Đề khảo sát học sinh giỏi 12 vòng trường môn vật lý

V
A
B
R,L
C
E
hình 2
ĐỀ KHẢO SÁT LẦN HSG 1
Thời gian làm bài 180 phút
Câu 1 (3 điểm): Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ 2. Điện áp hai đầu mạch là u
AB
=






−
6
100cos260
π
π
t
(V). Điều chỉnh giá trị điện dung C của tụ
điện để vôn kế V chỉ giá trị cực đại và bằng 100V. Viết biểu
thức điện áp u
AE
.
Câu 2 (5,0 điểm ): Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m
1

= 900g,
m
2
= 4kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa A, B và mặt phẳng
ngang đều là µ = 0,1; coi hệ số ma sát nghỉ cực đại bằng hệ số ma sát trượt. Hai vật
được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ có độ cứng k = 15N/m; B tựa vào tường thẳng
đứng. Ban đầu hai vật nằm yên và lò xo không biến dạng. Một vật nhỏ C có khối
lượng m = 100g bay dọc theo trục của lò xo với vận tốc
v
r
đến va chạm hoàn toàn
mềm với A (sau va chạm C dính liền với A). Bỏ qua thời gian va chạm. Lấy g = 10m/s
2
.
1. Cho v = 10m/s. Tìm độ nén cực đại của lò xo.
2. Tìm giá trị nhỏ nhất của v để B có thể dịch chuyển sang trái.
Câu 3 (2 điểm ): Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật M có khối lượng m = 200g, được treo bằng sợi
dây buộc vào trục ròng rọc R
2
. Lò xo nhẹ có độ cứng k = 45N/m, một đầu gắn vào trục ròng
rọc R
2
, còn đầu kia gắn vào đầu sợi dây vắt qua R
1
, R
2
đầu còn lại của dây buộc vào điểm B.
Bỏ qua ma sát ở các ròng rọc, coi dây không dãn. Kéo vật M xuống dưới vị trí cân bằng một
đoạn 5cm rồi thả nhẹ. Chứng minh vật M dao động điều hoà và viết phương trình dao động
nó. Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống, gốc toạ độ O ở VTCB của M. Xét hai trường hợp

bỏ qua khối lượng các ròng rọc.
Câu 4 (2,5 điểm): Hai mũi nhọn S
1
, S
2
ban đầu cách nhau 8cm gắn ở đầu một cần rung có tần
số f = 100Hz, được đặt chạm nhẹ vào mặt nước. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 0,8
m/s.
a/ Gõ nhẹ cần rung cho hai điểm S
1
, S
2
dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng u = A.cos2πft.
Viết phương trình dao động của điểm M
1
cách đều S
1
, S
2
một khoảng d = 8cm.
b/ Tìm trên đường trung trực của S
1
, S
2
điểm M
2
gần M
1
nhất và dao động cùng pha với M
1

.
c/ Cố định tần số rung, thay đổi khoảng cách S
1
S
2
. Để lại quan sát được hiện tượng giao thoa ổn định trên mặt
nước, phải tăng khoảng cách S
1
S
2
một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu ? Với khoảng cách ấy thì giữa S
1
, S
2
có bao
nhiêu điểm có biên độ cực đại. Coi rằng khi có giao thoa ổn định thì hai
điểm S
1
S
2
là hai điểm có biên độ cực tiểu.

Câu 5 (2,0 điểm): Cho đoạn mạch nối tiếp như hình vẽ
Trong mỗi hộp X, Y chứa một linh kiện thuộc loại điện trở, cuộn
cảm hoặc tụ điện. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay
)().2cos(2100 Vtfu
AB
π
=
. Lúc tần số là 50Hz

thì
AIVUVU
MBAM
2;3100;200 ===
U
AM
. Giữ điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch và giá trị các linh kiện
không đổi, tăng f lên quá 50(Hz) thì cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch giảm. Hỏi X, Y chứa linh kiện gì ?
Xác định giá trị của các linh kiện đó.
Câu 6 (3 điểm ): Cho mạch điện, như hình vẽ. Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L. Người tat hay đổi L và C để
công suất của mạch tuân theo biểu thức
CL
ZZKP
2
=
.
a. Khi
HL
π
2
=
thì K
2
= 2, dòng điện trong mạch cực đại. Tính C, R và độ
lệch pha giữa u
AE
và u
BD
.
b. Tìm mối lien hệ giữa R,L,C để cường độ hiệu dụng I=K. Lúc đó, tính

độ lệch pha giữa u
AE
và u
BD
.
Câu 7 (2,5 điểm): Hai nguồn sóng A, B cùng pha, cùng biên độ, cùng tần số 40Hz gây ra hiện tượng giao thoa
trên mặt thoáng của chất lỏng. Biết AB=19,5cm. Tính tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 2m/s.
a. Điểm M thuộc mặt chất lỏng, cách A và B lần lượt là 19cm và 9,5cm. Tìm số cực đại giao thoa qua AM.
b. Điểm N thuộc mặt chất lỏng và nằm trên đường thẳng đi qua A, vuông góc với AB. Biết N dao động với
biên độ cực tiểu, tính khoảng cách lớn nhất giữa A và N.
C
v
r
A
B
k
HẾT