Đề thi HSG Vật lí Tuyên Quang 08-09

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT
TUYÊN QUANG NĂM HỌC 2008 - 2009
MÔN VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

( Đề thi gồm 04 câu trong 01 trang)


Câu 1(5 điểm): Con lắc đơn m1 = 100g, l = 1m.
Con lắc lò xo m2 = m1, k = 25N/m.
1. Tìm chu kì riêng của mỗi con lắc.
2. Bố trí con lắc sao cho khi hệ cân bằng lò xo không biến dạng,
dây treo thẳng đứng và hai quả cầu tiếp xúc nhau như hình vẽ. Kéo m1
lệch khỏi vị trí cân bằng một góc ( = 0,1 rad rồi buông tay.
a) Tìm vận tốc của quả cầu m1 ngay trước lúc va chạm với m2.
b) Tìm vận tốc của quả cầu m2 ngay sau khi va chạm với m1 và độ nén cực đại của lò xo sau khi va chạm.
c) Tính chu kì dao động của hệ. Coi va chạm là đàn hồi xuyên tâm. Bỏ qua mọi ma sát.
Lấy g = 10m/s2, (2 =10.

Câu 2(5 điểm): Một con lắc đơn có chu kì dao động T= 2s. Quả cầu của con lắc có kích thước nhỏ và khối lượng m = 0,1kg được tích điện dương q = 1,2.10-6C. Người ta treo con lắc trong một điện trường đều có cường độ E = 105 V/m và phương nằm ngang so với mặt đất. Cho g = 10 m/s2, π2 = 10. Bỏ qua mọi ma sát.
1. Xác định vị trí cân bằng của con lắc.
Tìm chu kì dao động của con lắc trong điện trường đều.
3. Giả sử con lắc đang đứng yên ở vị trí cân bằng, người ta đột ngột đổi chiều điện trường theo hướng ngược lại và giữ nguyên cường độ. Hãy mô tả chuyển động của con lắc khi đó và tính vận tốc cực đại của quả cầu.

Câu 3(5 điểm): Một lượng khí đơn nguyên tử chuyển
từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 theo 2 cách:
Cách 1: Đi theo đường cong 1 a 2 là một phần của parabol
với phương trình: T=(V2.
Cách 2: Theo hai đoạn 1-3 và 3-2 (Hình vẽ).
Hỏi khí nhận một nhiệt lượng bằng bao nhiêu trong
quá trình 1-3-2 nếu trong quá trình 1 a 2 người ta cung cấp cho
lượng khí đó một nhiệt lượng 1200J. Biết T1=300K và T2=420K.

Câu 4(5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ.
Cho biết:
;
;


;
. Biết rằng số chỉ của ampe kế A khi đóng khóa K
bằng
số chỉ của ampe kế khi ngắt khóa K. Hãy tính:
1. Điện trở R4.
2. Cường độ dòng điện qua K khi K đóng.
Bỏ qua điện trở ampe kế, cả khóa K và dây nối.


--------------------HẾT------------------------


Đáp án đề thi HSG lớp 12 năm 2008
TT
Nội dung
Điểm

Câu 1
(5 điểm)
1. + Với con lắc đơn: T1 = 2
s
+ Với con lắc lò xo: T2 = 2
s
2.
a) Vận tốc quả cầu m1: mgh =

g

v2 = 2gl(1-cos
)
v =
=
m/s
b) Vì va chạm là đàn hồi xuyên tâm và hai quả cầu cùng khối lượng m nên:
m1
+ m2.0 = m1
+ m2
;

;

; v2 = v1 = 0,314 m/s.
c) Khi lò xo bị nén cực đại có thế năng bằng động năng của m2 ngay sau va chạm

m.
sau khi lò so bị nén cực đại, nó giãn dần và đưa quả cầu sang phải, v2 tăng dần khi lò xo giãn hết, quả cầu m2 lại có v2 lúc này nó va chạm với m1. m1 dừng lại nhường vận tốc m1, m1 lại lên đến độ cao cực đại ban đầu rồi rơi xuống lại va chạm với m2... Quá trình cứ thế lặp lại. Mỗi con lắc chỉ dao động trong nửa chu kì, nên chu kì dao động của hệ là:

s

0,5

0,5



0,5



0,5


0,5



0,5


0,5

0,5



0,5








0