Tải Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 môn Vật lý năm 2018 - 2019 Sở GD&ĐT Hải Dương - Đề thi HSG lớp 12 môn Vật lý có đáp án

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (206.86 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

HẢI DƯƠNG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2018 - 2019
MƠN THI: VẬT LÍ

Thời gian làm bài: 180 phút
Ngày thi: 04/10/2018
(Đề thi gồm 06 câu, 02 trang)

Câu 1 (2điểm):

Một con lắc lò xo gồm vật nặng M=300g, độ cứng k=200 N/m như (hình 1). Khi M đang ở vị trí
cân bằng thả vật m = 200g từ độ cao h = 3,75 cm so với M. Sau va chạm, hệ M và m bắt đầu dao
động điều hòa. Bỏ qua ma sát, lấy g = 10m/s2. Coi va chạm giữa m và M là hồn tồn khơng đàn hồi.

1. Tính vận tốc của m ngay trước va chạm, và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm.
2. Biết sau va chạm hai vật ln gắn vào nhau trong q trình dao động.

a. Chọn trục tọa độ Ox có phương thẳng đứng, gốc O tại vị trí cân bằng của hai vật sau va
chạm, chiều dương hướng xuống dưới. Chọn gốc thời gian lúc va chạm. Viết phương trình dao
động của hệ vật.

b. Tính tốc độ trung bình của hệ vật trong khoảng thời gian kể từ lúc va chạm
đến lúc hệ vật lên đến độ cao cực đại lần thứ nhất.

c. Gọi v là độ lớn vận tốc tức thời của hai vật, a là giá trị gia tốc của hai vật.
Trong một chu kỳ dao động, tìm thời gian mà v và a đồng thời thỏa mãn

20 /

v cm s và a4 /m s2.
Câu 2 (điểm):

1. Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m = 100 g, sợi dây có chiều dài
1

l  m. Khi vật nhỏ con lắc đang nằm cân bằng người ta kéo nó ra sao cho
phương sợi dây hợp với phương thẳng đứng một góc 90rồi bng nhẹ cho vật dao
động điều hòa. Lấy gia tốc trọng trường g = 2= 10 m/s2.

a. Chọn trục tọa độ trùng với phương dao động, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương
cùng chiều kéo vật. Chọn gốc thời gian lúc vật qua cân bằng lần thứ nhất. Viết phương trình li độ
dài của con lắc.

b. Tính quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong thời gian

4
3
t s
 

2. Một con lắc đơn, sợi dây có chiều dài l 1m, vật nặng bằng
kim loại có khối lượng m = 20g, mang điện tích q106C. Khi con
lắc đang nằm cân bằng, thiết lập một điện trường đều có cường độ

5
2.10

E  (V/m), có phương hợp với phương của véctơ gmột góc
0

  , bao quanh con lắc (hình 2), khi đó vị trí cân bằng mới của
con lắc hợp với phương thẳng đứng góc



. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy
g = 10 m/s2.

a. Xác định



b. Kích thích cho con lắc dao động điều hịa quanh vị trí cân bằng mới. Tính chu kỳ dao động
của con lắc.

Câu 3 (2,0 điểm):

Trên hai đường ray bằng kim loại song song, nằm ngang người ta đặt một thanh kim loại
MN có khối lượng m= 100g và điện trở R = 0,5. Chiều dài của thanh MN bằng khoảng cách
giữa hai đường ray (MN = l = 10cm) (Hình 3). Hai đường ray nằm trong một từ trường đều có
cảm ứng từ B, hướng vng góc mặt phẳng chứa hai thanh ray. Hai thanh ray nối với nhau bởi
một tụ điện có điện dung C = 0,1 (F), được tích điện đến hiệu điện thế ban đầu U0 = 5V. Bỏ qua

độ tự cảm của hệ; điện trở của thanh ray và khóa K, bỏ qua ma sát.

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí
h
ĐỀ CHÍNH THỨC

Hình 1

Hình 2

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

1. Nếu B = 0,1 (T)

a. Ngay sau khi đóng khóa K, thanh kim loại bắt đầu

chuyển động sang phải (đi ra xa tụ điện). Hãy xác định chiều
và độ lớn dịng điện khi đó.

b. Tính gia tốc của thanh ngay sau đóng khóa K.

c. Giả sử hai thanh ray đủ dài, sau thời gian t thanh đạt đến vận tốc tới hạn vgh. Tính vận tốc

vgh đó.

2. Với giá trị nào của cảm ứng từ B thì vận tốc tới hạn của thanh đạt cực đại? Tính giá trị cực
đại vmax

Câu 4.(1,5 điểm):

1. Một điểm sáng A nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một đoạn
30 cm, cho ảnh thật A’. Bắt đầu cho thấu kính chuyển động ra xa vật với vận tốc khơng đổi v = 5
cm/s. Tính tiêu cự của thấu kính. Biết rằng sau khi thấu kính chuyển động được 2s thì ảnh bắt đầu
đổi chiều chuyển động.

