Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Vật lí 12 (Có đáp án) - Năm học 2008-2009 - Sở GD & ĐT Nghệ An

1

Së GD&§T NghÖ An K× thi chän häc sinh giái tØnh

Môn thi: VậT Lý lớp 12 THPT Thời gian: 120 phút (không kể thời gian giao đề)

Bài 1. (5,0 điểm)

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD.

a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét.

b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m=5gam?

Bài 2(5,0 điểm)

Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một lò xo có độ cứng k, lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A như hình 2a. Từ một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng của một lực không đổi F hướng theo trục lò xo như hình vẽ.

a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi vật dừng lại lần thứ nhất.

b) Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối với một vật khối lượng M như hình 2b, hệ số ma sát giữa M và mặt ngang là . Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật m dao động điều hòa.

Bài 3.(3,5 điểm)

Hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 2m dao động điều hòa cùng pha, phát ra hai sóng có bước sóng 1m. Một điểm A nằm ở khoảng cách l kể từ S1 và AS1S1S2 .

a)Tính giá trị cực đại của l để tại A có được cực đại của giao thoa. b)Tính giá trị của l để tại A có được cực tiểu của giao thoa.

Bài 4(3,5 điểm)

Mạch điện nối tiếp gồm một tụ điện 10F và một ampe kế xoay chiều có điện trở không đáng kể được mắc vào một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz. Để tăng số chỉ của ampe kế lên gấp đôi hoặc giảm số chỉ đó xuống còn một nửa giá trị ban đầu, cần mắc nối tiếp thêm vào mạch trên một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm bằng bao nhiêu?

Bài 5(3,0 điểm)

Biểu thức của cường độ dòng điện qua một mạch dao động LC là Sau 1/8 chu kỳ dao động thì năng lượng từ trường của mạch lớn hơn năng lượng điện trường bao nhiêu lần? Sau thời gian bao nhiêu chu kỳ thì năng lượng từ trường lớn gấp 3 lần năng lượng điện trường của mạch?

-------------Hết-------------

Họ và tên thí sinh:....................................................................Số báo danh:.....................

. cos 0 t I i  

A B

C D v

M

N

Hình 1

B



F m k

Hình 2a

A

F m k

Hình 2b

M

ThuVienDeThi.com

2

Së GD&§T NghÖ An K× thi chän häc sinh giái tØnh

Năm học 2007-2008

Hướng dẫn chấm và biểu điểm đề chính thức

Môn: vật lý lớp 12 thpt- bảng B

Bài 1. (5đ)

Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều MN.

0.5đ Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng:

0.5đ Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn:

0.5đ Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ.

0.25đ Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định:

0.25đ Thay các giá trị đã cho nhận được:

0.25đ Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN:

0.5đ Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công cơ học sinh ra được chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên động năng không tăng), điều đó phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng.

0.25đ b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là:

0.5đ Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là:

0.5đ Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là:

0.5đ Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động năng này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên:

0.25đ

. R Bvl R I  E

.

2 2

R

v l B BIl Ft  

.

2 2 …