Tuyển tập đề thi HSG môn vật lý lớp 12 hay nhất (65)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
AN GIANG
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2012 – 2013
MÔN: VẬT LÍ 12
Thời gian: 180 phút ( không kể thời gian phát đề)
(Đề thi gồm 2 trang)
SBD: Phòng:
Bài 1 ( 4 điểm)
Một đoàn tàu khối lượng tổng cộng M=100 tấn đang chuyền động thẳng đều với
vận tốc v
0
= 36 km/h trên đường sắt nằm ngang thì toa cuối của đoàn tàu có khối lượng
m = 12 tấn bị tách ra khỏi đoàn tàu. Cho biết lực kéo của đầu tàu giữ nguyên không thay
đổi. Tìm khoảng cách giữa toa cuối và phần còn lại của đoàn tàu sau 10s, và ngay khi toa
cuối dừng lại. Biết hệ số ma sát lăn k = 0,08. Lấy g = 10m/s
2
Bài 2 ( 4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ: E
1
= 4,5 V, E
2
=
1,8V, r
1
=1Ω, R
A
= 0.
a) Khi R
AC

= 0,45R
AB
thì ampe kế chỉ 0. Tính điện
trở R
AB
.
b) Mắc thêm điện trở R’= 2Ω song song với đoạn
mạch chứa E
2
và ampe kế. Tìm vị trí con chạy C để
ampe kế chỉ 0.
Bài 3 ( 2 điểm)
Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh ngược chiều
gấp 2 lần vật. Dời vật dọc theo trục chính, ra xa thấu kính thêm 2cm thì ảnh dời 6 cm.
Tính tiêu cự của thấu kính.
Bài 4 ( 4 điểm)
Hai vật M
1
và M
2
có khối lượng tương ứng là m
1
= 500g và m
2
= 100g được gắn
vào lò xo L có độ cứng là K = 40N/m, trục của lò xo luôn giữ thẳng đứng (hình vẽ). Bỏ
qua khối lượng của lò xo, lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s
2
a) Tính độ biến dạng của lò xo L khi hệ cân bằng.
b) Từ vị trí cân bằng nhấn vật M

2
xuống 2cm theo phương
thẳng đứng rồi buông ra không vận tốc đầu thì thấy M
2
dao động
điều hòa khi M
1
vẫn nằm yên so với mặt đất. Chọn trục tọa độ Ox
hướng theo phương thẳng đứng từ trên xuống, gốc tọa độ O là vị trí
cân bằng của M
2
, gốc thời gian là lúc buông M
2
. Hãy viết phương trình dao động của M
2
.
c) Tìm điều kiện đối với biên độ dao động của M
2
để M
1
luôn luôn nằm yên trong
khi M
2
dao động.
Trang 1
C
E
2
, r
2

A
E
1
, r
1
A B
M
1
M
2
L
Bài 5 ( 2 điểm)
Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp S
1
, S
2
cách
nhau 8cm dao động cùng pha với tần số f = 20Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách S
1,
S
2
lần lượt những khoảng d
1
= 7cm, d
2
= 3,25cm dao động với biên độ cực tiểu, giữa M và
đường trung trực của S
1
S
2

có hai dãy cực đại khác.
a) Tính tốc độ truyền sóng trên mặt nước.
b) Gọi N là một điểm trên mặt nước thuộc đường trung trực của đoạn thẳng S
1
S
2

dao động ngược pha với hai nguồn. Tìm khoảng cách nhỏ nhất từ N đến đoạn thẳng nối
S
1
S
2.
Bài 6 ( 4 điểm )
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, trong đó A là ampe kế nhiệt, điện trở
R
0
= 100Ω, cuộn dây thuần cảm L
0
, X là một hộp kín chứa hai trong ba phần tử (cuộn
dây thuần cảm L, tụ điện C, điện trở thuần R) mắc nối tiếp. Bỏ qua điện trở của ampe kế,
khóa K và dây nối. Đặt vào hai đầu M và N một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng
không đổi và có biểu thức u
MN
= 200
2
cos2πft (V).
1. a) Với f = 50Hz, thì khi khóa K đóng ampe kế chỉ 1A. Tính độ tự cảm L
0
của
cuộn dây .

b) Khi khóa K ngắt, thay đổi tần số thì khi f = 50Hz, ampe kế chỉ giá trị cực đại
và điện áp hai đầu hộp kín X lệch pha π /2 so với điện áp hai điểm P và N. Hỏi hộp X
chứa những phần tử nào ? Tính các giá trị của chúng.
2. Khóa K vẫn ngắt, thay đổi f thì thấy ampe kế chỉ cùng trị số khi f = f
1
hoặc f = f
2
.
Biết f
1
+ f
2
= 125Hz. Tính f
1
, f
2
và số chỉ của ampe khi đó.
Hết
Trang 2
M
R
0
K
L
0
X
N
P
A