2. Cho A, B, C là 3 điểm nằm trên trục chính của một thấu kính mỏng. Biết AB = a = 8cm;
AC = b= 12cm (hình 4). Thấu kính được đặt trong khoảng AC. Đặt vật sáng ở điểm A ta thu
được ảnh ở điểm B. Đưa vật sáng đến B ta thu được ảnh ở điểm

C. Tính tiêu cự của thấu kính?
Câu 5 (1,5 điểm):

Cho mạch điện như (hình 5).Nguồn có suất điện động E =
18V, điện trở trong r. Mạch ngồi gồm biến trở R có điện trở
toàn phần 9; các điện trở R1 = 3; R2 = 6. Di chuyển con
chạy C trên biến trở, khi con chạy C ở M thì RAM = x và cơng

suất tiêu thụ của mạch ngồi là 18W. Khi dịch chuyển con chạy
C sang phải hoặc sang trái (so với vị trí M) thì cơng suất tiêu thụ
của mạch ngoài đều giảm xuống. Điện trở Ampe kế và các dây
nối không đáng kể.

1. Tính r và x.

2. Tìm số chỉ của Ampe.

Câu 6 (1,0 điểm): Cho một nguồn điện chưa biết suất điện động và điện trở trong của nguồn.
Bằng các dụng cụ sau: 02 vơn kế có điện trở R1 và R2 ; 01 khóa ngắt điện K; các dây nối. Bỏ qua

điện trở của dây nối và khóa K. Bỏ qua sai số dụng cụ đo.

1. Nêu phương án thí nghiệm để xác định suất điện động của nguồn điện.

2. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm, lập bảng biểu cần thiết và nêu cách tính kết quả thí 
nghiệm.

...Hết...

Họ và tên thí sinh:...Số báo danh:...
Chữ kí giám thị 1:...Chữ kí giám thị 2:...…

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2018 – 2019

MƠN THI: Vật Lí

Câu Ý Đáp án Điểm

1 1

+ Vận tốc của m ngay trước va chạm:v0  2gh 0,5 3(m/s)
+ Bảo toàn động lượng

0
0

( ) h h m v 0, 2 3 /

mv M m V V m s

M m

    



0,25

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

C A B

b a

Hình 4

Hình 5

R1 R2

M
x

A B

E, r

A

Hì
nh

3

l

N

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

2

Khi có thêm m thì lị xo bị nén thêm một đoạn: 0 1
mg

l cm

K

  

+ Ta có 20( )

K rad

M m s



 



+ So với gốc tọa độ O thì tại t = 0:

. os 1

( )

.sin 20 3 /

3
h

A cm

x A c cm

rad

V A cm s














 



 



 



 

 

 

+Phương

trình dao động:

2. os(20 )

3
x c t



cm

0,25

0,25
b.

+ Kể từ lúc va chạm đến lúc hệ vật ở độ cao cực đại lần 1 vật đi
được

2 3 7
A

s  A cm

+ Thời gian chuyển động:

3 5 5 2

. ( )

12 4 6 6 20 12

T T T

t    







s

+ Tốc độ trung bình:

( / ) 26,74( / )

s

v cm s cm s

t



  

0,25

c. Ta có

+ Độ lớn vật tốc

20 /

2 2

A A

v cm s v



 x 

(1)
+ Gia tốc:

2. 400( / )2 400 1 ( )

400 2

A

a



x cm s  x  x  cm

Vậy 2

A
A x

  

(2)
Từ (1) và (2)

2. ( ) 0,052( )

2 2 12 60

A A T

x t



s s

        

0,25

0,25
2

1

a Ta có

( / )

g

rad s
l



 



0 9 20(rad) S0 l. 0 20( )m





   





+ Tại t = 0 thì

2
0

( )

0
s

rad
v








 






+ Phương trình li độ dài: s 20cos( t 2)( )m



 

0,25

b.

0,25



F

d



E









0 y

x

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

+ Ta có

2 2

2( ) 2(

3 2 12

T T T

T



s t



      

)
+ Quãng đường lớn nhất:

Smax = 2S0 + 2.

0
2
S

= 3S0 =

( ) 47,1( )

20 m cm





0,25

2

a. Khi vật nhỏ nằm cân bằng
T P F  d 0



  

Chiếu lên hệ trục 0xy ta có

.sin .sin 0

. os . os

F T

T c F c P







 




 



6 5.

.sin
tan

. os

10 .2.10 sin 30
tan

0,02.10 10 .2.10 os30
15

F
mg F c

c











 







  b. Ta có P F d P/

  

/2 2 2

/ 2

( ) 2. . . os

19,3( / )

F F

g g g c

m m

g m s



  

 

Chu kỳ dao động:

2 . l 1, 43( )

T s

g



 

0,25

3

1 a.

+ Thanh chuyển động sang phải thì lực từ F hướng sang phải
+ Theo quy tắc bàn tay trái thì dịng điện trên MN có chiều từ M
đến N (hình vẽ)

+ Ngay sau khi đóng khóa K, hiệu điện thế giữa hai bản tụ vẫn là U0

 Cường độ dòng điện trên thanh

0 10( )

U

I A

R

 

0 10( )

U

I A

R

 

0,25

b.

