SỞ GD&ĐT ĐIỆN BIÊN

Đề chính thức

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2009-2010
Môn: VẬT LÍ
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

ĐỀ BÀI
Câu 1 ( 4,0 điểm )
Một vật được thả trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 1,2m và nghiêng
góc 30
o
so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa vật với mặt phẳng nghiêng µ
1
= 0,2. Lấy g = 10m/s
2
.
1. Tính tốc độ của vật tại chân mặt phẳng nghiêng.
2. Sau khi đến chân mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt trên mặt phẳng ngang. Tính quãng
đường vật đi được trên mặt phẳng ngang, biết hệ số ma sát giữa vật với mặt phẳng ngang µ
2
= 0,37.
3. Vẽ đồ thị về sự phụ thuộc của vận tốc theo thời gian trong suốt quá trình chuyển động của vật.
Câu 2 ( 4,0 điểm )
Cho đoạn mạch điện như hình vẽ.
Biết : R
1
= 8 ; R
2

2
. Biết cũng tại nơi đó, con lắc đơn có chiều dài ℓ
1
+ ℓ
2
có chu kỳ
dao động là 2,4s và con lắc đơn có chiều dài ℓ
1
– ℓ
2
có chu kỳ dao động là 0,8s. Tính T
1
, T
2
, ℓ
1
, ℓ
2
.
2. Một con lắc lò xo (gồm vật nặng khối lượng m treo bằng một lò xo vào điểm cố định O) dao
động điều hòa với tần số 5Hz. Treo thêm một gia trọng m = 38g vào vật thì tần số dao động là 4,5Hz.
Tính khối lượng m và độ cứng k của lò xo.
Câu 4 ( 4,0 điểm )
Dây AB treo lơ lửng, đầu trên A gắn vào âm thoa dao động với tần số f = 100Hz. Tốc độ truyền
sóng trên dây là 4m/s.
1. Chiều dài dây là 80cm, trên dây có sóng dừng không?
2. Nếu chiều dài dây là 21cm, thấy trên dây có sóng dừng.
a) Xác định số nút và số bụng sóng khi đó.
b) Chiều dài dây vẫn là 21cm, để trên dây có sóng dừng với 8 bụng sóng thì tần số dao động của
âm thoa phải là bao nhiêu?

SỞ GD&ĐT ĐIỆN BIÊN

Đề chính thức

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ VẬT LÍ LỚP 12 THPT
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP CƠ SỞ
NĂM HỌC 2009-2010
Thời gian:
180 phút
(không k
ể thời gian giao đề)Câu Ý Nội dung Điểm
Câu 1 4,0

1
- a
1
= g ( sinα - µ
1
cosα).
- Thay số: a
1


3,268 (m/ s
2
).
- Vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng:

3
Vẽ đồ thị
0,5

0,5
Câu 2 4,0

1
a) Khi K mở:
R
AB
=
1 2 4
3
1 2 4
( ) (8 4)12
4 10
8 4 12

R
AB
=
1
1
ACB
ACB
R R
R R
≈ 5,1(  )
U
CB
=
4
2
.8 1,1( )
12 2
CB
AB
CB
R
U V
R R
 
 

I
A
=
3

Dòng điện qua R
2
bằng không thì mạch điện là
mạch cầu cân bằng:
4 1
3
12 8 32
2,7( )
4 12
o
o
o
R R
R R
R
R

     

0,5

0,5
2,8

1,614

0,85

g 4
   




(1)
=> ℓ
1
+ ℓ
2
= g(2,4)
2
/4π
2
; ℓ
1
– ℓ
2
= g(0,8)
2
/4π
2

(2)
=> ℓ
1
+ ℓ
2
= 9(ℓ

0,52
k
m
2T  = 1/f => m = k/4π
2
f
2 (4)
Theo bài ra m = k/4π
2
(5)
2
; m + m = k/4π
2
(4,5)
2

1 + m/m =(5/4,5)
2
= 1,23 => m/m = 0,23 => m = 165(g);
(4) => k = 162,7(N/m)

0,5
0,5

2
a)
21 10
2 4
l k k
 
    

