ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Năm học : 2010 - 2011 Môn : Vật Lý - ĐỀ :149 doc

TRƯỜNG THPT TÂY HIẾU ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
Năm học : 2010 - 2011
Môn : Vật Lý
ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 180 phút ( không kể thời gian giao đề )

ĐỀ :149

Bài 1( 3đ) : Con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 1kg gắn vào lò xo
có độ cứng K = 100N/. Lúc đầu vật được đặt trên giá đỡ B sao cho lò xo ở
trạng thái không co dãn. Cho giá đỡ chuyển động hướng xuống với gia tốc
không đổi a = 2m/s
2
và không vận tốc đầu
a. Tính thời gian vật rời giá đỡ kể từ lúc giá đỡ bắt đầu chuyển động.
b. Biết sau khi rời giá đỡ vật dao động điều hòa. Chọn trục tọa độ hướng thẳng
đứng từ trên xuống, gốc O trùng VTCB, mốc thời gian lúc vật rời giá đỡ. Viết
phương trình dao động của vật. Lấy g = 10m/s
2

Bài 2 (2 đ): Một nguồn âm S phát ra âm có tần số xác định. Năng lượng âm truyền đi phân phối đều
trên mặt sóng cầu tâm S bán kính R. Bỏ qua mọi sự phản xạ sóng âm trên mặt đất và các vật cản. Một
quan sát viên ở cách nguồn một đoạn d để nghe âm đó. Cho cường độ âm chuẩn I
0
= 10
-12
W/m
2

a. Biết tại B cách nguồn âm S 100m có mức cường độ âm là 20dB. Tính công suất của nguồn
âm.
b. Xác định vị trí điểm C để tại đó quan sát viên bắt đầu không nghe được âm phát ra từ S.

Bài 3 (2 đ): Cho hệ hai thấu kính L
1
và L
2
đặt đồng trục cách nhau l = 30 cm, có tiêu cự lần lượt là f
1

= 6 cm và f
2
= - 3 cm. Một vật sáng AB = 1 cm đặt vuông góc với trục chính, cách thấu kính L
1
một
khoảng d
1
, cho ảnh A’B’ tạo bởi hệ.
a, Cho d
1
= 15 cm. Xác định vị trí, tính chất, và chiều cao của ảnh A’B’.
b, Xác định d
1
để khi hoán vị hai thấu kính, vị trí của ảnh A’B’ không đổi.
Câu 4 (2 đ): Trên mặt thoáng chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 20cm. Phương trình
dao động của A và B là u
A
= u
B
= cos100

t (cm). Vận tốc truyền sóng là 4m/s .
a. Tìm biên độ và pha ban đầu của sóng tạo ra tại trung điểm O của AB.

b. Gọi M là một điểm trên đường trung trực của AB, cách O một đoạn x. Tìm giá trị x bé nhất để M
dao động cùng pha với các nguồn A, B
Câu 5 (2 đ) : Một vật nhỏ khối lượng m trượt không ma sát trên một mặt cong.
Vật va chạm vào đầu một thanh đồng chất khối lượng M, dài l và dính vào đó.
Thanh có trục quay tại O nên đã quay đi một góc

trước khi tạm dừng lại
(hình vẽ). Hãy tính

theo các tham số trên hình vẽ.




HẾT

m

k

a


B



M, l
h


O

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM

Đáp án bài 1
1


a.
P - N - F = m.a khi vật rời giá đỡ N = 0

F = P - ma = m( g-a ) = K.

l = K.s ( lò xo ban đầu ở trang thái không giản
nên s =

l )

s = m( g-a )/K = 0,08m
s = v
0
.t + at
2
/2 = at
2
/2

t = 0,283s

b.
0
l
= g/
2

= 0,1m = 10 cm

l = 8cm

x = -2cm ( gốc ở VTCB)

A

6cm








Đáp án bài 2
2


………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………



Đáp án bài 3
3


a, Ta có :
1
1
1
6d
d =
d -6

;
1

2
1
24d - 180
d =
d - 6
;
1
2
1
60 - 8d
d =
3d - 22

(1)
- Khi d
1
= 15 cm

d’
2
= - 2,6 cm < 0 : A’B’ là ảnh ảo cách L
2
một khoảng
2,6 cm.
- Độ phóng đại:
1 2 2
1 1 2
f f - d
2
k = . = -

f - d f 23

< 0 :
ảnh A’B’ ngược chiều với AB, có độ lớn là A’B’ = 2/23 (cm).

b, Khi hoán vị hai thấu kính:
1 2 1
1 1
1 2 1
d f -3d
d d = =
d - f d + 3


;



1
2 1
1
33d + 90
d = l - d =
d + 3



2 1 1
2
2 1 1

d f 2(11d + 30)
d = =
d - f 3d + 8

(2)
- Từ (1) và (2) ta có :
1
1
60 - 8d

3d - 22
=
1
1
2(11d + 30)
3d + 8



2
1 1
3d - 14d - 60 = 0
(*)
- Phương trình (*) có 01 nghiệm dương duy nhất là d
1
= 7,37.
Vây phải đặt vật AB cách thấu kính gần nó nhất một khoảng 7,37 cm.


Đáp án bài 5

4a


a, Tìm A,
M


- PT sóng tại M do nguồn 1 gửi tới u
1M
= Acos(
)
2
1



d
t 

- PT sóng tại M do nguồn 2 gửi tới u
1M
= Acos( )
2
2



d
t 

- PT sóng tổng hợp tại M: u
M
= 2Acos )(
12
dd 


cos{ )(
21
ddt 



}
với cm
f
v
8


- Thay số được : A = 2cm ,
2







4b

- Tại M







22
21
21
10
2
xddd
ddd
(cm)

- u
M
= 2 cos )2100(


d
t 
-


d
2 = 2k




22
10x =8k

x = 156

12,5 cm



Đáp án bài 5

Mô men động lượng của vật ngay trước khi va chạm đối với trục quay (o):
L
1
= mvl= ml
gh2
(1)
Mô men động lượng của hệ ngay sau va chạm:
L
h
=









22
3
1
mlMl (2)
Áp dụng định luật bảo toàn mô men động lượng:
L
h
= L
1
  =
lmM
ghm
)3(
23

(3)
Động năng của hệ ngay sau va chạm:
W
đ
=
2
1
222
3
1








 mlMl =
m
M
ghm
3
3
2

(4)
Khi vị trí thanh đạt góc  (vận tốc góc bằng 0) thì áp dụng định luật bảo
toàn cơ năng:







 )cos1(
2

gl
M
m
m
M

ghm
3
3
2


Cos  = 1-
)3)(2(
6
2
mMmMl
hm

(5)



Hết

( Học sinh có thể giải cách khác )