+ Lực từ tác dụng lên thanh

. . 0,1( )
F B I l N

+ Gia tốc

2
1( / )
F

a m s

m

 

0,25

c.

+ Định luật II Niuton
v

m F BIl

t


 



. .( . ) .

m v Bl I t Bl q

     

0 0

. . ( ) ( )

m v B l q q BlC U U

     (1)

+ Khi v = vgh thì khơng cịn dịng điện nữa, nên hiệu điện thế giữa

0,25

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

gh gh

U U Bl v

(2)

+ Từ (1) và (2)

0
2 2
gh

CBlU
v

m CB l

 

 0,05(m/s)= 5(cm/s)

0,25

2

+ Từ

0 0

2 2

gh gh

CBlU ClU

v v

m

m CB l CBl

B

  

 

+ Theo BĐT cosi ta có

(m C B l. . ) 2. .l m C.

B  

+ Dấu "=" xảy ra khi
1

. m 10( )

B T

l C

 

ax . 2,5( / )

2
m

U C

v m s

m

 

0,25

4

1

+ Khi cho thấu kính chuyển động ra xa vật với vận tốc v

30 . 30 5 ( )

d v t t cm

    

Sau t = 2s  d 40cm

+ Từ /

1 1 1

f d d và d d/ l

  (l là khoảng cách giữa vật và ảnh
thật qua thấu kính)

2 0

d dl lf

   

+ Ta có   l2 4lf  0 l 4f

+ Vì ảnh qua thấu kính ln là ảnh thật. nên lúc đầu thấu kính ra xa
vật thì ảnh ra xa thấu kính. Khi lmin 4f thì ảnh bắt đầu đổi chiều

chuyển động. Khi đó 2 2
l
d   f

+ Theo bài khi đó d = 40cm = 2f vậy f = 20cm.

0,25

2

Ta có

+ Khi vật sáng ở A thì ảnh ở B, khi vật ở B ảnh khơng ở A mà lại ở

C, do đó ảnh ở B lúc vật ở A là ảnh ảo (d 1/ 0)

Từ hình vẽ:

/ /

1 1 8 1 ( 1 8)

d  d  a cm d  d 

A B

C O

d
1’

d
1

d
2’

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

1 1

1 1 1

( 8)

f d d

  

 (1)

+ Khi vật sáng ở B cho ảnh ở C, do đó ảnh ở C là ảnh thật (d 2/ 0)
Từ hình vẽ: d2 d18 và

2 ( ) 2 20 ( 1 8) 12 1

d  a b  d   d    d

1 1

1 1 1

8 12

f d d

  

  (2)

Từ (1) và (2) ta có 1

24 240

4,89

7 49

d  cm f  

(cm)

0,25

5

1

+ Ta có
3.
3
AM

x
R

x

 



(9 ).6 (9 ).6

(9 ) 6 15

MB

x x

R

x x

 

  

  

3 (9 ).6

3 15

AB

x x

R

x x



  

 

Theo bài khi C tại M thì PAB = 18 W. Khi C di chuyển thì P ln

giảm, chứng tỏ Pmax = 18W

+ Ta có B =>

max

E
P

4r


khi RAB r

max

r 4,5

 

( )

+ Với RAB r 



9 x .6



3x
4,5

x 3 9 x 6


 

   => x = 3( )

0,25

2 Nhận xét: 1

x R x

R 6




=> Mạch cầu cân bằng
0( )

A

I A

 

0,5

6 1 Gọi E, r là suất điện động và điện trở trong của nguồn, ta có:
+ Lắp sơ đồ mạch điện

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí

R1 R2

A B

E, r

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

+ Mạch 1:

1 1

1
.
V

U U E r

R

  

(1)

+ Mạch 2:

/ / 1

1 2

1
(U U ) E r.U

R

  

(2)

Từ (1) và (2) ta được

/
1 2
/
1 1

.
U U
E

U U




0,25

2

- Bước 1: Mắc mạch điện 1, đóng khóa k, đọc số chỉ U1.

- Bước 2: Mắc mạch điện 2, đóng khóa k, đọc số chỉ U’
1, U’2.

- Lặp lại các bước trên với các lần đo khác nhau.
- Bảng số liệu:

Lần đo U1 U’1 U’2 E

1
2
3
…..
 * Cách tính

+ Giá trị trung bình:

1 2 .... n

E E E

E

n

  



+ Sai số

1 1

E E E

  

2 2

E E E

  

...

n n

E E E

  



1 2 .... n

E E E

E

n

     

 

Vậy E  E E

0,25

</div>

Tải Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 môn Vật lý năm 2018 - 2019 Sở GD&ĐT Hải Dương - Đề thi HSG lớp 12 môn Vật lý có đáp án





















































<i>F</i>



<i>E</i>









0

<i>y</i>

<i>x</i>

































Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về