V
A
B
R,L
C
E
hình 2
α
A
B
hình 3
r
R
hình 1
α
R
lt
a

α
SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2009 - 2010
MÔN THI: VẬT LÝ
LỚP: 12 THPT
Ngày thi: 24 - 3 - 2010
Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Đề này có 08 câu gồm 01 trang
Câu 1 (3 điểm)
Một con lắc đơn được treo vào trần một toa của đoàn tàu hoả. Khi tàu đứng yên, con lắc dao động bé với

α
thì trục bánh xe trượt trên đường ray. Tìm
0
α
.
Câu 4 (2 điểm)
Một sóng cơ ngang truyền trên một sợi dây rất dài có phương trình
( )
xtu
ππ
02,04cos6
−=
; trong đó u và
x có đơn vị là cm, t có đơn vị là giây. Hãy xác định vận tốc dao động của một điểm trên dây có toạ độ x
= 25 cm tại thời điểm t = 4 s.
Câu 5 (3 điểm)
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng Y-âng, hai khe cách nhau a = 0,5 mm, khoảng cách từ hai khe đến
màn D = 2 m. Nguồn S phát ra đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là
1
λ
= 0,4
μm
,
2
λ
= 0,5
μm
,
3
λ

.
Câu 7 (2 điểm)
Một quả cầu kim loại có giới hạn quang điện
m
µλ
275,0
0
=
được đặt cô lập về
điện. Chiếu vào quả cầu nói trên đồng thời hai bức xạ điện từ. Bức xạ thứ nhất có
bước sóng
m
µλ
2,0
1
=
, bức xạ thứ hai có tần số
Hz1,67.10f
15
2
=
. Tính điện thế
cực đại của quả cầu. Cho c = 3.10
8
m/s; h = 6,625. 10
-34
J.s; e = 1,6.10
-19
C.
Câu 8 (2 điểm)

3 điểm
Khi tàu đứng yên, chu kỳ dao động bé của con lắc là
g
2πT
l
=
Khi tàu chuyển động, chu kỳ dao động bé của con lắc là
'g
2πT'
l
=
Trong đó g' là gia tốc trọng trường biểu kiến:
lt
lt
ag
m
F
g'g



+=+=
Với
R
v
sin.R
v
a
22
lt

g'
g
T
T'
+
==

4
224
Rgv
gRT
T'
+
=⇒
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 2
2 điểm
Tính từ thời điểm có i = 0 (t
0
= 0) đến thời điểm T/2 điện lượng chuyển qua tiết diện
của mạch bằng
( )
( )
f
2I


==
∫∫
IT
T
TtI
dtt
T
Iidtq
T
TT
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 3
3 điểm
a. 1,5đ
b. 1,5đ
a. Khi bánh xe lăn không trượt, ta có các phương trình chuyển động
- tịnh tiến:
maFmgsinα
ms
=−
- quay:
I.γ.rF
ms
=
với
r

ms
+
=
b. Để bánh xe chỉ trượt trên đường ray, lực ma sát đạt giá trị cực đại

0msmaxms
μ.mgcosαμ.NFF
===
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Theo kết quả câu a/ thì
0
22
2
ms
mgsinα
rR
R
F
+
=
(do
0
αα
=
)


Vậy toạ độ những vân sáng cùng màu vân trung tâm thoả mãn

332211
ikikikx
===
với
1,6mmm1,6.10
0,5.10
.20,4.10
a
Dλ
i
3
3-
6
1
1
====
−
−

332211
λkλkλk
==⇒

321
6k5k4k
==⇒
hay
321

0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 6
3 điểm
Vẽ giản đồ véc tơ biểu diễn phương trình

CLRAB
UUUU

++=
trục gốc là
I

Trên giản đồ véc tơ ta có
const
Z
R
IZ
IR
U
U
tanα
LLL
R
====
Áp dụng định lý hàm sin với
ΔOMN
ta được


90
=⇒
β
: tam giác MON vuông tại O
Áp dụng định lý pitago cho
ΔOMN
ta được
80V60100UUU
222
AB
2
CmaxAE
=−=−=
và U
AE
nhanh pha hơn U
AB
1 góc 90
0
Vậy biểu thức U
AE
là

80 2 cos 100
3
AE
π
uπt
 
= +

0,5đ
O
M
N
U
AE
U
AB
U
R
I
U
L
U
C
α
β
α
A
B
M
H
β
γ
1
T

2
T


=
−
=⇒
+=+==
Áp dụng cho bức xạ thứ nhất ta được
1,7VV
1max
=
Áp dụng cho bức xạ thứ hai ta được
2,4VV
2max
=
Vậy điện thế cực đại của quả cầu khi chiếu đồng thời hai bức xạ là
2,4VVV
2maxmax
==
.
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 8
2 điểm
Do cấu tạo của hệ nên tồn tại một vị trí thấp nhất O và là vị trí cân
bằng bền của vòng nhẫn.
Khi vòng nhẫn cân bằng tại O ta có
0TTP
21


=++

sinαβsin-1L
2
sinαLcosβ
h
sinαLcosβ2h
sinαOHLcosβsinαOA)cosβ(LsinαOB.cosβOHh
2
l
l
l
lll
−
=
−
=⇒
−=⇒
−−=−−=−==
Thay (*) vào (**) ta được
2
sincos
2
sinα
cosα
L
1
2
L
h
222
2