ĐỀ THI HSG NĂM 2014-2015 TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐĂNG ĐẠO môn vật lý

SỞ GD & ĐT BẮC NINH
TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐĂNG ĐẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
NĂM HỌC 2014-2015
MÔN: VẬT LÝ 12
Thời gian làm bài: 180 phút
Câu 1 ( 2 đ) Cho một con lắc đơn gồm dây treo có chiều dai l=64(cm) treo vật m =
100(g) và mang điện tích q trong điện trường đều có phương thẳng đứng, chiều hướng
xuống và có độ lớn E = 2.10
4
(V/m).Vật dao động nhỏ với chu kì T = 2(s). Lấy g = π
2
=
10m/s
2
. Tìm q.
Câu 2(3đ). Vật nặng có khối lượng m = 400(g) nằm
trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một
lò xo có độ cứng k=100(N/m) và chiều dài tự nhiên l
0
= 20(cm), lò xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm
A như hình 2a. Khi vật đang đứng yên tại vị trí cân
bằng, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng của một lực
không đổi
F

hướng theo trục lò xo có độ lớn F= 6(N)
trong khoảng thời gian
2
( )
15

t s 
thì ngừng lại .
hình 2b
a) Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian vật đi hết quãng
đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi vật dừng lại lần thứ nhất.
b) Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối với một vật khối lượng
M =600(g) và đặt sát vào tường nhẵn như hình 2b. Tìm vận tốc khối tâm của hệ vật và
chiều dài cực đại, cực tiểu của lò xo khi M rời khỏi tường.
Bỏ qua mọ i ma sát. Lấy π
2
= 10.
Câu 3(3 đ): Cho hai nguồn kết hợp đặt tại 2 điểm AB trên mặt nước cách nhau 24 cm
dao động lần lượt theo hai phương trình
1
6cos(40 )( )u t mm


và
2
2
6cos(40 )( )
3
u t mm


 
. Biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước v= 60(cm/s).
a) Xác định điều kiện cực đại? Điểm dao động với biên độ cực đại cách A khoảng
ngắn nhất bao nhiêu?
b) C,D là 2 điểm nằm trên AB có cùng trung điểm với AB. Biết CD = 18 cm.

Điểm nằm trên đường tròn đường kính CD dao động với biên độ cực đại cách
A khoảng ngắn nhất bao nhiêu?
Câu 4(2 đ): Có hai mạch dao động điện từ lý tưởng đang có dao động điện từ tự do. Ở
thời điểm t, gọi q
1
và q
2
lần lượt là điện tích của tụ điện trong mạch dao động thứ nhất
và thứ hai. Biết
2 2 2
1 2
18. 9. 184,5( ) .q q nC 
Ở thời điểm t = t
1
, trong mạch dao động thứ
nhất điện tích của tụ điện q
1
= 1,5nC; cường độ dòng điện qua cuộn cảm trong mạch
dao động thứ hai i
2
= 3mA. Tìm cường độ dòng điện qua cuộn cảm trong mạch dao
động thứ nhất khi đó.
Câu 5(4 đ): Cho một mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L
và tụ C có điện dung thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có
F
m
k
Hình 2a
A
F


giá trị hiệu dụng U và tần số f (biết U,f,R,L không đổi). Khi điều chỉnh C = C
0
công
suất tiêu thụ của mạch đạt giá trị cực đại P
1
. Khi điều chỉnh C= C
2
điện áp hiệu dụng
trên tụ có giá trị cực đại, mạch tiêu thụ công suất P
2
= 0,75.P
1
a) Tìm độ lệch pha của u
RL
với cường độ dòng điện qua mạch.
b) Nếu điều chỉnh C= C
3
và C= C
4
điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ đều có cùng
giá trị 120 V, nhưng trễ pha hơn điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch lần lượt là φ
1
và φ
2
. Biết φ
2
=
1
3




. Tìm U.
Câu 6(3 đ): Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng I-âng khoảng cách giữa 2 khe S
1
S
2
là 2 (mm),khoảng cách từ 2 khe đến màn là 2(m). M là chân đường cao hạ vuông góc
từ S
1
xuống màn. Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ
1
ban đầu M là vân sáng. Khi
tăng khoảng cách từ hai khe đến màn thì quan sát thấy chỉ 1 lần nữa M là vân sáng.
a) Tìm λ
1
.
b) Nếu chiếu đồng thời 2 bức xạ λ
1
và λ
2
= 0,6μm. Tìm số vân sáng mỗi loại quan
sát được giữa vân sáng bậc 6 của λ
1
và vân sáng bậc 4 của λ
2
nằm khác phía
vân trung tâm.
Câu 7 (3 đ):Một kiểu phân hạch của U235 là :

235 1 95 139 1 0
92 0 42 57 0 1
2 7U n Mo La n e

    
(Mo là kim loại, La là kim loại lan tan họ đất hiếm).
a) Tính năng lượng
E
toả ra từ phản ứng trên theo đơn vị Jun (J). Cho biết khối
lượng của các hạt : m
U
= 234,99u ; m
Mo
= 94,88u ; m
La
= 138,87u ; m
n
= 1,01u ; bỏ qua
khối lượng của electron ; lấy 1u = 931 MeV/c
2
.
b) Nếu coi giá trị
E
tìm được ở trên là năng lượng trung bình cho bởi mỗi phân
hạch thì khi 1g U235 phân hạch hết sẽ cho một năng lượng bằng bao nhiêu kWh. Cần
phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để được lượng năng lượng đó, biết năng suất
toả nhiệt của than q = 2,93.10
7
J/kg. Lấy số Avôgađrô
23 1

6,023.10
A
N mol


.
c) Trong sự cố của các lò phản ứng hạt nhân tại nhà máy điện nguyên tử ở
Fukushima (Nhật Bản) do động đất và sóng thần, người ta lo ngại nhất hiện tượng gì
sẽ xảy ra ? (hiện tượng này có liên quan đến kiến thức em đã được học về phản ứng
phân hạch hạt nhân dây truyền). Hiện tượng đó có dễ xảy ra không ?
HẾT