Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Thái Nguyên năm 2011 – 2012

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ

Bài 1

Con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m₁ = 100g và sợi dây lý tưởng chiều dài là l = 1,0m. Con lắc lò xo gồm lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 25N/M và quả cầu nhỏ khối lượng m₂ = m₁ (hình vẽ bên). Lấy g = 10m/s²; π2 = 10. Bố trí hai con lắc sao cho khi hệ cân bằng lò xo không biến dạng, sợi dây thẳng đứng. Kéo m₁ lệch khỏi vị trí cân bằng để sợi dây lệch một góc nhỏ α₀ = 0,1 rad rồi thả nhẹ.

a/ Tìm vận tốc của m₂ ngay sau khi va chạm với m₁ và độ nén cực đại của lò xo. Coi va chạm là tuyệt đối đàn hồi (bỏ qua mọi ma sát).

b/ Tìm chu kì dao động của hệ.

c/ Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian của con lắc lò xo. Chọn gốc thời gian là lúc va chạm.

Bài 2

Một sóng dừng trên một sợi dây mà phương trình sóng có dạng u = a.cos(ωt).sin(bx). Trong đó u là li độ dao động tại thời điểm t của một phần tử trên dây mà vị trí cân bằng của nó cách gốc toạ độ O một khoảng x (x đo bằng mét, t đo bằng giây). Cho λ = 0,4m, f = 50Hz và biên độ dao động của một phần tử M cách một nút sóng 5cm có giá trị là AM = 5mm.

a/ Xác định a và b.

b/ Dây có hai đầu cố định và có chiều dài 2,2m. Hỏi có bao nhiêu điểm trên dây có biên độ dao động 5mm.

Bài 3

Một điểm sáng S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L₁ có tiêu cự f₁ = 25cm. Người ta hứng được ảnh S’ của S trên màn E đặt vuông góc với trục chính.

1/ Xác định vị trí của vật, màn đối với thấu kính để khoảng cách giữa vật – màn nhỏ nhất.

2/ Vị trí vật, màn, thấu kính giữ nguyên. Đặt sau thấu kính L₁ một thấu kính L₂ đồng trục với thấu kính L₁ và cách thấu kính L₁ một khoảng 20cm. Trên màn thu được một vết sáng. Hãy tính tiêu cự của L₂ trong các điều kiện sau:

a. Vết sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến màn.

b. Vết sáng trên màn có đường kính tăng gấp đôi khi tịnh tiến màn ra xa thêm 10cm.

Bài 4

Các hạt khối lượng m, mang điện tích q bay vào vùng không gian giữa hai bản tụ điện phẳng dưới góc α so với mặt bản và ra khỏi dưới góc β (hình bên). Tính động năng ban đầu của hạt, biết điện trường có cường độ E, chiều dài các bản tụ là d. Bỏ qua hiệu ứng bờ của tụ điện.

Bài 5

Trong một xy lanh thẳng đứng (thành và đáy cách nhiệt) có hai pit-tông: pit-tông A dẫn nhiệt, pit-tông B cách nhiệt. Hai pit-tông và đáy xylanh tạo thành hai ngăn, mỗi ngăn chứa 1 mol khí lí tưởng đơn nguyên tử và có chiều cao h = 0,5m. Ban đầu hệ ở trạng thái cân bằng nhiệt. Làm cho khí nóng lên thật chậm bằng cách cung cấp cho khí (qua đáy dưới) một nhiệt lượng Q = 100J. Pit-tông A có ma sát với thành bình và không chuyển động, pit-tông B chuyển động không ma sát với thành bình. Tính lực ma sát tác dụng lên pit-tông A.

Download tài liệu để xem chi tiết.