Trường THPT Anh Sơn 3 KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
( Đề chính thức) NĂM HỌC: 2009 -2010

Môn thi: Vật Lý lớp 12 THPT
Thời gian: 180 phút ( Không kể thời gian giao đề)

Bài 1: ( 5.0 điểm)
Cho cơ hệ gồm có một vật nặng có khối lượng m được buộc vào sợi
dây không dãn vắt qua ròng rọc C, một đầu dây buộc cố định vào điểm A.
Ròng rọc C được treo vào một lò xo có độ cứng k. Bỏ qua hối lượng
của lò xo, ròng rọc và của dây nối. Từ một thời điểm nào đó vật nặng
bắt đầu chịu tác dụng của một lực
không đổi như hình vẽ
a. Tìm quãng đường mà vật m đi được và khoảng thời gian kể từ lúc
vật bắt đầu chịu tác dụng của lực
đến lúc vật dừng lại lần thứ nhất
b. Nếu dây không cố định ở A mà nối với một vật khối lượng M (M>m)
Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật dao động điều hòa

Bài 2: ( 5.0 điểm)
Con lắc đơn gồm: dây có chiều dài
= 60cm và quả cầu khối lượng
m = 10g tích điện q =
.10-4C. Đặt con lắc trong điện trường đều

có phương vuông góc với dây treo và cường độ điện trường có độ lớn
E = 103 V/m. Khi quả cầu cân bằng ở vị trí B người ta đột ngột đổi chiều
của điện trường
, xác định vận tốc cực đại của quả cầu và lực căng cực
đại của dây treo trong quá trình vật chuyển động

Bài 3: ( 4.5 điểm)
Một quả cầu có khối lượng m = 50g chuyển động với vo = 5m/s dọc theo trục chính của một thấu kính hội tụ có giá đỡ. Khối lượng của thấu kính và giá đỡ là M = 0,2kg, thấu kính có tiêu cự f = 10cm. Sau khi va chạm đàn hồi với thấu kính, quả cầu bị nẩy trở lại (bỏ qua ma sát giữa giữa giá đỡ và mặt phẳng ngang)
a. Xác định thời gian tồn tại ảnh ảo của quả cầu
b. Xác định vận tốc của ảnh quả cầu tại thời điểm t = 8.10-2s kể từ lúc quả cầu va chạm với thấu kính biết
M =2m


Bài 4: ( 4.0 điểm)
Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng được chia làm hai phần bằng một pittông nặng cách nhiệt. Ngăn trên chứa 1mol, ngăn dưới chứa 3mol cùng một chất khí. Nếu nhiệt độ hai ngăn đều bằng T1 = 400K thì áp suất ngăn dưới P2 gấp đôi áp suất ngăn trên P1. Nhiệt độ ngăn trên không đổi, ngăn dưới có nhiệt độ T2 nào thì thể tích hai ngăn bằng nhau?




Bài 5: ( 1.5 điểm)
Cho các dụng cụ sau: Một cuộn chỉ và một đồng hồ. Hãy trình bày một phương án để xác định thể tích lớp học của em
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - HẾT - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
( Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)


ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM HSG TRƯỜNG MÔN VẬT LÝ

Câu
Ý
Nội dung
Điểm

1
A
Vật cân bằng khi chưa tác dụng lực F: mg = k

Chọn trục Ox thẳng đứng từ trên xuống. O trùng với VTCB mới khi có lực F tác dụng.
Tại VTCB mới: F + P -
= 0 (với xo là khoảng cách giữa VTCB mới so với VTCB cũ)
0.5



Khi vật có li độ x lò xo giãn:
+ x
F + P -
= mx’’
x’’ +
x = 0
0.5



Vậy vật DĐĐH với phương trình: x = Acos(
)
Trong đó

0.5



Như vậy chu kì dao động của vật T =
. Thời gian từ lúc tác dụng lực đến khi vật dừng lại lần thứ nhất là

0.5



Khi t = 0: x = Acos(
) = - xo = -

V = -A
= 0
0.5




A =
,

0.5



S = 2A =

0.5


b
Lực tác dụng lên M như hình vẽ
0.5



Để m dao động điều hoà sau khi tác dụng