UBND TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2005 - 2006
Môn : VẬT LÝ (Vòng2)
ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1: (4 điểm)
Một máy chiếu phim có hai ổ quay tròn A và B để cuộn phim. Cả hai ổ A và B có trụ ở giữa
bán kính r = 1cm, khi cuộn đầy phim có bán kính R
0
= 10cm. Bề dày của phim là e = 0,1mm. Phim
được kéo đều với tốc độ 24 hình/giây. Mỗi khuôn hình có kích thước theo phương chuyển động là
d = 2cm. Phim được kéo đều từ ổ A và quấn vào ổ B. Bỏ qua khoảng cách giữa các khuôn hình.
a, Tính thời gian máy chiếu hết một cuộn phim.
b, Bán kính ổ B (có cả phim đã cuộn vào) tăng với vận tốc bằng bao nhiêu? tính vận tốc đó
lúc đầu và lúc cuối.
Bài 2: (4 điểm)
Cho cơ hệ như hình vẽ. Khi hệ ở trạng thái cân bằng thì lò xo giãn 30 cm.
Ta đốt cháy sợi dây treo.
a, Xác định gia tốc của các vật ngay sau khi dây đứt.
b, Sau bao lâu thì lò xo sẽ đạt đến trạng thái không biến dạng
lần đầu tiên? Xác định vận tốc của các vật ở thời điểm đó.
Bài 3: (4 điểm)
Một động cơ điện một chiều có điện trở trong r = 2
Ω
.
Một sợi dây không giãn có một đầu quấn vào trục động cơ, đầu kia
buộc vào một vật có khối lượng m = 10kg. Vật có thể trượt không
ma sát trên mặt phẳng nghiêng làm với mặt ngang một góc
α
= 30
0
.

= U
BC
= 20V, U
CD
= 16V, U
BD
= 12V; dùng watt kế đo công suất tiêu thụ của mạch
ta được
6,4WP
=
. Người ta thấy khi
100f Hz
>
và
100f Hz
<
thì số chỉ ampe kế giảm đi.
a, Mỗi hộp kín X, Y, Z chứa linh kiện gì ? Tìm giá trị các linh kiện đó.
b, Viết biểu thức của
BC
u
khi
100f Hz
=
.
Bài 5: (4 điểm)
Sử dụng các dụng cụ: một cuộn dây đồng; một chiếc cân với một bộ các quả cân; một ăcquy;
một vôn kế; một ampe kế và một số bảng tra cứu về vật lý. Hãy xác định thể tích của một căn phòng
lớn hình khối hộp chữ nhật.


π
−
=
= 31086 (cm) = 310,86 (m);
- Máy chiếu có tốc độ 24 hình/giây, chiều dài mỗi khuôn hình là d, nên vận tốc của phim
là:
0
v
= 24.d = 48 cm/s = 0.48 (m) ;
- Vậy thời gian chiếu hết cuộn phim là:
0
310,86
647,63
0,48
l
T
v
= = =
(s)
;
648 (s).
b,(2đ)
- Sau thời gian chiếu t, đoạn phim cuốn vào ổ B có thể tích là:
2 2
0
. . . . ( )v t a e a R r
π
= −
;
trong đó R là bán khính cuộn phim tại thời điểm t. Từ đó suy ra:

0
0
.
0,01.48
0,08
2 . 2. .1
R
e v
v
r
π π
= = ;
(cm/s) = 0,8 (mm/s) ;
- Tại thời điểm cuối, T = 648 (s)
⇒

.
0,01.48
2 10.1 3,14.0,01.48.648
T R
v =
+
;
0,08 (mm/s)

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5


2
0a
=
b, (3đ) Xét hệ quy chiếu gắn với trọng tâm G của hệ.G cách vật m một khoảng bằng 2/3
khoảng cách từ vật m đến vật 2m.
* Xét vật m :
- Khi ở VTCB:
0
qt
mg F
− + =
(1)
- Khi ở li độ x: lò xo giãn một đoạn bằng 3x/2 . Suy ra:
''
3
.
2
qt
x
mg F k m a mx
− + − = =
(2)
Từ (1) và (2) :
''
3
0
2
k
x x

