Đề thi HSG casio vật lý lớp 12 năm học 2011 2012 THPT triệu sơn 2 thanh hóa file word có lời giải chi tiết

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (532.3 KB, 11 trang )

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HOÁ

KÌ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2

GIẢI TOÁN BẰNG MÁY TÍNH CẦM TAY
Năm học: 2011 - 2012
Môn: Vật lí – Lớp 12 (Vòng 1)
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề
Ngày thi: 31/10/2011
-----****----

(Đề thi có 07 trang)

Các giám khảo

Điểm của bài thi
Bằng số

Số phách

(Họ tên và chữ ký)

Bằng chữ
Giám khảo 1:
Giám khảo 2:

Qui ước:
- Thí sinh làm trực tiếp vào bản đề thi này. Trường hợp làm sai cần làm lại thí sinh có thể viết ở mặt

sau của trang giấy.
- Đối với mỗi câu yêu cầu thí sinh làm theo thứ tự: Thiết lập các biểu thức Vật lí, kết quả trung gian và
kết quả cuối cùng lấy tới 5 chữ số sau dấu phẩy và theo bậc độ lớn của đề bài.
- Các hằng số Vật lí chỉ được gọi trực tiếp từ máy tính.

Đề bài và lời giải của thí sinh
Bài 1(2,0 điểm): Một bình kín thể tích V = 8,31 lít chứa khi ở áp suất p0 = 105 Pa. Truyền cho khí nhiệt lượng
Q = 2160 J thì áp suất mới tăng bằng bao nhiêu? Biết nhiệt dung mol đẳng tích cV = 21 J/ mol.K.
Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 1

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

............................................................................................................................................

Bài 2 (2,0 điểm): Chu kỳ dao động điều hoà của hai con lắc đơn có chiều dài l1 và l2 lần lượt là T1 = 2,4 s và
T2 = 1,8 s. Biết l1 + l2 = 71 cm, xác định l1, l2 ?
Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

...........................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Bài 3 (2,0 điểm): Một vật nhỏ khối lượng m được treo vào đầu một lò xo lí tưởng không khối lượng và dao
động điều hoà theo phương thẳng đứng với chu kì T = 0,22 s. Nếu cắt bớt chiều dài lò xo đi 20% và cũng treo
vật nhỏ trên vào lò xo thì chu kì dao động điều hoà của con lắc bằng bao nhiêu?
Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 2

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Bài 4 (2,0 điểm): Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 80 N/m, vật nhỏ có khối lượng m = 400 g. Đặt
hệ trên mặt phẳng ngang. Khi vật ở vị trí cân bằng lò xo không bị biến dạng. Kéo vật dọc theo trục của lò xo
ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn để lò xo bị dãn 12 cm rồi thả nhẹ. Tìm tốc độ lớn nhất trong qúa trình dao
động và vị trí vật có tốc độ v = vmax / 4 lần thứ 2 kể từ lúc bắt đầu dao động. Hệ số ma sát giứa vật và sàn
μ = 0,1.

Tóm t t cách giải

Kết quả

............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

Hai lò xo nhẹ có độ cứng lần lượt là K1 = 60N/m;

K1

m
M
M

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

K2

Trang 4

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
K2 = 40N/m; M = 100g; m = 300g. Bỏ qua ma sát
giữa M với sàn, lấy g =  2 = 10(m/s2). Tại vị trí cân bằng của hệ hai lò xo không biến dạng. Đưa hai vật
lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn 4 cm rồi thả nhẹ, người ta thấy hai vật không trượt đối với nhau.
1. Chứng minh hệ dao động điều hoà, tính chu kì dao động và vận tốc cực đại của hệ.
2. Hệ số ma sát nghỉ giữa m và M phải thoả mãn điều kiện nào để hệ hai vật dao động điều hoà ?
Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Bài 7 (2,0 điểm): Một thanh mảnh đồng chất, khối lượng m = 1,25 kg có chiều dài l = 60 cm có thể dao động
quanh một trục nằm ngang đi qua điểm cách trung điểm một đoạn d = 15 cm. Kéo đầu dưới của thanh một
đoạn nhỏ rồi thả nhẹ. Chứng minh thanh dao động điều hoà. Tìm chu kỳ dao động của thanh?
Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 5