Trên dây có 10 bó nguyên mỗi bó dài
2

, và nửa bó dài
4

=> trên dây có 11
bụng, 11 nút.
b) Trên dây có sóng dừng với 8 bụng ( k = 7 )
1 ' 1
( ) ( )
2 2 2 2 '
v
l k k
f

   
=>
1
' ( ) 71,43

-
C
C
U
Z
I

= 35(  ) (1)
-
d
d
U
Z
I
 = 100(  ) 
2 2
L
R Z
 = 100(  ) (2)
-
 
2
2
75( )
L C
U
Z R Z Z
I
     
(3)

(50 ) 1
LC


(4)
Từ ý 2 : Ta có
2800
L C
L
Z Z
C
  (5)
(4), (5) C
≈
1
,
2
.10
-4
F,
L
≈

0,
34
H0,5


= 4

; R
5
= 1

.
1. Tính điện trở tương đương của mạch ngoài và cường độ dòng
điện qua các điện trở.
2. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm M và B.
3. Mắc vào M và N một vôn kế có điện trở rất lớn. Phải mắc
cực dương của vôn kế vào điểm nào và vôn kế chỉ bao nhiêu?
Câu 2 ( 5,0 điểm )
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa, chiều dài tự nhiên của lò xo là
60
o
l cm

. Khối lượng vật nặng là m = 200g. Chọn chiều dương hướng xuống dưới, gốc O trùng vị
trí cân bằng của vật. Tại thời điểm t = 0 lò xo có chiều dài
59
l cm

, vận tốc của vật bằng 0 và độ lớn
lực đàn hồi bằng 1N. Cho g =10m/s
2
.
1. Viết phương trình dao động của vật.
2. Giả sử có thể đặt thêm một vật nhỏ m’ lên trên vật m khi vật m đến vị trí thấp nhất trong
dao động nói trên. Hãy xác định m’ để hai vật không rời nhau trong quá trình dao động sau đó.

2. Điều chỉnh L = L
2
người ta thấy công suất tiêu thụ của đoạn mạch đạt giá trị cực đại. Tính
công suất cực đại và giá trị của L
2
khi đó.

Hết B

R

L

C

A

M

N

Hình vẽ 2
E,r
R
5
R
2


Câu Ý Nội dung Điểm
Câu 1 5,0
1
* Điện trở tương đương của mạch ngoài:
Ta có: R
12
= R
1
+ R
2
= 6

; R
34
= R
3
+ R
4
= 6


R
AP
=
12 34
12 34
R R
R R


= U
AP
/R
12
= 1A
+ I
3
= I
4
= I
34
= I – I
12
= 1A.
+ I
5
= I = 2 A.

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5
0,5

2

1
+ U
3
= - I
1
R
1
+ I
3
R
3
= 2V > 0

V
M
> V
N


cực dương của vôn kế phải mắc vào điểm M.
0,5
0,5
Câu 2

5,0
1
Khi lò xo có độ dài
59
l cm


10 5( / )
k
rad s
m

  .
Phương trình dao động của vật có dạng
3cos(10 5 )
x t cm

 

Tại t = 0, x = -3 nên ta có:
3 3cos ( )
rad
  
   

Vậy phương trình dao động của vật là:
3cos(10 5 )
x t cm

 0,5 0,5


0,5

0,5

0,5
Câu 3

4,0

φ = 2π d/λ (với d = 10cm, λ = v/f; f = 20Hz)
Theo bài ra, φ = 2π d/λ = (2k + 1)π
 v = 2df/(2k + 1) = 4 /(2k + 1)
 Mặt khác, do 0,8m/s ≤v≤ 1m/s  1,5 ≤ k ≤2.
Vì k nguyên => k = 2, v = 0,8(m/s)
1,0
1,0

1,0
1,0
Câu 4
6
,0

1a
Z
L
= 100


=
4



Mặt khác ta có:

i
=

u
–

=
4


Vậy cường độ dòng điện trong mạch là: i = 1.cos(100

t +

/4) (A)
0,5
0,5
L
Z
R
= 1



AN
=

/4



uAN
=

/2
Điện áp tức thời giữa hai đầu A và N là: u
AN
= 100
2
cos(100

t +

/2) (V)
0,5

0,5

R
= 100 (W)
0,5

0,5
Hết
Lưu ý: Thí sinh giải bằng cách khác, đúng vẫn cho điểm tối đa.