SỞ GD & ĐT BẮC GIANG CỤM THI LỤC NAM (Đề chính thức) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ NĂM HỌC 2011-2012 MÔN: VẬT LÍ 12 (Thời gian 180 phút ) Họ và tên thí sinh……………………………………………SBD…………………. Bài 1(5 điểm): Cho cơ hệ như hình 1. Biết lò xo nhẹ độ cứng k = 100N/m, các khối lượng m = 1kg, M = 2kg, sợi dây treo CB không giãn không khối lượng, điểm treo C cố định. Lấy g = 10m/s 2 , bỏ qua kích thước của các vật. Từ vị trí cân bằng nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả không vận tốc ban đầu. Chọn trục tọa độ Ox có gốc O trùng vị trí cân bằng của vật m, hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc thời gian là lúc thả m. a) Tính độ giãn của lò xo khi hệ ở vị trí cân bằng. b) Biết dây CB luôn căng hãy chứng minh vật m dao động điều hòa, lập phương trình dao động. c) Tính lực căng lớn nhất và lực căng nhỏ nhất của dây CB trong khi m dao động. d) Nếu ban đầu kích thích cho m dao động điều hòa với biên độ là A thì điều kiện của A để m dao động điều hòa là gì? e) Giả sử ban đầu hệ đang đứng yên ở vị trí cân bằng, đốt đứt sợi dây CB, chứng minh hệ dao động điều hòa, tìm tần số góc và biên độ dao động. Bài 2 (3điểm): Một máy phát điện xoay chiều một pha mà Stato là phần ứng gồm một cuộn dây có điện trở rất nhỏ, có N = 3000 vòng. Từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 4 0 10 Wb − Φ = . Rôto là phần cảm có một cặp cực, tốc độ góc của Rôto là ω thay đổi được. Máy được mắc với mạch ngoài gồm điện trở thuần R= 100 Ω , cuộn cảm thuần độ tự cảm L = 1 π H và tụ điện có điện dung C = 100 F µ π mắc nối tiếp. Lấy 2 10 π ≈ . a) Cho 100 rad /s ω π = hãy lập biểu thức và tính công suất tiêu thụ của mạch ngoài. b) Tìm ω để công suất tiêu thụ trên mạch ngoài là lớn nhất và tìm công suất lớn nhất đó. c) Vẽ dạng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ trên mạch ngoài vào ω . Bài 3 (3,5điểm): Tại hai điểm A,B thuộc mặt thoáng nằm ngang của một chất lỏng có hai nguồn sóng dao động theo phương thẳng đứng với phương trình lần lượt là A u 2cos(100 t)(mm) π = ; B u 2sin(100 t - )(mm) 2 π π = . Biết hai điểm A,B cách nhau AB = 3cm, tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 100cm/s, coi biên độ sóng không đổi trong quá trình truyền. a) Hãy lập phương trình dao động tổng hợp của một điểm M trên mặt chất lỏng ở trong vùng giao thoa, cho MA = d 1 , MB = d 2 . Tìm điều kiện của d 1 , d 2 để có cực đại và điều kiện có cực tiểu tại M. b) Xác định vị trí của các điểm cực đại và các điểm cực tiểu trên mặt chất lỏng thuộc đường thẳng AB trong khoảng từ A đến B. c) Hãy chỉ ra các điểm trên mặt thoáng chất lỏng, thuộc đường thẳng AB, trong khoảng từ A đến B dao động cùng pha với A và các điểm dao động ngược pha với A. Bài 4 (3,5điểm): Trong thí nghiệm I âng giao thoa ánh sáng, hai khe hẹp cách nhau a = 2 mm, khoảng cách giữa màn quan sát và màn chứa hai khe là D = 2m, hai khe được chiếu sáng đồng thời hai bức xạ có bước sóng 1 2 0,5 m; 0,7 m λ µ λ µ = = . a) Tìm khoảng vân của từng bức xạ. Tìm vị trí của vân gần trung tâm nhất có cùng màu với vân trung tâm. b) Hãy tìm tổng số vân sáng trong khoảng hai vân cùng màu với vân trung tâm, đối xứng với nhau qua vân trung tâm và gần vân trung tâm nhất . c) Hãy tìm tổng số vân thực sự tối trên màn, trong khoảng từ P đến Q. Biết P và Q đối xứng nhau qua vân trung tâm và cách nhau 15,75 mm. Bài 5 (3điểm): Một thanh mảnh chiều dài l = 10cm đồng chất khối lượng M = 120g, tiết diện đều. Thanh có trục quay cố định nằm ngang tại một đầu O và vuông góc với thanh. Ban đầu thanh đang đứng cân bằng bền ở vị trí thẳng đứng thì một vật nhỏ khối lượng m = 40g bay ngang với tốc độ v 0 = 1m/s đến va chạm hoàn toàn mền và dính vào vị trí trọng tâm G của thanh. a) Tìm mômen quán tính I 0 của thanh trước va chạm và mômen quán tính I của hệ sau va chạm đối với trục quay O. b) Tìm góc lệch cực đại của thanh so với phương thẳng đứng sau va chạm. Lấy g = 10m/s 2 . Bài 6 (2điểm): Cho mạch điện như hình 2. Hai tụ cùng có điện dung là C, cuộn cảm thuần độ tự cảm L, điện trở khóa k và dây nối không đáng kể. Ban đầu tụ điện C 1 đã tích điện Q 0 , tụ điện C 2 không tích điện, k mở. Đóng k, khi ổn định chứng minh điện tích của tụ C 1 biến thiên điều hòa, tìm chu kì và lập phương trình điện tích của tụ đó. ……………………………………….Hết……………………………………… B C M m k Hình 1 L Q O + C 1 C 2 k A B Hình 2 . SỞ GD & ĐT BẮC GIANG CỤM THI LỤC NAM (Đề chính thức) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ NĂM HỌC 2011-2 012 MÔN: VẬT LÍ 12 (Thời gian 180 phút ) Họ và tên thí sinh …………………………………………SBD…………………. Bài. kích thước của các vật. Từ vị trí cân bằng nâng m lên đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả không vận tốc ban đầu. Chọn trục tọa độ Ox có gốc O trùng vị trí cân bằng của vật m, hướng thẳng. khối lượng M = 120 g, tiết diện đều. Thanh có trục quay cố định nằm ngang tại một đầu O và vuông góc với thanh. Ban đầu thanh đang đứng cân bằng bền ở vị trí thẳng đứng thì một vật nhỏ khối lượng