De thi chon doi tuyen HSG Vat li 12 THPT Minh Khai

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (175.51 KB, 4 trang )

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

trêng thpt minh khai
§Ị thi chän HSG trêng

Kú thi chän hsg líp 12 thpt 
năm học 2009 - 2010

Đề thi môn: Vật lý

Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề.

Câu 1: Vật nặng có khối lợng m =500g nằm trên một mặt phẳng ngang nhẵn, đợc nối với một lò xo có độ cứng
k =100N/m, lị xo đợc gắn vào bức tờng đứng tại điểm A. Tại một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác
dụng của một lực khơng đổi F = 4N hớng theo trục lị xo (Hình 1a). ( Giả thiết bỏ qua ma sát giữa m và mặt
phẳng ngang).

1) Chứng minh rằng m dao động điều hòa. Tìm quãng đờng vật m đi đợc và thời gian vật đi hết quãng đờng
đó kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi vật dừng lại lần thứ nhất. Xác định độ lớn cực đại, cực tiểu của
lò xo tác dụng lên giá tại A.

2) Lò xo không gắn vào điểm A mà đợc nối với một vật khối lợng
M=2kg (Hình 1b), hệ số ma sát giữa M và mặt ngang là  = 0,1. Hãy xác
định độ lớn của lực F để sau đó m dao động điều hịa. Lấy g=10m/s2.

C©u 2: Cho hệ hai thấu kính L1 và L2 đặt đồng trục cách nhau l = 30 cm,
có tiêu cự lần lượt là f1 = 6 cm và f2 = - 3 cm. Một vật sáng AB = 1 cm
đặt vng góc với trục chính, cách thấu kính L1 một khoảng d1, cho ảnh
A’B’ tạo bởi hệ.

1, Cho d1 = 15 cm. Xác định vị trí, tính chất, và chiều cao của ảnh A’B’.
2, Xác định d1 để khi hốn vị hai thấu kính, vị trí của ảnh A’B’ khơng
đổi.

C©u 3: Một thanh đồng chất chiều dài AB = l có thể quay quanh một trục nằm ngang đi qua đầu A của
thanh và vng góc với thanh. Cho gia tốc rơi tự do là g và bỏ qua ma sát.

1. Tìm vận tốc cực tiểu phải truyền cho thanh ở vị trí cân bằng để nó quay qua vị trí nằm ngang.
2. Khi thanh dao động một góc nhỏ quanh vị trí cân bằng. Chứng minh thanh dao động điều hịa và

tìm chu kì.

3. N u g n thêm v o

ế

ắ

à đầ

u B m t qu c u nh có kh i l

ộ

ả ầ

ỏ

ố ượ

ng b ng kh i l

ằ

ố ượ

ng c a

ủ

thanh AB thì chu kì dao

độ

ng nh c a thanh s thay

ỏ ủ

ẽ

đổ

i th n o?

ế à

C©u 4: Cho mạch điện như hình vẽ (Hình 4). Trong
đó các nguồn điện có suất điện động 1=64,5V;
2=28V và điện trở r1=5; r2=4. Các điện trở có

các giá trị R1=10; R2=16; R3=60; R4=40. Bỏ

qua điện trở của ampe kế và các dây nối.
1) Xác định số chỉ của ampe kế?

2) Thay ampe kế bằng vơn kế có điện trở rất lớn.
Xác định số chỉ của vơn kế. Vơn kế được mắc như
thế nào?

C©u 5: Cho các dụng cụ : một ăcquy chưa biết suất điện động và điện trở trong của nó, một ampe kế,
một điện trở R0 đã biết giá trị, một điện trở Rx chưa biết giá trị, các dây dẫn. Bỏ qua điện trở của ampe kế
và của dây dẫn. Trình bày một phương án xác định giá trị của điện trở Rx.

---hÕt---Câu 4. 1)(1,5đ) Do điện trở của ampe kế khơng đáng
kể mạch điện có thể vẽ lại. Trong đó R34= 60 . 4060

+40

F
m
k

Hình 1a

A

F
m
k

Hình 1b

M

R1 R2

A

R3 R4

1,r

1 2,r2

M N

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

=24

Áp dụng định kiêcsop ta có:
I1+I2=I

I1(R1+r1)+IR34=1
I2(R2+r2)+IR34=

Thay số: I1+I2=I

15I1+24I=64,5
20I2+24I=28

Giải ra ta được: I1=1,9A; I2=-0,4A; I=1,5A. I2
chạy theo chiều ngược lại.

Dòng điện qua R3, R4 tỉ lệ nghịch với các
điện trở nên: I3+I4=1,5A

I4=1,5I3 => I3=0,6A; I4=0.9A.
Vậy dòng điện qua ampe kế là IA=1,9-0,6=1,3(A)
2. (1,5đ) Khi thay ampe kế bằng vôn kế :

Vì dịng điện khơng đi qua vơn kế nên mạch đ

i n tr th nh hai m ch kín.

ệ

ở à

ạ

I1= ξ1

R1+R3+r1

=64,5

10+60+5=0,86(A)
I2= ξ2

R2+R4+r2=
28

16+40+4=
7
15(A)
Ta có UMD=VM-VD=I1.R3=0,86.60=51,6V
UND=VN-VD=I2.R4=7/15.40=18,7V

Vậy UMN=VM-VN=UMD-UND=32,9V. Vì VM>VN nên phải mắc cực dương vào M

Bài 1(4đ)

a) Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc tọa độ trùng vào vị trí cân bằng của vật sau khi
đã có lực F tác dụng như hình 1. Khi đó, vị trí ban đầu của vật có tọa độ là x0. Tại vị trí cân bằng, lị xo bị
biến dạng một lượng x0 và:

F=−kx0⇒x0=−F

k .

0.25đ

Tại tọa độ x bât kỳ thì độ biến dạng của lò xo là (x–x0),
nên hợp lực tác dụng lên vật là:

−k(x − x0)+F=ma .

0.5đ

Thay biểu thức của x0 vào, ta nhận được:

−k

(

x+F

k

)

+F=ma⇒−kx=ma⇒x+ω rSup \{ size 8\{2\} \} x=0 . \} \{

0.25đ

Trong đó ω=

√

k/m . Nghiệm của phương trình này là:

x=Asin(ωt+ϕ).

0.25đ

Như vậy vật dao động điều hòa với chu kỳ T=2π

√

m

k . Thời gian kể từ khi tác dụng lực F lên vật

đến khi vật dừng lại lần thứ nhất (tại ly độ cực đại phía bên phải) rõ ràng là bằng 1/2 chu kỳ dao động, vật
thời gian đó là:

t=T
2=π

√

m
k .

0.5đ

F
m

k

Hình 1
O
x
0

I I2

I1 R R2

R342, r2
1,r

R1 R2

A

R3 R4

1,r

1 2,r2

M N

R1 R2

V

R3 R4

1,r

1 2,r2

M N

I1 I2

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

Khi t=0 thì:

x=Asinϕ=−F

k ,
v=ωAcosϕ=0

⇒

A=F

k ,

ϕ=−π
2.

¿{

0.5đ

Vậy vật dao động với biên độ F/k, thời gian từ khi vật chịu tác dụng của lực F đến khi vật dừng lại

lần thứ nhất là T/2 và nó đi được quãng đường bằng 2 lần biên độ dao động. Do đó, quãng đường vật đi
được trong thời gian này là:

S=2A=2F

k .

0.5đ

b) Theo câu a) thì biên độ dao động là A=F

k .

Để sau khi tác dụng lực, vật m dao động điều hịa thì trong q trình chuyển động của m, M phải
nằm yên.

0.5đ

Lực đàn hồi tác dụng lên M đạt độ lớn cực đại khi độ biến dạng của lò xo đạt cực đại khi đó vật m
xa M nhất (khi đó lị xo giãn nhiều nhất và bằng:

|

x0

|

+A=2A ).

0.25đ

Để vật M khơng bị trượt thì lực đàn hồi cực đại không được vượt quá độ lớn của ma sát nghỉ cực
đại:

k. 2A<μMg⇒k. 2.F

k<μMg .

0.25đ

Từ đó suy ra điều kiện của độ lớn lực F:

F<μmg
2 .

0.25 đ

6
(3,5
)
đ

a, Ta có :

1
1

6d
d =

d -6

;
1
2
1

24d - 180

d =

d - 6 ;

1
2

60 - 8d
d =

3d - 22


(1)

- Khi d1 = 15 cm



d’2 = - 2,6 cm < 0 : A’B’ là ảnh ảo cách L2 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

d f 2(11d + 30)
d = =

d - f 3d + 8


(2)
- Từ (1) và (2) ta có :

1
1

60 - 8d
3d - 22 =

2(11d + 30)

3d + 8



1 1

3d - 14d - 60 = 0 (*)
- Phương trình (*) có 01 nghiệm dương duy nhất là d1 = 7,37.

Vây phải đặt vật AB cách thấu kính gần nó nhất một khoảng 7,37 cm.

0,5
0,5
0,5
0,5

---0,5
0,5
0,5

- Gọi E, r lần lượt là suất điện động và điện trở trong của nguồn điện.

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

Dòng điện chạy qua mạch là I1 :

1
0

I =

R + r (1)

- Lần thứ hai, thay điện trở Rx vào vị trí R0 ở mạch điện trên. Dịng điện qua mạch trong trường

hợp này là : 2 x

E
I =

R + r (2)

- Để xác định 3 đại lượng E, r, Rx ta cần ít nhất ba phương trình. Do đó cần phải có thêm một

phương trình nữa. Lần thứ ba, ta mắc R0 và Rx nối tiếp vào mạch điện trên rồi đo cường độ dòng

điện I3 trong mạch :

0 x

E
I =

R + R + r (3)

- Giải hệ 3 phương trình (1), (2) và (3) ta có :

2 3 1

x 0

1 3 2

I (I - I )

R = R

I (I - I ) .

Chú ý: Học sinh có thể trình bày cách mắc R0 // Rx rồi mắc vào mạch trên ở lần mắc thứ ba. Khi

đó, cường độ dịng điện trong mạch chính là :

0 x

E
I =

R R
+ r

R + R (3’)

- Giải hệ pt (1), (2) và (3’) ta có:

1 4 2

x 0

2 4 1

I (I - I )

R = R

</div>

De thi chon doi tuyen HSG Vat li 12 THPT Minh Khai

3. N u g n thêm v o

ế

ắ

à đầ

u B m t qu c u nh có kh i l

ộ

ả ầ

ỏ

ố ượ

ng b ng kh i l

ằ

ố ượ

ng c a

ủ

thanh AB thì chu kì dao

độ

ng nh c a thanh s thay

ỏ ủ

ẽ

đổ

i th n o?

ế à

A

i n tr th nh hai m ch kín.

ệ

ở à

ạ

(

)

√

√

√

A

V

|

|

0.25

đ







<sub></sub>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về