=
:
0
0
2
.sin 0,2
3
l
x A
ϕ
∆
= = =
(m) và
0
. .cosv A
ω
=
ϕ
0
=

⇒

0,2A
=
(m);
và
2
π
ϕ

20
t
π
= ≈
(s).
- Trọng tâm G chuyển động với gia tốc g, khi đó trọng tâm G đã đi được :

2 2
/ 2 / 80h gt
π
∆ = =
(m) với vận tốc
. / 2
G
v g t
π
= =
(m/s).
Tại thời điểm đó ta có:
2 os(10.t+ /2)=x c
π
′
=
-2 (m/s)
⇒2 / 2 3,57
m G
v v x

0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 3: (4đ)
a, (2đ) Điện năng tiêu thụ bởi động cơ được chia làm hai phần: một phần biến thành cơ
năng, một phần biến thành nhiệt năng làm nóng động cơ. Vì vậy, công suất toàn phần của
động cơ là:

tp c n
P P P
= +
;
- Công suất kéo vật lên:
.
c
P T v
=
; với
.sin / 2T P mg
α
= =
.

⇒

10.10.3/ 2 150
c
P
= =

= = =
(V).
- Ta phải mắc bộ nguồn đối xứng, gồm m dãy song song, mỗi dãy có n nguồn mắc nối
tiếp:
. 8.
b o
E n E n
= =

.
0,8
o
b
n r
n
r
m m
= =
;
- Theo ĐL Ohm với mạch kín:
.
b b
E U I r
= +⇔
4
8. 40
n

10 1
n m
=
(2)
- Giải hệ phương trình (1') và (2) ta được
1m
=
và
10n
=
.
Vậy bộ nguồn có 1 dãy gồm 10 ăc quy mắc nối tiếp.
0,25
0,5
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
Bài 4: (4đ)
a, (3đ) Theo bài ra, ta có :
U
AD
= U
AB

r
BD
U
r
A
B
C
D
biểu diễn hiệu điện thế hai đầu điện trở R (Tức là hộp X chứa
điện trở R); còn
CD
U
r
biểu diễn hiệu điện thế hai đầu tụ điện (Tức là hộp Z chứa tụ C)
Như vậy, hộp Y sẽ chứa cuộn cảm L.
- Tính các giá trị của các linh kiện :
+ Theo giản đồ ta thấy,
BC
U
r
sớm pha hơn
AB
U
r
, chứng tỏ cuộn cảm L có điện trở thuần
r, và
BD
U
r
biểu diễn

20 12
=
+
(A)

100( )
AB
U
R
I
⇒ = = Ω

16
80
0,2
CD
L C
U
Z Z
I
= = = =
(
Ω
)
80 2
2 .100 5
L
π π
⇒ = =
(H)

12 3
CD
BD
U
tg
U
ϕ
= = =

0,93
ϕ
⇒
;
(rad);
Biểu thức của
BC
u
:
20 2.sin(200 0,93)
BC
u t
π
= +
(V)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

. .
mU
D l
I
ρ
=

⇒
tính được:
.
. .
mU
l
D I
ρ
=
(*)
Các giá trị I, U, m xác định bằng các thực nghiệm. Các giá trị
ρ
và D có thể tra cứu ở
các bảng vật lý. Bằng cách đó, ta sẽ xác định được chiều dài, chiều rộng của căn phòng,
từ đó xác định được thể tích của căn phòng.
- Nếu độ giảm hiệu điện thế trên đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) của căn phòng
là nhỏ và khó đo được bằng vôn kế thì cần phải mắc một đoạn dây có chiều dài (hoặc
chiều rộng) bằng một số nguyên lần.
0,5
0,5
1,0
1,0
0,5