Đề thi học sinh giỏi tỉnh Nghệ An năm 2011 – 2012 môn Vật lý lớp 12 Bổ túc THPT Sở GD&ĐT Nghệ An

Câu 1 (2,0 điểm).

Một con lắc đơn có chiều dài l=1m, được treo tại nơi có gia tốc rơi tự do g = 10m/s². Lấy π² = 10. Bỏ qua sức cản không khí.

a) Tính chu kì, tần số dao động nhỏ của con lắc.

b) Nếu thay đổi chiều dài của con lắc, thì phải thay đổi một lượng bao nhiêu để chu kì dao động của nó bằng 1s?

Câu 2 (5,0 điểm).

Một lò xo nhẹ có độ cứng k được treo thẳng đứng, đầu trên cố định, đầu dưới gắn với vật nhỏ có khối lượng m₁ = 100g. Kéo vật m₁ thẳng đứng xuống dưới cách vị trí cân bằng 5cm rồi thả nhẹ không vận tốc ban đầu, thì vật dao động điều hòa với chu kỳ T₁ = 0,5s. Lấy π² = 10, g = 10m/s².

a) Tính độ cứng của lò xo.

b) Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, trục tọa độ hướng thẳng đứng xuống dưới, mốc thời gian là lúc thả vật. Hãy viết phương trình dao động của vật m₁.

c) Xác định vận tốc của vật m₁ khi nó đi qua vị trí có li độ x = 4cm.

d) Tính vận tốc lớn nhất của m₁ và lực đàn hồi lớn nhất của lò xo trong quá trình dao động của m₁.

e) Gắn thêm vật nhỏ m₂ vào m₁ thì chu kỳ dao động của hệ là T₂ = 1s. Hãy tính khối lượng m₂.

Câu 3 (5,0 điểm).

Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A, B dao động theo phương thẳng đứng với phương trình: u₁ = u₂ = 2cos(20πt). Coi biên độ sóng không đổi. Hai nguồn A và B cách nhau 12cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 80 cm/s. M là một điểm trên mặt nước với MA = MB = d = 10 cm.

a) Hãy tính chu kỳ sóng và bước sóng.

b) Viết phương trình dao động tổng hợp của điểm M.

c) Tính tỉ số biên độ dao động tại M so với biên độ của nguồn, tính độ lệch pha của M so với nguồn.

d) Trên đoạn thẳng AB có bao nhiêu điểm đứng yên?

Câu 4 (4,0 điểm).

Cho mạch điện như hình 1, trong đó các nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là E₁ = E₂ = 24V, r₁ = r₂ = 4Ω; các điện trở có giá trị là R₁ = R₂ = 1Ω; Rb là biến trở.

1) Điều chỉnh để R_b = 9,5Ω.

a) Tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn và qua mỗi điện trở.

b) Xác định giá trị của R_b để công suất tiêu thụ điện ở mạch ngoài lớn nhất. Tính công suất lớn nhất đó.

2) Thay nguồn E₂ bằng nguồn khác có suất điện động E₃ = 6V, điện trở trong r₃ = 4Ω, điều chỉnh Rb đến giá trị R_b = 1,5Ω. Hãy tính:

a) Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B.

b) Cường độ dòng điện qua mỗi nguồn, qua mỗi điện trở.

Câu 5 (4,0 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ 2: ; cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm ; tụ điện có điện dung có điện dung biến đổi. Đặt vào hai đầu A, B điện áp xoay chiều . Điện trở của ampe kế, của khóa K và dây nối không đáng kể.

1) Khi khóa K đóng:

a) Xác định số chỉ của ampe kế và viết biểu thức cường độ dòng điện tức thời qua mạch.

b) Tính công suất tiêu thụ điện trong mạch.

2) Khóa K mở:

a) Điều chỉnh điện dung của tụ điện thì số chỉ am pe kế vẫn không đổi. Tính

b) Thay đổi điện dung của tụ điện thì khi C bằng C₂ trong mạch có cộng hưởng điện. Tính C₂ và viết biểu thức của điện áp tức thời hai đầu tụ điện lúc đó.

Download tài liệu để xem thêm chi tiết