Đề thi HSG môn Vật lý lớp 12 Lần 1 THPT Nguyễn Duy Thì Năm học 2016 2017 File word có lời giải chi tiết là tài liệu môn Vật Lý trong chương trình Lớp 12 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Những địa chỉ uy tín để bạn mua sách
Nội dung tóm tắt
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT NGUYỄN DUY THÌ
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ CẤP TRƯỜNG KHỐI 12
NĂM HỌC 2016 – 2017
MÔN: Vật LÝ
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1 (2 điểm).
Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm m = 100g, treo vào lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng K = 10N/m. Từ vị trí cân bằng người ta kéo quả cầu theo phương thẳng đứng xuống phía dưới một khoảng 6cm rồi buông nhẹ cho nó dao động, bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10m/s2.
a. Viết phương trình dao động của con lắc. Chọn chiều dương của trục tọa độ hướng xuống, gốc tọa độ ở VTCB, gốc thời gian lúc buông vật.
b. Xác định lực đàn hổi cực đại và cực tiểu mà lò xo tác dụng lên điểm treo trong quá trình vật dao động.
Bài 2 (1 điểm)
Tại t = 0 đầu A của một sợi dây dao động điều hòa với phương trình u = 5cos() cm. Dao động truyền trên dây với biên độ không đổi và tốc độ truyền sóng là v = 80 cm/s.
a. Tính bước sóng.
b. Viết phương trình dao động tại điểm M cách A một khoảng 24 cm.
Bài 3 (2 điểm)
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, đầu dưới có một vật m dao động với biên độ 10 cm và tần số 1 Hz. Tính tỉ số giữa lực đàn hồi cực tiểu và lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình vật dao động. Lấy g = 10 m/s2 và .
Bài 4 (2,0 điểm)
Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm vật nặng M và lò xo có độ dài tự nhiên l0 = 35 cm. Khi ở vị trí cân bằng lò xo có chiều dài l = 39cm. Đưa vật tới vị trí lò xo bị nén 2cm rồi thả cho vật dao động điều hòa. Chọn gốc thời gian là lúc thả vật, chiều dương hướng xuống dưới. Lấy g = 10m/s2
1) Viết phương trình dao động của con lắc lò xo.
2) Khi lò xo có chiều dài l1 = 42 cm thì động năng của vật là E1 = 0,3J. Hỏi lò xo có chiều dài l2 bằng bao nhiêu thì động năng của vật là E2 = 0,1J.
Bài 5: (2,0 điểm)
Một vật sáng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ L có tiêu cự f = 30cm, cho ảnh ảo cao 3cm. Di chuyển AB một đoạn 10cm dọc theo trục chính thì ảnh thu được vẫn là ảnh ảo và cao 6cm.
1) Tìm khoảng cách từ AB đến thấu kính L trước khi AB dịch chuyển. Tính chiều cao của vật sáng AB.
2) Sau thấu kính L đặt thêm một gương phẳng (M) vuông góc với trục chính và cách thấu kính một khoảng l = 37,5cm như hình vẽ (H.3). Tìm vị trí đặt vật để ảnh cuối cùng qua hệ là ảnh thật nằm đúng vị trí của vật.
Bài 6 (1 điểm)
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo ℓ = 45cm, khối lượng vật nặng là m = 100g. Con lắc dao
động tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Khi con lắc đi qua vị trí có dây treo lệch với
phương thẳng đứng một góc 600 thì độ lớn lực căng dây bằng 2,5N. Vận tốc của vật nặng ở vị trí
này có độ lớn là bao nhiêu?
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2016– 2017
Bài 1 (2 điểm).
Cách giải Điểm
a. Viết PT dao động:
Ta có ω =
Phương trình dao động có dạng: x = A.cos(ωt + φ)
→ v = x/ = - ωAsin(ωt + φ)Khi t = 0 thì: x0 = A.cosφ = 6(cm) (3)
v0 =- ωAsinφ=0 (4)
Giải hệ (3) và (4) ta được φ = 0 và A = 6(cm)
→ PT dao động: x = 6.cos10t (cm)b. Tính lực đàn hồi:+ Lực đàn hồi cực đại khi vật ở biên phía dưới:
Fmax= k(∆l0+A) víi ∆l0 = →Fmax =10.(0,1+ 0,06) =1,6(N)
+ Vì ∆l0 > A → Lực đàn hồi cực tiểu khi vật ở biên phía trên:Fmin= k(∆l0- A) =10.(0,1- 0,06) = 0,4(N)
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Bài 2 (2 điểm)
Cách giải Điểm
Tần số: Phương trình dao động tại M là: với t ≥ 0,3 (s). 0,5đ
0,5đ
Bài 3 (2 điểm).
Cách giải Điểm
Ta có:
- Lực đàn hồi cực đại:
- Lực đàn hồi cực tiểu:
Vậy tỉ số giữa lực đàn hồi cực tiểu và lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình vật dao động là: 0,25đ
0,25đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Bài 4 (2 điểm).
Cách giải Điểm
1) Phương trình dao động: (1,0 điểm)
Ở vị trí cân bằng, lò xo dãn ra một đoạn l, ta có:
k.l = mg (1) Tần số góc: (2)
Vị trí lò xo bị nén 2 cm cách vị trí cân bằng một đoạn: x = l + 2 = 6 cm
Phương trình dao động : x = A sin(t + )
Chọn gốc tọa độ O ở vị trí cân bằng, trục Ox và chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc thả vật, ta có: Do đó phương trình dao động: hay: 2) Xác định l2 : (2,0 điểm)
Gọi l2 là chiều dài của lò xo ứng với động năng E2 , ta có:
l2 = l + x2 và x1 = l1 – l = 42 - 39 = 3 cm Suy ra: Giải ra: Do đó: l2 = 39 3 hay: l2 = 44,2 cm; l2 = 33,8 cm
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Bài 5 (2 điểm).
Cách giải Điểm
1) Khoảng cách từ vật AB đến thấu kính L trước khi AB di chuyển: Ta có : . (1)
Sau khi dịch chuyển: . (2)
Từ (1) và (2) suy ra: . (3)
Vì cả hai ảnh A’B’ và A”B” đều là ảnh ảo cùng chiều, k1 và k2 cùng dấu, suy ra:
. (4)
Suy ra: d2 = d1 + 10 (vì d1 > d2 ) (5) Từ (4) ta có: . (6)
Từ (1) ta có:
