Đề thi học sinh giỏi lớp 12 THPT tỉnh Đăk Lăk năm học 2011 - 2012 môn Vật lí (Có đáp án) Sở GD&ĐT Đăk Lăk

MÔN THI: VẬT LÍ
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
--------------------------------------------------------------------------------

Bài 1: (4,0 điểm)

Có một số dụng cụ gồm một quả cầu nhỏ có khối lượng m, một lò xo nhẹ có độ cứng k và một thanh cứng nhẹ OB có chiều dài l.

1) Ghép lò xo với quả cầu để tạo thành một con lắc lò xo và treo thẳng đứng như hình vẽ (H.1). Kích thích cho con lắc dao động điều hoà với biên độ A = 2cm. Tại thời điểm ban đầu quả cầu có vận tốc và gia tốc a = - 4m/s². Hãy tính chu kì và pha ban đầu của dao động.

2) Quả cầu, lò xo và thanh OB ghép với nhau tạo thành cơ hệ như hình vẽ (H.2). Thanh nhẹ OB treo thẳng đứng. Con lắc lò xo nằm ngang có quả cầu nối với thanh. Ở vị trí cân bằng của quả cầu lò xo không bị biến dạng. Từ vị trí cân bằng kéo quả cầu trong mặt phẳng chứa thanh và lò xo để thanh OB nghiêng với phương thẳng đứng góc α₀ < 100 rồi buông không vận tốc đầu. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản.

Chứng minh quả cầu dao động điều hoà. Cho biết: l = 25cm, m = 100g, g = 10m/s2 . Tính chu kỳ dao động của quả cầu.

Bài 2: (2,0 điểm)

Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình 1 - 2 - 3 - 4 như hình vẽ (H.3). Cho biết : T₁ = T₂ = 360K; T₃ = T₄ = 180K; V₁ =36dm³; V₃ = 9dm³. Cho hằng số khí lý tưởng R = 8,31 J/mol.K

1) Tìm áp suất p ở các trạng thái 1, 2, 3, và 4.

2) Vẽ đồ thị p-V của chu trình.

Bài 3: (3,0 điểm)

Một thanh đồng chất BC tựa vào tường thẳng đứng tại B nhờ dây AC dài L hợp với tường một góc α như hình (H.4). Biết thanh BC có độ dài d. Hỏi hệ số ma sát giữa thanh và tường phải thỏa điều kiện nào để thanh cân bằng?

Bài 4: (4,0 điểm)

Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (H.5). Cho biết: R₁ = 16Ω; R₂ = R₃ = 24Ω, R₄ là một biến trở. Bỏ qua điện trở của các dây nối. Đặt vào hai đầu A, B của mạch điện một điện áp U_AB = 48V.

1) Mắc vào hai điểm C, D của mạch một vôn kế có điện trở rất lớn.

a) Điều chỉnh biến trở để R₄ = 20Ω. Tìm số chỉ vôn kế. Cho biết cực dương của vôn kế phải mắc vào điểm nào?

b) Điều chỉnh biến trở cho đến khi vôn kế chỉ số 0. Tìm hệ thức giữa các điện trở R₁, R₂, R₃, R₄ khi đó và tính R₄.

2) Thay vôn kế bằng ampe kế có điện trở R_A = 12Ω. Điều chỉnh biến trở để R₄ = 24Ω. Tìm điện trở tương đương của mạch AB, cường độ dòng điện qua các điện trở và số chỉ của ampe kế. Chỉ rõ chiều của các dòng điện.

Bài 5: (2,0 điểm)

Cho mạch dao động gồm một tụ điện và một cuộn dây được nối với một bộ pin có điện trở trong r qua một khóa điện như hình vẽ (H.6). Ban đầu khóa K đóng. Khi dòng điện đã ổn định, người ta ngắt khóa và trong khung có dao động điện với tần số f. Biết rằng điện áp cực đại giữa hai bản tụ điện lớn gấp n lần suất điện động E của bộ pin. Bỏ qua điện trở thuần của các dây nối và cuộn dây. Hãy tính điện dung và hệ số tự cảm của cuộn dây.

Bài 6: (3,0 điểm)

Một điểm sáng S được đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L₁ có tiêu cự f₁ = 24cm. Sau thấu kính, người ta đặt một màn E vuông góc với trục chính của thấu kính và thu được ảnh rõ nét của S trên màn.

1) Để khoảng cách giữa vật và màn là nhỏ nhất thì vật và màn phải đặt cách thấu kính một khoảng là bao nhiêu?

2) Người ta đặt thấu kính L₂ phía sau và cùng trục chính với L₁ và cách L₁ một khoảng 18cm. Trên màn E lúc này có một vết sáng hình tròn. Hãy tính tiêu cự của thấu kính L₂ và vẽ hình trong các trường hợp sau:

a) Khi tịnh tiến màn E dọc theo trục chính của hệ thấu kính thì vết sáng trên màn có đường kính không thay đổi.

b) Khi tịnh tiến màn ra xa hệ thấu kính thêm 10cm thì vết sáng trên màn có đường kính tăng gấp đôi.

Bài 7: (2,0 điểm)

Cho một số dụng cụ: Bộ dụng cụ điện phân, nguồn điện, cân có bộ quả cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây, các dây nối có điện trở không đáng kể.

Hãy thiết lập cách bố trí thí nghiệm, trình bày phương án tiến hành thí nghiệm và tìm công thức để xác định độ lớn của điện tích nguyên tố.

Download tài liệu để xem thêm chi tiết