Mời các bạn học sinh và quý thầy cô giáo cùng tham khảo đĐề thi KSCL đội tuyển HSG môn Vật lí lớp 12 năm 2017-2018 - Sở GD&ĐT Vĩnh Phúc tư liệu này giúp các bạn tổng quan kiến thức đã học, hướng dẫn trả lời các câu hỏi trong đề thi cũng như cách tính điểm.
Trang 1SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2
KÌ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ NĂM HỌC: 2017-2018
Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề
Đề thi gồm 01 trang
Câu 1(2.0 điểm): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng Kích thích cho con lắc dao động điều hòa theo
phương thẳng đứng Thời gian vật đi từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là 0,2s, quãng đường vật đi trong một chu kỳ là 32cm Chọn trục Ox thẳng đứng và chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương Lấy g=10m/s2, π2=10
a) Viết phương trình dao động của vật
b) Tính thời gian ngắn nhất kể từ lúc t=0 đến khi lực đàn hồi của lò xo có độ lớn cực tiểu
c) Xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian 0,85s kể từ thời điểm ban đầu
Câu 2(1.5 điểm): Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định Trên dây, A là một
điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12
cm Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,1s Tính tốc độ truyền sóng trên dây
Câu 3(1.5 điểm): Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 100g và một lò xo
nhẹ có độ cứng k=100N/m Kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo dãn 4cm rồi truyền cho nó một vận tốc 40πcm/s theo phương thẳng đứng hướng xuống Chọn chiều dương hướng xuống Coi vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng.Tính tốc độ trung bình khi vật chuyển động
từ vị trí thấp nhất đến vị trí lò xo bị nén 1,5 cm lần thứ 2 Lấy g = 10m/s2,
Câu 4(2.0 điểm): Hai nguồn kết hợp A, B cách nhau 45mm ở trên mặt thoáng chất lỏng dao động theo
phương trình u1 = u2 = 2cos100πt (mm) Trên mặt thoáng chất lỏng có hai điểm M và M’ ở cùng một phía của đường trung trực của AB thỏa mãn: MA - MB = 15mm và M’A - M’B = 35mm Hai điểm đó đều nằm trên các vân giao thoa cùng loại và giữa chúng chỉ có một vân loại đó
a) Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng
b) Hai điểm M và M’ thuộc vân giao thoa cực đại (bậc mấy) hay vân giao thoa cực tiểu (thứ mấy)?
Trang 2c) Tính số vân giao thoa cực đại trên đoạn AM.
Câu 5(1.5 điểm): Một quả cầu có khối lượng m= 2kg treo ở một đầu một lò xo có trọng lượng không
đáng kể Độ cứng của lò xo là k= 500N/m, chiều dài ban đầu l0=0,6m Lò xo có thể dao động trong mặt
phẳng thẳng đứng xung quanh điểm treo O Kéo quả cầu khỏi vị trí cân bằng một góc
0
90
β =
rồi thả
ra Lúc bắt đầu thả, lò xo ở trạng thái không bị nén dãn Xác định độ dãn của lò xo khi quả cầu đến vị trí cân bằng
Bỏ qua ma sát và sức cản Lấy g= 10m/s2
Câu 6(1.5 điểm): Một vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt song song và cách màn E một đoạn L không
đổi Khi xê dịch một thấu kính hội tụ trong khoảng giữa vật và màn sao cho thấu kính luôn song song
Trang 3với màn thì tìm được hai vị trí của thấu kính cho ảnh của vật AB rõ nét trên màn Biết một trong hai ảnh đó cao 8cm và ảnh còn lại cao 2cm Hãy tính chiều cao của vật AB
HẾT
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2
KÌ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12
ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÍ
Đáp án gồm 02 trang
Chú ý: Học sinh có thể làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa
Câu 1
a
2
2
T
rad s T
π
0,
t v
ϕ ϕ
> <
0.25
2
b
Tại vị trí cân bằng: mg = k∆l0
0.25
2 0,04 4
o
g
ω
A >∆lo ⇒ lực đàn hồi cực tiểu tại vị trí x = -4cm Thời gian ngắn nhất từ khi t = 0 đến khi lực đàn hồi cực tiểu là:
7
T T
0.25
c
8
T
2
2
0.25 0.25
Câu 2
Vận tốc cực đại của M: vM(max) =
Độ lớn vận tốc của B nhỏ hơn vận tốc cực đại của M:
→
0.25
Câu 3 Tần số góc:
0,5
Tại vị trí cân bằng lò xo dãn một đoạn:
→ x = 4 – 1 =3cm Biên độ dao động:
Khi lò xo bị nén 1,5cm → x = -2,5cm Dùng véc tơ quay ta tìm được khi lò xo nén 1,5cm lần 2 thì : =10
Trang 4→t = 2/15s 0,5
Tốc độ trung bình:
Câu 4 a Giả sử là vân giao thoa cực đại ta có:
Vận tốc truyền sóng: v = λf = 500mm/s =0,5m/s
0.5 0.5
b Với λ = 10mm ta có K = 1,5 → MA – MB = (1+1/2) λ = (K+1/2) λ → M, M, là
c
Số vân cực đại trên đoạn AM:
K = -4→ 1
Vậy có 6 cực đại giao thoa trên đoạn MA
0.25
0.25 Câu 5 Chọn mốc thế năng tại VT thấp nhất
Cơ năng tại A(ngang): 0
A
E =mg l + ∆l
Cơ năng tại B(thấp nhất):
B
E = mv + k l∆
0.25 0.25
Lực đàn hồi tại VT B:
2 0
(3)
v
F k l mg m
+ ∆
0.25
Từ (1),(2)⇒mv2=2 (mg l0+ ∆ − ∆l) k l2
Thay vào (3):
2
k l + ∆ =l mg l + ∆ +l mg l + ∆ − ∆l k l
0.25
2 0,24 0,036 0
Giải ra: ∆l
=0,104(m)
0.5
Câu 6
Số phóng đại: k1 = AB
B
A1 1 = - 1
' 1 d d
k2 = AB
B
A2 2 = - 2
' 2 d d
=> k1.k2 = AB
B
A1 1 AB
B
A2 2 = 1
' 1 d d 2
' 2 d d
0.5
Áp dụng tính thuận nghịch về chiều truyền tia sáng ta có:
d1 = d
' 2
và d2 = d
' 1
0.5
0.5
Trang 5=>
2
AB
16
= 1 => AB = 4cm
HẾT