De_Thi_HSG_(LY)Thua_Thien_Hue_-2009

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT - NĂM HỌC 2008 - 2009

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn : VẬT LÝ
Thời gian làm bài : 180 phút ..........................................................................................................................................................
Bài 1: (4 điểm)
Một hình trụ đặc bán kính R, khối lượng m1 = 20 kg có thể quay không ma sát quanh một trục cố định nằm ngang trùng với trục của hình trụ. Trên hình trụ có quấn một sợi dây không giãn, khối lượng không đáng kể. Đầu tự do của dây có buộc một vật nặng m2 = 4 kg, như hình vẽ. Tìm gia tốc của vật nặng và lực căng của dây. Biết moment quán tính của hình trụ đối với trục quay là
; lấy g = 10 m/s2.
Bài 2: (3 điểm)
Một quả nặng nhỏ khối lượng m, nằm trên mặt nằm ngang, được gắn với một lò xo nhẹ có độ cứng k. Đầu tự do của lò xo bắt đầu được nâng lên thẳng đứng với vận tốc
không đổi như hình vẽ. Xác định độ giãn cực đại của lò xo.
Bài 3: (3 điểm)
Một vòng dây tròn tâm O bán kính R, mang điện tích Q>0 được phân bố đều trên vòng dây.
a, Xác định cường độ điện trường do điện tích trên dây gây ra tại điểm A trên trục xx’ (xx’ đi qua tâm O và vuông góc với mặt phẳng vòng dây) cách O một đoạn OA = x.
b, Tại tâm O, đặt một điện tích điểm –q. Ta kích thích để điện tích –q lệch khỏi O một đoạn nhỏ dọc theo trục xx’. Chứng tỏ điện tích –q dao động điều hòa và tìm chu kì của dao động đó. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và ma sát với môi trường.
Bài 4: (3 điểm)
Một mạch dao động LC được nối với một bộ pin E có điện trở trong r = 1
qua khoá K như hình vẽ. Ban đầu K đóng. Khi dòng điện đã ổn định, người ta mở khoá K và trong mạch có dao động điện từ với tần số f = 1MHz. Biết rằng hiệu điện thế cực đại giữa hai bản tụ gấp n = 10 lần suất điện động E của bộ pin. Hãy tính L và C của mạch dao động.
Bài 5: (3,5 điểm)
Cho đoạn mạch RLC không phân nhánh, cuộn dây L thuần cảm, điện trở của ampe kế rất nhỏ. Đặt một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng UAB = 150 V không đổi vào hai đầu đoạn mạch, thì thấy hệ số công suất của đoạn mạch AN bằng 0,6
và hệ số công suất của đoạn mạch AB bằng 0,8.
a,Tính các điện áp hiệu dụng UR, UL và UC, biết
đoạn mạch có tính dung kháng.
b, Khi tần số dòng điện bằng 100 Hz thì thấy điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha (/2 so với điện áp giữa hai đầu đoạn NB và số chỉ của ampe kế là 2,5A. Tính các giá trị của R, L, C.
Bài 6: (3,5 điểm)
Cho hệ hai thấu kính L1 và L2 đặt đồng trục cách nhau l = 30 cm, có tiêu cự lần lượt là
f1 = 6 cm và f2 = - 3 cm. Một vật sáng AB = 1 cm đặt vuông góc với trục chính, cách thấu kính L1 một khoảng d1, cho ảnh A’B’ tạo bởi hệ.
a, Cho d1 = 15 cm. Xác định vị trí, tính chất, và chiều cao của ảnh A’B’.
b, Xác định d1 để khi hoán vị hai thấu kính, vị trí của ảnh A’B’ không đổi.
--------- Hết ---------

HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
VẬT LÍ 12 PHỔ THÔNG - NĂM HỌC 2008 - 2009

Câu
Nội dung – Yêu cầu
Điểm

1

(4đ)
 - Do tác dụng của trọng lực P2 = m2g, hệ chuyển động :
hình trụ quay và vật nặng tịnh tiến đi xuống.
- Gọi a là gia tốc dài của vật nặng,
là gia tốc góc của hình trụ.
Ta có:
.
- Áp dụng định luật II Newton cho vật nặng: m2g – T = m2a (1)
(với T là lực căng dây tác dụng lên vật nặng)
- Phương trình chuyển động quay của hình trụ : M = I
, với M = T’R = TR
(với T’ là lực căng của dây tác dụng lên hình trụ, T’ = T)

,
(2)
- Từ (1) và (2) ta có : a =

2,86 (m/s2)
và T = m2(