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
............................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
Bài 8 (2,0 điểm): Một thanh thẳng mảnh, đồng chất dài 0,5m, khối lượng 8kg.
Thanh có thể quay trong mặt phẳng nằm ngang, quanh một trục thẳng đứng
đi qua khối tâm của nó. Thanh đứng yên, thì một viên đạn 6g bay trên mặt
phẳng ngang của thanh và cắm vào một đầu thanh. Phương vận tốc của viên
đạn làm với thanh một góc 600. Tốc độ góc của thanh ngay sau khi va chạm
là 10rad/s. Vận tốc của viên đạn ngay trước khi va chạm là bao nhiêu?

A

B

Tóm t t cách giải

Kết quả

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

..........................

.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Bài 9 (2,0 điểm): Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 15cm.
Phương trình dao động tại S1, S2 có dạng: u1  2 cos 40t (cm) , u 2  2 sin 40t (cm) . Tốc độ truyền sóng trên
mặt nước là 30cm/s. Coi biên độ của sóng không thay đổi trong quá trình truyền.
1. Xác định tốc độ dao động cực đại của phần tử O nằm tại trung điểm của S1S2.
2. Xác định số điểm dao động với biên độ 2 cm trên đoạn thẳng nối hai nguồn
Tóm t t cách giải

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Kết quả

Trang 6

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

..........................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

--------------------------- Hết -------------------------------

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 8

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

(Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)

+ Phương trình dao động tại S1 và S2 có dạng:
+ u1 = 2cos(40  t ) ; u2 = 2cos(40  t - 0,5  )
- Phương trình sóng tại M có dạng:
+ u1M  2 cos( 40t 

2d1



) ; u 2 M  2 cos( 40t 

2d 2

Phương trình dao động tổng hợp:



)

d  d2  
  (d 2  d1 )  

u M  u1M  u 2 M  4 cos 
  cos 40t   1

  (1)

4

4


v
+ Bước sóng    1,5(cm)
f

+ Với d1 = 15cm, d2 = 9cm, thay vào (1) ta được
u  2 2 cos( 40t 



4

)(cm)
  (d 2  d1 )

Từ (1) dao động tại M có biên độ: a  4 cos 







4 

+ Tại O có d1 = d2 => a0 = 2 2 (cm)
+ Tốc độ dao động của phân tử O: V0 = a0.  = 80 2 (cm / s)
Xác định số điểm dao động cực đại trong đoạn S1,S2,
+ Điểm M dao động cực đại khi hai sóng tới cùng pha:
  2k => d2 – d1 = (2k  1)



2

( k  z)

+ Xét tam giác MS1S2 ta luôn có: d 2  d1  2k 

1 
 S1 S 2
2 2

=>- 9,75 < k<10,25
=> k = 0,  1,  2,.....  9,-10
Vậy trong khoảng S1S2 có 20 đường dao động cực đại
Vậy trên chu vi tam giác IS1S2 có 40 điểm dao động cực đại.
+ Chon trục Ox trùng quỹ đạo, O ≡ VTCB.
 
+ Tại VTCB: hai lò xo không biến dạng, nên P  N  0
+ Tại vị trí vật có li độ x:

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 9

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Lực tác dụng lên vật gồm: P  (m  M ).g ; N ; F1   K 1 .x; F2   K 2 .x
   

Theo định luật 2 Niu Tơn: P  N  F1  F2  (M  m)a
(1)
(theo gt hai vật không trượt trên nhau)
Chiếu (1) lên Ox:  K 1 .x  K 2 .x  ( M  m).x //
K
Đặt K  K 1  K 2  x // 
.x  0 , chứng tỏ vật dao động điều hoà với tần số
mM
K

