Kì thi học sinh giỏi lớp 12 THPT năm học 2010 - 2011 môn : Vật lí

ĐỀ CHÍNH THỨC
SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO 
NAM ĐỊNH
KÌ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2010 - 2011
Môn : VẬT LÍ
(Thời gian làm bài: 90 phút, không kể thời gian giao đề)
 Đề thi gồm 01 trang
Câu 1. (1,5 điểm)
I1
I2
Hình vẽ 1
Hai vật rắn có cùng trục quay cố định có momen quán tính lần lượt là I1 = I2 = 2 kg.m2 ( như hình vẽ ). Ban đầu vật có momen quán tính I1 đứng yên, vật có momen quán tính I2 đang quay đều với tốc độ góc w = 10 rad/s. Bỏ qua mọi lực cản. Cho 2 vật dính vào nhau thì động năng của hệ hai vật bằng bao nhiêu?
Câu 2. (2,5 điểm)
Một sợi dây dài bằng thép dài L = 2,4 m được căng ngang giữa hai điểm cố định A và B. Ngay phía trên của sợi dây đặt một nam châm điện nối với nguồn điện xoay chiều có tần số f1 thay đổi dùng để kích thích cho sợi dây dao động. Khi tần số dòng điện qua nam châm là f1 thì trên dây có sóng dừng ổn định. Khi tăng tần số lên một lượng nhỏ nhất tới giá trị f2 = 1,2f1 thì trên dây lại có sóng dừng ổn định. Biết tốc độ sóng trên sợi dây là v = 10 m/s.
1. Tính tần số của dòng điện chạy qua nam châm?
2. Cho biết phương trình sóng tại một điểm trên sợi dây có dạng u = 2A.sin.sin(wt + j). Trong đó d là khoảng cách từ một đầu sợi dây đến một điểm trên sợi dây. Tìm khoảng cách giữa 2 điểm gần nhau nhất trên sợi dây dao động cùng pha và có biên độ dao động bằng một nửa biên độ của bụng sóng?
Câu 3. (2,5 điểm)
Một con lắc đơn gồm sợi dây mềm, không giãn, khối lượng không đáng kể dài l = 1 m và quả cầu nhỏ bằng thép khối lượng m = 100 g. Tích điện cho quả cầu tới điện tích q = 10-6 C rồi cho dao động trong điện trường đều mà vectơ cường độ điện trường có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới và độ lớn là E = 105 V/m. Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g = p2 = 10 m/s2 .
1. Tính lực căng cực đại và cực tiểu của sợi dây? Biết biên độ dao động a0 = 600. 
2. Cho quả cầu phóng hết điện tích rồi cho dao dộng điều với biên độ góc bằng 30. Khi tới vị trí cân bằng thì quả cầu va chạm hoàn toàn đàn hồi với một tấm thép đặt cố định theo phương thẳng đứng tại vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc va chạm. Vẽ đồ thị biểu diễn chuyển động của quả cầu đó?
Câu 4. (2,5 điểm) 
K
·
·
·
·
A
M
N
B
Cho mạch điện như hình vẽ. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu dụng không đổi, tần số f = 50 Hz. Biết điện trở thuần R = 100 W, cuộn dây thuần cảm. 
1. Khóa K mở. Thay đổi điện dung của tụ điện tới giá trị C1 thì thấy số chỉ của vôn kế mắc ở hai đầu tụ điện đạt cực đại. Khi đó số chỉ của vôn kế mắc ở hai đầu AB là U và số chỉ của vôn kế mắc ở hai đầu AN là UAN. Biết U =UAN. Tính độ tự cảm của cuộn dây và điện dung của tụ điện khi đó.
2. Thay đổi điện dung của tụ điện tới giá trị C2. Khi đóng hoặc mở khóa K thì thấy cường độ dòng điện hiệu dụng qua mạch có cùng độ lớn. Tính điện dung C2 và góc lệch pha của dòng điện khi K đóng so với dòng điện khi K mở?
Câu 5. (1,0 điểm)
Mạch chọn sóng của một máy thu vô tuyến điện gồm một cuộn dây có độ tự cảm L = 1 mH và một bộ tụ điện gồm một tụ không đổi C0 = 15 pF mắc song song với tụ có điện dụng biến thiên Cx, biết rằng mạch đang thu được sóng của một đài phát thanh có bước sóng 90 m. Tính điện dung của tụ điện Cx khi đó? 
Cho c = 3.108 m/s, p2 = 10. 
--------------------------HẾT-----------------------------
Họ và tên thí sinh:------------------------------------------- Chữ kí của Giám thị số 1: ----------------------
Số báo danh: ------------------------------------------------ Chữ kí của Giám thị số 2: ----------------------