0,1=5 πư (rad/s) ………
+ Biên độ dao động: A = 8 (cm)………
+ Khi t = 0 ⇒ x= A ⇒cos ϕ=1 ⇒ ϕ=0 ử (rad) ………
+ Phương trình dao động là: x=8 cos (5 πt)ư (cm) ………
0,5 0,5 0,5 0,5 b Tính động năng, thế năng và cơ năng khi x = 4 (cm) + Cơ năng: W=1 2kA 2 =1 2 25 0 , 08 2 =0 ,08 ư (J )
+ Thế năng: W=1 2kx 2 =1 2 25 0 ,04 2 =0 , 02 ư (J )
+ Động năng: W đ=W − W t=0 , 08− 0 , 02=0 , 06 ư (J )
0,5 0,5 0,5 c. Xác định thời gian lò xo bị giãn trong một chu kỳ dao động. + Độ giãn của lò xo khi vật nhỏ cân bằng : Δl=mg k = 0,1 10 25 =0 , 04(m)=4(cm) + Thời gian lò xo bị giãn là khi vật dao động từ vị tri có li độ x=− Δl=− 4 (cm) đến vị tri biên phia dưới rồi quay trở lại vị tri có li đô x=− Δl=− 4 (cm) + Góc quét tương ứng với lò xo bị giãn là : Δϕ=2 π − 2θ + Với cos θ=|x| A= 1 2⇒ θ= π 3 ………
+ Vậy : Δϕ=2 π − 2 π 3 = 4 π 3 ………
⇒ Δt = Δϕ ϖ = 4 π 3 5 π= 4 15 ư (s) ………
0,25
0,25
2 a. Xác định biên độ sóng, tần số sóng, chu kỳ sóng và bước sóng.
O -4
-8
x 8
Giãn
Trang 3+ Tần số sóng : f = ϖ
2 π=
50 π
+ Chu kỳ sóng : T =1
f=
1
+ Bước sóng : λ= v
f =
50
0,5 0,25 0,5
b. Viết phương trình sóng đi qua điểm M.
+ Phương trình sóng qua M : u M=2 cos(50 πt −2 πx
λ )(cm)
+ Thay số : uM=2 cos(50 πt −5 π )(cm) ………
0,25 0,25
3 a. Tính tổng trở và viết biểu thức cường độ dòng điện trong mạch AB.
+ Cảm kháng : Z L=ϖ L=100 π 1
+ Dung kháng :
) ( 100 10
100
1
1
C
Z C
………
+ Tinh tổng trở của đoạn mạch :
Z L − ZC¿2
¿
50√3¿2+505
¿
¿
R2+¿
Z=√¿
…………
+ Cường độ dòng điện cực đại : I0=U0
Z =
200√2
+ Độ lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn mạch AB và cường độ dòng điện :
tg ϕ= Z L − Z C
50 − 100
50√3 =−
1
√3⇒ ϕ=− π
6ư (rad) ………
+ Biểu thức cường độ dòng điện qua mạch : i=2√2 cos (100 πt + π
6)ư (A ) ……
0,25 0,25
0,5 0,25
0,5 0,5
b. Công suất tiêu thụ và hệ số công suất trên cả mạch AB.
+ Công suất tiêu thụ điện của mạch AB: P=I2R=22 50√3=200√3 ư (W ) …
+ Hệ số công suất của đoạn mạch AB: cosϕ= R
Z=
50√3
3
0,5 0,5
c Viết biểu thức điện áp ở hai đầu đoạn mạch AM.
+ Điện áp cực đại ở hai đầu đoạn mạch AM :
50√3¿2+505
¿
¿
U0 AM=I0ZAM=I0√R2
+Z L2=2√2.√¿
…
+ Độ lệch pha giữa điện áp ở hai đầu AM và cường độ dòng điện trong mạch :
tan ϕAM=Z L
R =
50
50√3=
1
√3⇒ ϕAM=π
+ Biểu thức điện áp ở hai đầu AM : uAM=200√2 cos(100 πt+ π
3)ư (V ) ………
0,25 0,25 0,25
Trang 4Lưu ý: Học sinh giải theo cách khác nhưng lập luận chặt chẽ
và kết quả đúng thì vẫn cho điểm tối đa.