 5 (rad / s)
mM
2
+ Chu kì dao động của hệ: T 
 0,4( s)

góc



+ Biên độ dao động của hệ: A= x0 = 4cm ( vì v0 = 0)
+ Vận tốc cực đại của hệ: v max  A  20 (cm / s)
+ Lực tác dụng lên M: P2  Mg; phản lực Q của sàn; áp lực mà m đè lên M là N12 = mg; lực ma

sát nghỉ giữa m và M là Fms12
 



+ Theo định luật 2 Niu Tơn: P2  Q  N 12  Fms12  Ma
(2)
K
Chiếu (2) lên Ox: Fms12  Mx //  M .(  2 .x)  
.M .x với x   A; A
mM
+ Để hệ dao động điều hoà thì hai vật không trượt trên nhau, nên ma sát giữa hai vật là ma sát
nghỉ, cần điều kiện: Fms12  N 12  mg với x   A; A
K
K .M . A
.M . A  mg   
 0,333
chỉ cần
mM
(m  M ).mg

a) Xác định ảnh tạo bởi quang hệ
L
AB
A1B1
d1 , d1

- Với A1B1: d1  70cm ; d1 

G

d 2 , d 2

A2B2

L

A3B3

d 3 , d 3

d1 f
70.20

 28cm (ảnh thật).....................
d1  f 70  20

d1
28
2

  ................................................................
d1
70
5
- Với A2B2: d 2  l  d1  50  28  22cm ; d 2  d 2  22cm (ảnh ảo)..............
d
k 2   2  1 ..............................................................................
d2
d f
72.20

 27,7cm
- Với A3B3: d 3  l  d 2  50  22  72cm ; d 3  3 
d 3  f 72  20
k1  

k1  

d 3
27,7
5

  ............................................................
d3
72
13

- Độ phóng đại của hệ: k 

(ảnh thật)

 5   2 2
 k 3 k 2 k1    (1)    .....................
AB
 13   5  13

A3 B3

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 10

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
Vậy ảnh A3B3 của AB tạo bởi quang hệ là ảnh thật, cùng chiều và bằng

2
vật.
13

Giải:
a. Chu kì: T  2

l
1
 2
 1,986( s)
g
10







b. Khi con lắc đặt vào điện truờng đều E , con lắc chịu tắc dụng của lực điện trường F  qE
   

 
Ở vị trí cân bằng: P  T  F  0  T '  P  F 


 
Đặt P'  P  F   mg '
(1)
Ta coi con lắc dao động trong trọng lực hiệu dụng: P '  mg ' , với g ' là gia tốc trọng trường hiệu
dụng
 Chu kì của con lắc là: T '  2

Do T '  T nên g '  g  g '  g 

l
g'

qE

(2)

m








 F ngược chiều P mà q  0 nên E ngược chiều F . Vậy E cùng chiều P (hay E có hướng

thẳng đứng hướng xuống )
Từ (2) 

qE

4 2 l
4 2 l  m 
4 2 .1  0,4





g


E

g



10

 8,48.10 5 (V / m)
2
2 
2 
6


m

T'
T'  q 
2,04  4.10


- Momen động lượng của hệ ngay trước va cham:
L1 = Iđ.ωđ = mđR2.

v sin 600
l
= mđ.R.v.sin600 = mđ. .v.sin600 (1)
R
2

- Momen động lượng của hệ ngay sau va chạm:
1
1
L2  ( I d  I l )  ( md l 2  mt l 2 )
4
12

- Áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng ta có:
L1 = L2
l
2

1
4

mđ. .v.sin600  ( md l 2 

vt

v
0
v60
n

1
mt l 2 )
12

1
1
( md l 2  ml l 2 )
12
v 4
Thay số ta có: v = 1285,9m/s.
l
md sin 600
2

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

Trang 11

Đề thi HSG casio vật lý lớp 12 năm học 2011 2012 THPT triệu sơn 2 thanh hóa file word có lời giải chi tiết

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về