Đề thi chọn HSG tỉnh môn Vật lý Lớp 12 bổ túc THPT - Năm học 2007-2008 - Sở GD&ĐT Nghệ An (Có đáp án)

§Ò chÝnh thøc
Së GD&§T NghÖ An
 K× thi chän häc viªn giái tØnh
 N¨m häc 2007-2008
M«n thi: VËT Lý líp 12 bæ tóc THPT
Thêi gian: 180 phót (kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò)
Bài 1.(6,0 điểm)
Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 0,1kg gắn vào đầu một lò xo khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo treo vào một điểm cố định. Cho quả cầu dao động điều hòa theo phương đứng, người ta thấy chiều dài của lò xo lúc ngắn nhất là 36cm, lúc dài nhất là 44cm. Tần số dao động là f = 5Hz. Lấy g = 10m/s2.
a) Tìm độ dài tự nhiên của lò xo.
b) Chọn trục tọa độ theo phương thẳng đứng, vị trí cân bằng làm gốc, chiều dương hướng xuống dưới, lấy t = 0 khi vật ở vị trí dưới cùng, hãy:
* Lập biểu thức dao động của quả cầu.
* Tìm vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của quả cầu.
* Tìm vận tốc trung bình của quả cầu trong thời gian chuyển động từ vị trí thấp nhất đến vị trí có tọa độ x = – 2cm mà chưa đổi chiều chuyển động.
Bài 2. (4,0 điểm)
Trên mặt thoáng một chất lỏng, đồng thời xuất hiện hai nguồn dao động điều hòa kết hợp tại O1 ,O2 cách nhau một đoạn l tạo thành hai hệ sóng ngang tròn có bước sóng l lan tỏa trên mặt chất lỏng. Biết phương trình dao động tại O1, O2 là: . Coi biên độ dao động không suy giảm trong quá trình truyền sóng .
a) Lập biểu thức dao động tại điểm M trên mặt chất lỏng cách O1 một đoạn d1, cách O2 một đoạn d2.
 b) Tìm điều kiện để tại điểm M:
 * Có biên độ dao động cực đại.
 * Tại đó mặt chất lỏng đứng yên.
Bài 3. (6,0 điểm)
A
A
B
R
L
C
K1
K2
M
N
Hình 1
Cho mạch điện xoay chiều R,L,C như hình vẽ. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L, ban đầu tụ điện có điện dung C0. Đặt vào hai đầu AB một hiệu điện thế có biểu thức . Bỏ qua ảnh hưởng của ampe kế và dây nối.
Khi K1 đóng, K2 ngắt thì ampe kế chỉ I1 = 2,2A.
Khi K1 và K2 đều ngắt, ampe kế chỉ 
= , dòng điện đi qua đoạn mạch chậm pha hơn hiệu điện thế uAB một góc là p/4.
Xét khi K1 và K2 đều ngắt: 
a) *Tìm tổng trở của đoạn mạch. Tìm điện trở R, độ tự cảm L, điện dung .
 * Lập biểu thức hiệu điện thế hai đầu ống dây L.
b) Thay đổi giá trị điện dung của tụ điện, khi điện dung của tụ điện có giá trị C1 thì hiệu điện thế hai đầu ống dây đạt cực đại. Tìm C1 và công suất tiêu thụ của đoạn mạch lúc này.
Bài 4 .(4,0 điểm)
A
B
C
M
N
Hình 2
MN là trục chính của một thấu kính. Khi đặt vật sáng tại điểm A, qua thấu kính cho ảnh của nó tại điểm B; khi đặt vật sáng tại điểm B, qua thấu kính cho ảnh tại điểm C. Biết AB=20cm, AC=40cm; tìm tiêu cự của thấu kính.
-------------Hết-------------
Họ và tên thí sinh:....................................................................Số báo danh:.....................
Së GD&§T NghÖ An
 K× thi chän häc viªn giái tØnh
 N¨m häc 2007-2008
H­íng dÉn chÊm vµ biÓu ®iÓm ®Ò chÝnh thøc
M«n: vËt lý líp 12 bæ tóc thpt
Bài 1:
a)
* Ở vị trí cân bằng lò xo có độ dài : 	0.5 điểm
*Từ 	0.5 điểm
*Ở vị trí cân bằng : 	
Từ đó : 	0.5 điểm
b)
* Biên độ dao động : 
*Phương trình dao động có dạng : 
Biên độ dao động : A= 4 cm , tần số góc : 
Khi t = 0 : 	0.75 điểm
*Vậy : 	0.25 điểm
c) 
*Vận tốc : 	0.5 điểm
Vậy vận tốc cực đại : 	0.25 điểm
*Gia tốc : 	0.5 điểm
Vậy gia tốc cực đại : .	0.25 điểm
*Từ vị trí thấp nhất đến vị trí có x = -2cm, vật đi được quãng đường 0.5 điểm
*Tại thời điểm t1 thì : 
 0.5 điểm
Thời gian đi là : 	0.25 điểm
*Vận tốc trung bình cần tìm là : 	0.25 điểm
Câu 2:
a)
* Phương trình dao động tại M do sóng từ nguồn truyền đến : 
	0.75 điểm
*Phương trình dao động tại M do sóng từ nguồn O2 truyền đến : 
	0.75 điểm
*Phương trình dao động tại M : 
	 1.0 điểm
b) 
*Điều kiện để dao động tại M có biên độ cực đại là :
Vậy những điểm M có hiệu đường đi từ hai nguồn tới là một số nguyên lần bước sóng thì tại đó có biên độ dao động cực đại .	0.75 điểm
* Điều kiện để dao động tại M có biên độ bằng 0 là :
 . Với k = 0,1,2,...
Vậy những điểm M có hiệu đường đi từ hai nguồn tới là một số lẻ lần nửa bước sóng thì tại đó mặt chất lỏng không dao động.	0.75 điểm
Câu 3:
 a) Khi K1 đóng , K2 ngắt: 	0.5 điểm
Khi và đều ngắt , tổng trở của mạch : 	0.5 điểm
Độ lệch pha giữa hiệu điện thế và cường độ dòng điện : 
	0.5 điểm
Mặt khác: 	0.5 điểm
Nên 	1.0 điểm
Vì uL nhanh pha hơn i góc p/2 nên uL nhanh pha hơn uAB góc p/4 . 	0.5 điểm
Mặt khác .	0.5 điểm
Vậy : .	0.5 điểm
b)
Ta có : , nên đạt cực đại khi khi cực đại tức là trong mạch xảy ra cộng hưởng 
	0.5 điểm
nên : 	1.0 điểm
Câu 4: 
* Khi vật đặt tại A cho ảnh ở B, khi vật ở B không cho ảnh ở A nên ảnh ở B là ảnh ảo. Suy ra A và B ở cùng một phía của thấu kính .	0.75 điểm
*Khi vật ở B cho ảnh ở C , trường hợp này ảnh ở C là ảnh thật . 	0.5 điểm
*Vậy thấu kính phải là thấu kính hội tụ , thấu kính nằm trong đoạn AC. 	0.5 điểm
A
B
C
M
N
0.25 điểm
*Ứng với vật ở A : . 0.5 điểm
*Ứng với vật ở B : 0.5 điểm 
*Giải hệ 2 phương trình trên ta được : x = 10cm và f =15 cm. 	1.0 điểm