Đề thi HSG lớp 12 trường THPT Nguyễn Xuân Ôn, Nghệ An môn vật lý

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG LỚP 12
TRƯỜNG THPT NGUYỄN XN ƠN NĂM HỌC 2010 -2011
MƠN :VẬT LÝ
ĐỀ CHÍNH THỨC THỜI GIAN :150 PHÚT (Khơng kể thời gian phát đề )
Bài 1: (4 điểm) Một con lắc đơn gồm quả cầu kim loại khối lượng m = 0,1kg được treo vào một
điểm A cố đònh bằng một đoạn dây mảnh có độ dài l = 5m. Đưa quả cầu ra khỏi vò trí cân bằng
cho đến khi dây treo nghiêng với góc thẳng đứng một góc
0
α
= 9
0
rồi buông cho nó dao động điều
hồ. Lấy g =π
2
= 10 m/s
2
.
a. Viết phương trình dao động của con lắc theo li độ góc và li độ dài ? Chọn gốc thời gian lúc
bng vật.
b.Tính động năng của nó sau khi buông một khoảng thời gian t =
26
π
(s)? Xác đònh cơ năng
toàn phần của con lắc?
Bài 2: (5 điểm) Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, vật m = 250g. Ở VTCB lò xo dãn 2,5cm. Cho con
lắc dao động diều hồ. Thế năng của nó khi có vận tốc 40
3
cm/s là 0,02J. Lấy g = 10m/s
2
và
π

2
=
10. Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x = -2cm và đang chuyển động theo chiều dương. Xác định
các thời điểm vật có vận tốc cực đại trong 2 chu kỳ đầu?
Bài 3 : (3 điểm) Một thanh AB đồng chất tiết diện đều , chiều dài l, khối lượng m đứng trên mặt
phẳng ngang nhẵn .Một vật nhỏ cùng khối lượng m bay với vận tốc
V

vng góc với AB đến va
chạm mềm vào đầu B.
a. Tính vận tốc khối tâm của hệ ngay sau va chạm ?
b. Tính tốc độ góc của thanh ,vận tốc của đầu A ngay sau va chạm
và phần động năng bị mất trong va chạm?
c.Ngay sau va chạm có 1 điểm C của thanh có vận tốc tuyệt đối
bằng 0.
Xác định vị trí của C?
Bài 4.(3 điểm) Một lò xo có độ cứng K mang vật khối lượng M treo trên 1
toa tàu hoả
a.Tìm vận tốc của tàu để M dao động với biên độ cực đại? Biết các đoạn đường sắt dài l đặt
cách nhau 1 ít.
b.Khi vật M mới bắt đầu dao động thì có 1 vật m rơi từ trần tàu xuống và nằm gọn trên M.
Tìm vận tốc của tàu để hệ 2 vật dao động với biên độ lớn nhất?
Bài 5.(5 điểm) Một con lắc như hình vẽ
Biết : IB = l
1
=50cm
IA = l
2
=150cm ; m
1

=m
2
=1 kg . Bỏ qua mọi lực cản.
a.Tính chu kỳ dao động nhỏ của con lắc. Lấy g = 10 m/s
2
.
Con lắc này tương đương với 1 con lắc đơn có chiều dài là bao nhiêu?
b.Xác định vận tốc V
0
nhỏ nhất cần truyền cho m
2
theo phương ngang
để thanh IBA có thể quay tròn trong mặt phẳng thẳng đứng?
Họ và tên thí sinh……………………………
Phòng thi……………………………………
I
B
A
1
l
2
l
α
m
1
m
2
A
B
v

H×nh 1