Đề thi chọn học sinh giỏi môn vật lý lớp 12 tỉnh Nghệ an năm 2009 - 2010 - đề 2 pdf

1

SỞ GD&ĐT
NGHỆ AN


KÌ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI
HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2009 - 2010

Môn thi: VẬT LÝ (Đề thi có 02 trang)

Thời gian làm bài: 180 phút
Ngày thi: 03/11/2009

Câu 1. (4,0 điểm) Trên một vành đai
khối lượng M được phân bố đều, bán kính
R, có gắn một vật nhỏ khối lệch lượng m ở vị
trí thấp nhất. Hệ được kích thích nhẹ cho vật khỏi vị trí cân
bằng và bắt đầu quá trình dao động nhỏ trên mặt phẳng nằm
ngang đủ nhám (hình 1). Chứng minh hệ dao động điều hòa,
tìm chu kỳ dao động của hệ? Bỏ qua ma sát lăn.
Đề chính thức
R
x


Hình 1

2

Câu 2. (4,0 điểm) Trong sơ đồ được biểu
diễn trên hình 2, các cuộn cảm
1
L và
2
L được
nối với nhau qua một điôt lý tưởng Đ. Tại
thời điểm ban đầu khoá K mở, còn tụ điện với điện dung C
được tích điện đến hiệu điện thế
0
U . Đóng khóa K, tìm cường
độ dòng điện cực đại chạy qua cuộn cảm
1
L . Sau đó tụ điện
được tích điện lại đến một hiệu điện thế cực đại bằng bao
nhiêu? Bỏ qua điện trở thuần trên mạch.

Câu 3. (4,0 điểm) Mạng tinh thể muối ăn đơn giản là một
hình hộp có các iôn trái dấu gồm iôn dương Na (A
Na
=23) và
iôn âm Cl (A
Cl
=35) được đặt tại các nút mạng của khối hộp.
Bán kính các iôn này xấp xỉ bằng nhau. Trong bài toán này
được coi như những quả cầu cứng, cách điện, tích điện đều, có
bán kính giống nhau và đặt sát nhau. Khi khoảng cách giữa
các iôn lớn hơn hoặc bằng đường kính iôn thì sự tương tác

giữa chúng đơn thuần là tương tác tĩnh điện.
U
0 L
2
K

Đ

L
1

+
_ C

Hình 2

3

1. Biết khối lượng riêng của muối ăn là
3
3
10.16,2
m
kg


. Hãy xác
định đường kính trung bình của các iôn.
2. Tính năng lượng tương tác của một iôn tinh thể với tất cả
các iôn còn lại.

Khi giải bài toán này có thể sử dụng công thức:
 
  











k l m
mlk
mlk
C ;75,1
)1(
2
1
222
trong đó .0)(
222
 mlk

Câu 4. (4,0 điểm) Một bình hình trụ
kín bán kính r = 10cm đặt nằm ngang,
chứa nước tới một nửa (hình 3), có hệ
thống đưa không khí vào và ra khỏi bình. Bơm không khí vào

bình với tốc độ nhỏ và không đổi. Nhiệt độ của không khí và
nước bằng 20
0
C. Độ ẩm của không khí thổi vào bình là f =
60%. Biết rằng ở nhiệt độ đã cho có η = 4% phân tử hơi nước
đập vào mặt nước và được chuyển sang thể lỏng. Xác định
thời gian để toàn bộ nước trong bình bị bay hơi hết. Cho biết
áp suất hơi nước bão hoà ở 20
0
C là P
0
= 2,3kPa. Bỏ qua sự
ngưng tụ của nước ở thành bình, xem hơi nước là khí lí tưởng.
Hình 3

4

Biết hằng số chất khí R = 8,31(J/mol.K), khối lượng riêng của
nước  = 1000kg/m
3
, khối lượng mol của nước là  = 18gam.

Câu 5. (4,0 điểm) Cho đĩa mỏng kim loại bán kính R, tích
điện Q với mật độ điện mặt phân bố có dạng đối xứng là
 
0
2
2
1
r R





.Trong đó
2
0
R
4
Q

 và r là khoảng cách từ vị trí ta xét
tới tâm đĩa.
1. Hãy tính điện dung của đĩa?
2. Cho đĩa quay với tốc độ góc  không đổi xung quanh trục
Oz đi qua tâm O và vuông góc với mặt đĩa. Giả sử rằng điện
tích không phân bố lại.
Tìm biểu thức cảm ứng từ do đĩa gây ra tại điểm M nằm trong
mặt phẳng của đĩa và cách tâm đĩa một khoảng r’ (r’ = OM
>> R).

Hết