Đề thi chọn học sinh giỏi năm học 2012-2013 môn: Vật lý – Lớp 12

ĐỀ CHÍNH THỨC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NAM ĐỊNH
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2012-2013
Môn: VẬT LÝ – Lớp 12 THPT
Phần tự luận - Thời gian làm bài: 90 phút 
 Câu 1. Một đĩa tròn mỏng, phẳng, đồng chất khối lượng 0,2 kg, bán kính 20 cm đang quay đều quanh trục vuông góc với mặt đĩa và đi qua tâm đĩa với tốc độ góc w0 = 10 rad/s thì bị tác dụng bởi một momen hãm. Đĩa quay chậm dần đều và dừng lại sau khi quay được một góc 10 rad.
 1. Tính độ lớn của momen hãm đó?
 2. Tính thời gian từ lúc đĩa chịu tác dụng của momen hãm đến khi dừng hẳn?
 Câu 2. Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m = 100 g, sợi dây có chiều dài 1 m dao động ở nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2.
 1. Lập công thức tính lực căng của sợi dây tại một vị trí sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc a. Tính tỉ số giữa lực căng cực đại và lực căng cực tiểu của sợi dây biết biên độ dao động của con lắc bằng 0,1 rad?
 2. Quả cầu được tích điện với độ lớn điện tích q rồi đặt trong điện trường đều có vec tơ cường độ điện trường nằm ngang. Khi cân bằng sợi dây treo bị lệch so với phương thẳng đứng góc b = 0,1 rad và quả cầu ở vị trí O1. Kéo quả cầu sao cho sợi dây lệch khỏi vị trí cân bằng góc 0,1 rad rồi thả nhẹ cho nó dao động điều hòa. Khi quả cầu tới vị trí O1 thì điện trường đột ngột bị mất, vật tiếp tục dao động điều hòa. Tính biên độ của dao động và gia tốc của quả cầu tại vị trí lực căng của sợi dây và trọng lực của quả cầu có cùng độ lớn?
×
S1 º O
S2
×
×
I
x
y
Hình 1
 Câu 3. Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai nguồn sóng S1 và S2 cách nhau 11 cm dao động điều hòa theo phương vuông góc với mặt nước có phương trình u1 = u2 = 5cos(100pt) mm. Tốc độ truyền sóng v = 0,5 m/s và biên độ sóng không thay đổi khi truyền đi. Chọn hệ trục tọa độ xOy thuộc mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với S1 (hình 1).
 1. Tìm biên độ sóng tổng hợp tại điểm M có tọa độ x = 3,96 cm; y = 5,28 cm?
 2. Trong không gian, phía trên mặt nước có một chất điểm chuyển động mà hình chiếu (P) của nó ở mặt nước chuyển động với phương trình quĩ đạo y = x + 2 và có tốc độ v1 = 5 cm/s. Trong thời gian t = 2 s kể từ lúc (P) có tọa độ x = 0 thì (P) cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa của 2 sóng?
 Câu 4. Một mạch điện xoay chiều gồm một biến trở R, cuộn cảm thuần và tụ điện có điện dung C thay đổi được. Điện áp xoay chiều hai đầu AB có giá trị hiệu dụng không đổi.
 1. Điều chỉnh điện dung của tụ điện tới giá trị C1 rồi thay đổi R thì số chỉ của vôn kế (có điện trở rất lớn) mắc song song với biến trở không thay đổi. Nhúng biến trở vào một nhiệt lượng kế để đun sôi một lượng nước. Nếu điều chỉnh điện trở của biến trở có giá trị R1 thì thấy sau 10 phút nước sôi. Nếu điện trở của biến trở có giá trị R2 thì thấy sau 15 phút nước sôi. Nếu điều chỉnh điện trở của biến trở có giá trị R3 = 2R1 + 3R2 thì sau bao lâu nước sôi? Coi điện trở của biến trở không thay đổi theo nhiệt độ.
 2. Điều chỉnh điên trở của biến trở tới giá trị xác đinh rồi điều chỉnh điện dung của tụ điện. Khi C = C1 thì dòng điện sớm pha hơn p/4 so với điện áp uAB. Điều chỉnh điện dung của tụ điện tới giá trị C = C2 = 0,4C1 thì điện áp hiệu dụng giữa hai đầu tụ điện đạt cực đại. Tính hệ số công suất của mạch khi đó?
C1
C2
•
A
B
L
M
Hình 2
 Câu 5. Cho mạch dao động lí tưởng (hình 2). Các tụ điện có điện dung C1 = 3 nF; C2 = 6 nF; cuộn thuần cảm có độ tự cảm L = 0,5 mH. Bỏ qua điện trở dây nối. Khi trong mạch có dao động điện từ tự do thì cường độ dòng điện cực đại trong mạch là 0,03 A.
 1. Tính tần số biến thiên năng lượng từ trường của mạch?
 2. Tính điện áp cực đại giữa hai điểm A, M và M, B?
Họ và tên thí sinh: 	Giám thị 1: ..
SBD: 	Giám thị 2: ..