Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 Năm học 2008 - 2009 Môn thi: Vật lý 12 THPT- bảng A Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1 (4,5 điểm). Cho cơ hệ như hình vẽ 1. Hai thanh cứng MA và NB khối lượng không đáng kể, cùng chiều dài l = 50cm. Đầu tự do của mỗi thanh đều gắn một quả cầu nhỏ cùng khối lượng m =100g, đầu M và N của chúng có thể quay dễ dàng. Lò xo rất nhẹ có độ cứng k = 100N/m được gắn với thanh NB ở vị trí C có thể điều chỉnh được. Khi hệ cân bằng lò xo không biến dạng, hai quả cầu tiếp xúc nhau. Kéo quả cầu A sao cho thanh MA lệch về bên trái một góc nhỏ rồi thả nhẹ. Coi va chạm giữa các quả cầu là đàn hồi xuyên tâm. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10m/s 2 . a. Hãy mô tả chuyển động và xác định chu kì dao động của hệ khi C ở trung điểm của thanh NB. Đ ề chính thức A B M N C k Hình 1 A B b. Tìm vị trí C để chu kì dao động của hệ bằng chu kì dao động của con lắc đơn có chiều dài l như trên dao động với biên độ nhỏ ở nơi thí nghiệm. Câu 2 (4,0 điểm). Cho cơ cấu như hình vẽ 2. Hai thanh kim loại dài, đặt song song trong mặt phẳng nằm ngang, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Thanh dẫn MN có khối lượng m có thể trượt không ma sát trên hai thanh kim loại, khoảng cách giữa chúng là l (hệ thống tạo thành mạch kín). Hệ thống được đặt trong từ trường đều có B ur hướng thẳng đứng trên xuống. Truyền cho thanh MN vận tốc ban đầu 0 v uur hướng sang phải để nó chuyển động luôn vuông góc với hai thanh kim loại. Cho điện trở thuần của toàn mạch là không đáng kể. a.Viết phương trình chuyển động của thanh MN. Chọn gốc tọa độ tại vị trí ban đầu của thanh MN, chiều dương trùng với chiều 0 v uur , gốc thời gian lúc thanh bắt đầu chuyển động. b.Dựng hệ thống trong mặt phẳng thẳng đứng, lúc này từ trường đều choán đầy không gian và có B ur hướng vuông góc với mặt phẳng chứa hai thanh, chiều từ trước ra sau. Lúc đầu giữ thanh MN nằm ngang. Buông không vận B ur v 0 L N M Hình 2 R 2 R M N k + - C 2 C 1 Hình 3 tốc đầu, tìm độ dịch chuyển lớn nhất của thanh MN so với vị trí đầu. Bỏ qua mọi ma sát. Câu 3 (4,5 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ 3, nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r = R / 2, hai tụ điện có điện dung C 1 = C 2 = C (ban đầu chưa tích điện) và hai điện trở R và 2R, lúc đầu khóa k mở. Bỏ qua điện trở các dây nối và khoá k. Đóng k. a.Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN. b.Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R. Câu 4 (4,0 điểm). Một bỡnh A chứa khớ lý tưởng ở áp suất 5.10 5 Pa và nhiệt độ 300 K được nối với bỡnh B có thể tích gấp 4 lần bỡnh A bằng một ống có thể tích không đáng kể và không dẫn nhiệt. Bỡnh B chứa khớ cựng loại khớ trong bỡnh A, ở ỏp suất 10 5 Pa và nhiệt độ 330 K (Hình 4). Mở van cho hai bỡnh thụng nhau đồng thời giữ nhiệt độ hai bỡnh không đổi. Áp suất cuối cùng trong mỗi bình bằng bao nhiờu? Câu 5 (3,0 điểm). Xác định hệ số ma sát nhớt của dầu. Cho các dụng cụ: Một ống hình trụ (kích thước và chiều cao đủ lớn), can lớn đựng đầy dầu nhớt, các viên bi xe đạp T A T B K V B V A Hình 4 nhỏ, thước kẹp (Panme), thước dài, đồng hồ bấm giây, các vòng dây đàn hồi. Biết khối lượng riêng thép là và dầu nhớt là 0 , gia tốc rơi tự do g. Lực cản lên bi được tính bởi biểu thức f C = 6p Rv trong đó: là hệ số ma sát nhớt, R là bán kính viên bi, v là vận tốc viên bi. Yêu cầu và xây dựng phương án thí nghiệm: -Trình bày cơ sở lý thuyết. -Cách bố trí thí nghiệm. -Cách tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả. Hết Họ và tờn thớ sinh: Số bỏo danh: . Sở GD&ĐT Nghệ An Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 12 Năm học 2008 - 2009 Môn thi: Vật lý 12 THPT- bảng A Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1 (4,5. dựng phương án thí nghiệm: -Trình bày cơ sở lý thuyết. -Cách bố trí thí nghiệm. -Cách tiến hành thí nghiệm và xử lý kết quả. Hết Họ và tờn thớ sinh: Số bỏo danh: . a.Viết phương trình chuyển động của thanh MN. Chọn gốc tọa độ tại vị trí ban đầu của thanh MN, chiều dương trùng với chiều 0 v uur , gốc thời gian lúc thanh bắt đầu chuyển động. b.Dựng hệ