Đề HSG môn vật lý lớp 12 năm học 2014 2015 sở GDĐT hà nội hệ không chuyên file word có lời giải chi tiết

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

SỞ GD&ĐT HÀ NỘI

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2014-2015

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề
( Đề gồm 03 trang)

Câu 1 ( 4 điểm)
Một vật nhỏ dao động điều hòa trên trục tọa độ Ox với biên độ 10cm và đạt gia tốc lớn nhất tại li
độ x1 .Sau đó, vật lần lượt đi qua các điểm có li độ x2 , x3 , x4 , x5 , x6 , x7 trong những khoảng thời
gian bằng nhau t  0,1s . Biết thời gian vật đi từ x1 đến x7 hết một nửa chu kỳ.
1. Tìm khoảng cách nhỏ nhất và khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm gần nhau liên tiếp.
2. Tìm tốc độ trung bình lớn nhất của chất điểm chuyển động trong 0,8s.
Câu 2 ( 5 điểm)
Hai con lắc lò xo giống nhau treo thẳng đứng, sát nhau trên cùng một giá nằm ngang gồm: lò xo
nhẹ có độ cứng k= 0,2N/cm; vật nhỏ có khối lượng m. Chọn hệ trục tọa độ theo phương thẳng
đứng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật .
Lấy g  10m / s 2 .Kích thích cùng lúc cho hai vật dao động với phương trình của vật 1




là x1  6cos  20t   cm và phương trình của vật 2 là x2  6 3cos  20t   cm .
3
6



1. Phải kích thích thế nào để hai con lắc dao động với hai phương trình trên.
2. Tìm khoảng cách dài nhất giữa hai vật trong quá trình dao động.
3. Tìm lực cực đại tác dụng lên giá treo con lắc.
Câu 3 ( 4 điểm)
Một con lắc đơn gồm sợi dây có độ dài l, vật nhỏ có khối lượng m =100g, đang dao động điều
hòa. Biết đồ thị hợp lực tác dụng lên vật theo thời gian F (t) biểu diễn trên hình bên.
Lấy  2  10; g  10m / s 2


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

1. Viết phương trình dao động của vật.
1
rad so với
50
phương thẳng đứng. Sau khi qua vị trí cân bằng vật va chạm đàn hồi với tấm ván. Tìm chu kì dao
động mới của con lắc.

2. Giả sử con lắc đang dao động thì người ta đặt một tấm ván dày nghiêng góc  

Câu 4 ( 3 điểm)
Bạn đang ở trong phòng thí nghiệm. Vật lí của trường Trung học phổ thông. Để xác định chính
xác tiêu cự của một thấu kính phân kỳ, bạn cần những dụng cụ nào? Trình bay phương án thực
nghiệm phù hợp.
Câu 5 ( 2 điểm)
Không gian từ trường đều với cảm ứng từ B  2.102 T được giới hạn bởi 2 mặt phẳng song song
(P) và (Q) cách nhau đoạn d=2cm. Một electron không có vận tốc ban đầu được tăng tốc bởi điện
áp U rồi đưa vào từ trường trên tại điểm A theo phương vuông góc với mặt phẳng (P) (hình 2).

Cho e  1, 6.1019 C ; me  9,1.1031 kg . Hãy xác định thời gian electron chuyển động trong từ
trường và phương chuyển động của electron khi nó ra khỏi từ trường trong các trường hợp:

Hình 2

1. U = 3,52kV.
2. U = 18,88kV.
Câu 6 (2 điểm)


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Ba vật hình trụ mỏng giống nhau A,B, C cùng có bán kính R = 2cm nằm yên trên một mặt phẳng
ngang, khoảng cách giữa hai tâm của B và C là l. Người ta truyền cho A vận tốc v= 10m/s để nó
chuyển động đến va chạm xuyên tâm đồng thời với cả B, C ( hình 3). Coi các va chạm hoàn toàn
đàn hồi.

Hình 3

1. Biết sau va chạm A dừng lại, tìm vận tốc của B và C sau va chạm.
2. Xác định giá trị của l để sau va chạm, A tiếp túc tiến lên phía trước.


