ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÀ NAM 2008-2009 MÔN VẬT LÝ

sở giáo dục-đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi thpt năm học 2008 - 2009 hà nam môn : Vật lý - lớp 12 Đề chính thức ( Thời gian làm bài: 180 phút) --------------------- Bi 1 ( 5 im ). Cho mt h hai lũ xo L 1 v L 2 cú cng ln lt l k 1 = 150N/m v k 2 = 250N/m ghộp vi vt nng M cú khi lng m 1 = 1kg (hỡnh 1); ngi ta t lờn M mt vt N cú khi lng m 2 = 0,6 kg. B qua ma sỏt; coi kớch thc ca cỏc vật khụng ỏng k v bin dng ca cỏc lũ xo l bin dng n hi. Ly g = 10m/s 2 , 2 = 10. 1. Vt M v N gn cht vo nhau. T v trớ cõn bng ca h, ngi ta kộo vt nng M ra mt on sao cho lũ xo L 1 gión 4,5 cm cũn lũ xo L 2 nộn (Hỡnh 1) 0,5 cm ri th nh cho h dao ng. Chn trc Ox cú phng trựng vi ng thng AB, chiu dng t A n B, gc to ti v trớ cõn bng ca M, gc thi gian l lỳc th vt. a. Chng minh rng h dao ng iu ho. b. Lp phng trỡnh dao ng ca h vt. 2. Vt N cú th trt trờn vt M. Hi h s ma sỏt ngh cc tiu gia M v N phi cú giỏ tr nh th no N luụn nm yờn trờn M trong quỏ trỡnh dao ng? Bi 2 ( 4 im ). Mt thanh mnh OA ng cht, khi lng M = 1kg, di l = 1m cú th quay khụng ma sỏt trong mt phng thng ng quanh mt trc c nh nm ngang i qua u O ca thanh. Lỳc u thanh v trớ cõn bng, mt vt nh khi lng m chuyn ng thng u vi vn tc 0 V = 0,5 m/s vuụng gúc vi thanh v vuụng gúc vi trc quay ca thanh, n va chm vo u t do A ca thanh (hỡnh 2). Coi va chm l hon ton khụng n hi. Sau va chm, m gn vo u A ca thanh v dao ng cựng thanh. Bit mụ men quỏn tớnh ca thanh mnh i vi trc quay quanh O l 3 Ml I 2 = . Ly g = 10 m/s 2 . 1. Chng minh rng sau va chm, h dao ng iu ho. (Hỡnh 2) 2. Chn gc thi gian l lỳc va chm, chiu dng cựng chiu 0 V uur , gc to ti v trớ cõn bng ca h. Lp phng trỡnh li gúc ca h. Bi 3 ( 4 im ). Ngi ta thc hin giao thoa súng trờn mt nc bng hai ngun kt hp S 1 v S 2 cú phng trỡnh dao ng ln lt l 1 5.cos200 (cm; s)u t = v 2 5.sin 200 (cm; s)u t = . Bit khong cỏch S 1 S 2 = 25cm; vn tc truyn súng l 6m/s. Coi biờn súng l khụng i. 1. Thit lp phng trỡnh dao ng tng hp ti im M trờn mt nc cỏch S 1 mt khong d 1 = 30,5cm v cỏch S 2 mt khong d 2 = 30cm. 2. Gi O l trung im ca S 1 S 2 . Tỡm v trớ ca im N thuc ng trung trc ca S 1 S 2 , gn O nht, v dao ng cựng pha vi O? 3. Tớnh s im dao ng vi biờn cc i trong khong S 1 S 2 ? Bi 4( 4 im ). Cho mch dao ng nh hỡnh 3. Ti thi im ban u khoỏ K m v t in cú in dung C = 50pF c tớch in n in tớch Q 0 = 2.10 -9 C, cun dõy thun cm cú t cm L = 0,5mH. Coi in tr ton mch khụng ỏng k. 1. Ngi ta úng khoỏ K lỳc t 0 = 0. Vit biu thc cng dũng in tc thi trong mch v hiu in th tc thi gia hai bn t in. Mch dao ng trờn cú th thu c súng (Hỡnh 3) in t vi bc súng bng bao nhiờu ? 2. Mc thờm mt t in cú in dung cng l C vo mch (hỡnh v 4), t ny cha c tớch in. úng khoỏ K. a. Mch dao ng ny cú th phỏt c súng in t vi bc súng bng bao nhiờu? b. Sau khi úng khoỏ K thỡ in tớch cỏc t in v cng dũng in trong mch bin i theo thi gian nh th no? Hóy gi nh mt c h tng ng vi mch dao ng trờn? (Hỡnh 4) Bi 5 ( 3 im ). Mt hỡnh tr ng cht khi lng M, bỏn kớnh R cú th quay quanh trc O ca nú.Ngi ta qun lờn tr mt si dõy ng cht chiu di l, khi lng m, cú mt phn thừng xung chiu di x (hỡnh 5). Cho rng khi tõm phn dõy qun sỏt vo tr trựng vi trc. Cho gia tc trng trng l g. 1. Tớnh gia tc gúc ca tr theo x. 2. Tớnh nu u A ca dõy cú treo mt vt khi lng m 1 . Hết (Hỡnh 5) H v tờn thớ sinh: S bỏodanh: . Ch ký giỏm th 1: Ch ký giỏm th 2: A M B k 1 k 2 N m C C C K L K L O A 0 V r x O R A m 1 sở giáo dục-đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi thpt năm học 2008 - 2009 hà nam môn : Vật lý - lớp 12 Đề chính thức ( Thời gian làm bài: 180 phút) --------------------- Bi 1 ( 5 im ). Cho mt h hai lũ xo L 1 v L 2 cú cng ln lt l k 1 = 150N/m v k 2 = 250N/m ghộp vi vt nng M cú khi lng m 1 = 1kg (hỡnh 1). T v trớ cõn bng ca h, ngi ta kộo vt nng M ra mt on sao cho lũ xo L 1 gión 4,5 cm cũn lũ xo L 2 nộn 0,5 cm ri buụng tay nh. B qua ma sỏt; coi kớch thc ca M l khụng ỏng k v bin dng ca cỏc lũ xo l bin dng n hi. (Hỡnh 1) 1. Chng minh rng vt M dao ng iu ho. Chn trc Ox cú phng trựng vi ng thng AB, chiu dng t A n B, gc to ti v trớ cõn bng ca M, gc thi gian l lỳc buụng tay. Lp phng trỡnh dao ng ca M. 2. Ngi ta t lờn M mt vt N cú khi lng m 2 = 0,6 kg v kớch thớch nh ban u. Hi h s ma sỏt ngh gia M v N phi cú giỏ tr nh th no N luụn nm yờn trờn M trong quỏ trỡnh dao ng? Bi 2 ( 4 im ). Mt thanh mnh OA ng cht, khi lng M = 1kg, di l = 1m cú th quay khụng ma sỏt trong mt phng thng ng quanh mt trc c nh nm ngang i qua u O ca thanh. Lỳc u thanh v trớ cõn bng, mt vt nh khi lng m chuyn ng thng u vi vn tc 0 V = 0,5 m/s vuụng gúc vi thanh v vuụng gúc vi trc quay ca thanh, n va chm vo u t do A ca thanh (hỡnh 2). Coi va chm l hon ton khụng n hi. Sau va chm, m gn vo u A ca thanh v dao ng cựng thanh. Bit mụ men quỏn tớnh ca thanh mnh i vi trc quay quanh O l 3 Ml I 2 = . Ly g = 10 m/s 2 . 1. Chng minh rng sau va chm, h dao ng iu ho. (Hỡnh 2) 2. Chn gc thi gian l lỳc va chm, chiu dng cựng chiu 0 V uur . Lp phng trỡnh li gúc ca h. Bi 3 ( 4 im ). Ngi ta thc hin giao thoa súng trờn mt nc bng hai ngun kt hp S 1 v S 2 cú phng trỡnh dao ng ln lt l 1 5.cos200 (cm; s)u t = v 2 5.sin 200 (cm; s)u t = . Bit khong cỏch S 1 S 2 = 25cm; vn tc truyn súng l 6m/s. Coi biờn súng l khụng i. 1. Thit lp phng trỡnh dao ng tng hp ti im M trờn mt nc cỏch S 1 mt khong d 1 = 30,5cm v cỏch S 2 mt khong d 2 = 30cm. 2. Gi O l trung im ca S 1 S 2 . Tỡm v trớ ca im N thuc ng trung trc ca S 1 S 2 , gn O nht, v dao ng cựng pha vi O? 3. Tớnh s im dao ng vi biờn cc i trong khong S 1 S 2 ? Bi 4( 4 im ). Cho mch dao ng nh hỡnh 3. Ti thi im ban u khoỏ K m v t in cú in dung C = 50pF c tớch in n in tớch Q 0 = 2.10 -9 C, cun dõy thun cm cú t cm L = 0,5mH. Coi in tr ton mch khụng ỏng k. 1. Ngi ta úng khoỏ K lỳc t 0 = 0. Vit biu thc cng dũng in tc thi trong mch v hiu in th tc thi gia hai bn t in. Mch dao ng trờn cú th thu c súng (Hỡnh 3) in t vi bc súng bng bao nhiờu ? 2. Mc thờm mt t in cú in dung cng l C vo mch (hỡnh v 4), t ny cha c tớch in. úng khoỏ K. a. Mch dao ng ny cú th phỏt c súng in t vi bc súng bng bao nhiờu? b. Sau khi úng khoỏ K thỡ in tớch cỏc t in v cng dũng in trong mch bin i theo thi gian nh th no? Hóy gi nh mt c h tng ng vi mch dao ng trờn? (Hỡnh 4) Bi 5 ( 3 im ). Mt hỡnh tr ng cht khi lng M, bỏn kớnh R cú th quay quanh trc O ca nú.Ngi ta qun lờn tr mt si dõy ng cht chiu di l, khi lng m, cú mt phn thừng xung chiu di x (hỡnh 5). Cho rng khi tõm phn dõy qun sỏt vo tr trựng vi trc. Cho gia tc trng trng l g. 1. Tớnh gia tc gúc ca tr theo x. 2. Tớnh nu u A ca dõy cú buc mt vt khi lng m 1 . (Hỡnh 5) Hết H v tờn thớ sinh: S bỏodanh: . Ch ký giỏm th 1: Ch ký giỏm th 2: A M B m k 1 k 2 C C C K L K L O A 0 V r x O R A N . sở giáo dục-đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi thpt năm học 2008 - 2009 hà nam môn : Vật lý - lớp 12 Đề chính thức ( Thời gian làm bài: 180. r x O R A m 1 sở giáo dục-đào tạo Kỳ thi chọn học sinh giỏi thpt năm học 2008 - 2009 hà nam môn : Vật lý - lớp 12 Đề chính thức ( Thời gian làm bài: 180