Đề kiểm tra khảo sát học sinh giỏi Vật lí lớp 12 (Có đáp án)

ĐỀ KIỂM TRA
C©u 1: Cho m¹ch ®iÖn nh­ h×nh vÏ 1, hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch d¹ng uAB=120cos100pt (V).
khi K ®ãng hiÖu ®iÖn thÕ hiÖu dông UAM=40 (V) ,hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch MB sím pha so víi uAB .T×m biÓu thøc cña hiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch AM.
khi k më hiÖu ®iÖn thÕ hiÖu dông U’AM=40 V.Cho ®iÖn dung cña tô ®iÖn C= F.T×m R;r;L
k
M
m
Hình 3
C©u 2: Cho ®o¹n m¹ch nh­ h×nh vÏ2 ,c¸c hép X,Y,Z mçi hép chØ chøa mét trong c¸c linh kiÖn: ®iÖn trë, cuén d©y, hoÆc tô ®iÖn.§Æt vµo hai ®Çu A,D mét hiÖu ®iÖn thÕ xoay chiÒu uAD=32sin 2pft V.Khi f=100Hz,thÊy hiÖu ®iÖn thÕ hiÖu dông UAB=UBC=20V;UCD=16V;UBD=12V.C«ng suÊt tiªu thô cña m¹ch P=6,4w.Khi thay ®æi tÇn sè f th× sè chØ cña ¨m pe kÕ gi¶m ®i.BiÕt RA»0.C¸c hép X, Y, Z chøa linh kiÖn g×?T×m c¸c gi¸ trÞ c¸c phÇn tö R,L,C trong ®ã (nÕu cã)?
B
M
A
r, L
R
C
K
A
X
Y
Z
B
A
C
D
H×nh 1
H×nh 2
Câu 3: 
 Một con lắc lo xo gồm vật nặng M=300g,độ cứng k=200N/m như (hình vẽ 3). Khi M đang 
ở vị trí cân bằng thả vật m=200g từ độ cao h=3,75cm so với M.Sau va chạm hệ M và m 
bắt đầu dao động điều hòa . Bỏqua ma sát,lấy g=10m/s2 .Coi va chạm giữa m và M 
là hoàn toàn không đàn hồi.
a.Tính vận tốc của m ngay trước va chạm,và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm
b.Viết phương trình dao động của hệ (M+m) chọn gốc thời gian là lúc va chạm ,
trục tọa độ 0x thẳng đứng hướng lên gốc 0 là vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.
c. Tính biên độ dao động cực đại của hai vật để trong quá trình dao động 
vật m không rời khỏi M
Câu 4: 
Một con lắc đơn gồm dây treo dài gắn một đầu với vật có khối lượng m. 
 Lấy g = 10(m/s2), p2 = 10.
Người ta đem con lắc đơn nói trên gắn vào trần xe ôtô, ôtô đang đi lên dốc chậm dần đều với gia tốc 5(m/s2). Biết dốc nghiêng một góc 300 so với phương ngang. Tính chu kì dao động của con lắc trong trường hợp trên.
C©u 
Néi dung ®¸p ¸n
BiÓu ®iÓm
1
2
a
B
M
A
r, L
R
k đóng mạch dạng. 
ta có giản đồ vec to:
UMB
UAB
Ur
UR
UL
p/6
p/6
a
j
Theo gian đồ ta được: 
Và UL=UABsinj=60V
0.25
0.25
0.25
UR+Ur=UABcosjàUr=20V
0.25
Do đoạn mạch AM thì u và i cùng pha nên : uAM=40cos(100pt-p/6)
0.25
b
Khi k mở mạch có dạng đầy đủ 
Khi k đóng ta được : (1)
Khi k mở ta được: (2)
Trong đó Zc=30 ôm (3) 
Giải hệ 1 ; 2 và 3 ta được r=10ôm ; ZL=30ôm; R=20 ôm 
0.25
0.25
0.25
2
2
*
Khi f thay đổi khác 100Hz thì I giảm à f=100Hz trong mạch xayra cộng hưởng (uAD cùng pha với i)à mạch AD chứa R;L;C
0.25
*
+ UBD
= UAD
UAD
 Lại có : 
Mà UAD=32V; UAB=20V; UBD=12V hay UAD=UAB +UBDà uAD;uAB và uBD là cùng pha và cùng pha với ià Hộp X chứa R
0.25
*
Đoạn mạch BD chứa r;L;C có cộng hưởngà 
Mà UBC>UCD Hộp Y chứa cuộn dây có trở thuần r;L
Hộp Z chứa tụ C
0.25
0.25
*
UR+Ur=UAD=32Và Ur=12V
0.25
P=(UR+Ur)IàI=6,4/32=0,2A
0,25
àR=100ôm; r=60ôm
ZL=Zc=80ômà L=2/5p (H); C=10-3/16p (F)
0,5
Câu
Ý
Nội dung
Điểm
3
(4,5đ)
a
 Vận tốc của m ngay trước va chạm: (m/s)=(cm/s)
0,5
Do va chạm hoàn toàn không đàn hồi nên sau va chạm vòng và đĩa có cùng vận tốc V
(m/s)=(cm/s)
0,5
b
Viết PT dao động:(rad/s). Khi có thêm m thì lò xo bị nén thêm một đoạn:(cm) vậy VTCB mới của hệ nằm dưới VTCB ban đầu một đoạn 1cm
0,75
Tính A: (cm)
0,5
Tại t=0 ta có:(rad/s)
0,5
Vậy: x=2cos(20t+) (cm)
0,5
c
Lực tác dụng lên m là:
Hay N=
0,75
Để m không rời khỏi M thì Vậy (cm)
0,5
Câu 4.(2 điểm)
Ta có 
0,5đ
Xét DOKQ với OK = , góc(OKQ) = 600
Þ DOKQ vuông tại O.
Þ P’ = OQ = Psin(600) Þ g’ = 5(m/s2).
(Có thể áp dụng định lí hàm số cosin để tính P’)K
Q
a
O
a
1,5đ
Vậy, chu kì dao động của con lắc là: 
0,25đ