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

SỞ GD&ĐT HÀ NỘI

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2014-2015

HƯỚNG DẪN GIẢI

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 12- THPT

Câu 1. 1.Dễ thấy chất điểm chuyển động mỗi khoang là

Khoảng cách xa nhất là

T
.
12

A
 5cm
2

Khoảng cách gần nhất là: A  A

3
 1,34cm.
2

2. Để có vận tốc TB lớn nhất thì 2 lần vật qua VTCB:

s

A
A
30
 A  A   3 A; vtb 

 37,5cm / s
2
2
0,8

Câu 2. 1. Con lắc 1. Tại thời điểm t = 0 thì x0  Acos  3cm; v0   A sin   60 3cm / s
Như vậy phải kéo vật xuống một đoạn dưới vị trí cân bằng 3cm rồi cấp cho vật vận
tốc 60 3 cm/s theo chiều hướng xuống dưới
Con lắc 2. Tại thời điểm t = 0 thì x0  Acos  9cm; v0   A sin   60 3cm / s
Như vậy phải kéo vật xuống một đoạn dưới vị trí cân bằng 9cm rồi cấp cho vật vận
tốc 60 3 cm/s theo chiều hướng lên trên.
2

2. Xét x  x1  x2  12cos  20t 
3



 cm nên xmax  12cm


3. Lực tác dụng lên giá treo chính thức là lực đàn hồi: F  F1  F2  k (l01  x1 )  k (l02  x2 )

F  2 P  k ( x1  x2 A )  2mg  k .12cos 20t  FMAX  3, 4 N .
Câu 3.1. Từ đồ thị suy ra T  2s;    rad / s; l  100cm.
Vì F   m 2 x nên tìm được x0  2cm và A= 4cm.


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Tại t =0 thì 

A
2
và hợp lực có xu thế tăng đến cực đại nên  
.
2
3

2

Phương trình dao động x  4cos  2 t 
3


2. Với A= 4cm nên  0 
Khi tới vị trí  


 cm.


A 1
 rad
l 25

 0
T
4
thì quả bóng bị va chạm đàn hồi nên Tmoi  Tcu  cu  s.

2
3 3

Câu 4. Dụng cụ: vật sáng ; màn ảnh; hai thấu kính: một thấu kính hội tụ và một thấu kính phân
kì; thước thẳng có chia độ tới mm; giá quang học thẳng ( trên đó có giá đỡ vật sáng, thấu kính và
màn ảnh).
Thiết kế thí nghiệm như hình vẽ để thu được ảnh rõ nét trên màn.

Bỏ TKPK O1 , ta di chuyển S trên trục chính đến vị trí S1 lại thu được ảnh rõ nét trên màn. S1
chính là ảnh ảo của vật S cho bởi TKPK với SO1  d ; S1O  d '
Áp dụng công thức:

1 1 1
   fTKPK ( với các quy ước đã học).
f d d'

m 2 e U 1 2mU
1 2
mv 2
Câu 5: e U  mv ; Floren  Fhuongtam e vB 
nên R 

eB
m
B
e
2
R
1. Khi U  3,52kV  3,52.103 (V )  R  1(cm)
Do R

từ trường tại điểm A’, ngược với điểm vào từ trường. Thời gian electron bat trong từ trường
1 2 R  R

 9.1010 ( s)
là: t  .
2 v
v


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

2. U  18,88kV  18,88.103V  R  2,3cm  d  2cm Nên electron ra khỏi từ trường tại 1 điểm
d
2
trên mặt phẳng Q theo phương lệch góc  xác định sin   
 0,86    60 . Do đó
R 2,3
1
cung AB có độ dài bằng chu vi đường tròn nên thời gian:
6
1 2 R
m
t .

 3.1010 ( s)
6 v
3e B

Câu 6. Vì các vật tròn nên va chạm là xuyên tâm do đó B và C sẽ chuyển động theo các phương
đối xứng với nhau qua v. Đặt l= N.2R

1. Va chạm đàn hồi luôn có:

mv 2 mv'2 mvB 2 mvC 2



 v 2  v '2  vB2  vC2 (1)
2
2
2
2
Vì v’=0 nên suy ra: vB  vC 

v
 7,07m / s
2

2. Theo định luật bảo toàn động lượng: mv  mv /  mvB  mvC
Suy ra: mv  mv ' 2mvB cos

(2)

Trong đó vB  vC ,  góc giữa quỹ đạo của A và phương của chuyển động B hoặc C.
Ta có: cos 

4 R 2  ( NR) 2
4 N2
( với OAOB  2R ) (3)


2R
2

Thay (2) vào (3) v  v ' vB . 4  N 2
Kết hợp với (1) thì v ' 

N2  2
v
6 N2

(4)


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Để A tiếp tục tiến lên phía trước thì

N2 2
 0.
6 N2

Để A va vào B và C thì: N  2 suy ra 2  N  2 nên 4 2  l  8cm.