Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 THPT môn Vật lí - Năm học 2013-2014 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TỈNH NINH BÌNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT 
Kỳ thi thứ hai - Năm học 2013 – 2014
Môn: VẬT LÍ 
Ngày thi: 03/12/2013
(Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề)
 (Đề thi gồm 05 câu, trong 02 trang) 
A
B
C
P
V
PA
PB
PC
VA
VC
O
Hình 1
Câu 1 (2,5 điểm): 
Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình biến đổi trạng thái được biểu diễn bằng đồ thị như hình 1. Biết rằng nhiệt độ của khí ở trạng thái A là TA = 100 K, trạng thái B và C khí có cùng nhiệt độ, VC = 3VA; R = 8,31J/mol.K
a) Tính công mà khí thực hiện trong một chu trình.
b) Tìm nhiệt độ lớn nhất mà khí đạt được trong chu trình. 
Câu 2 (7,0 điểm): 
1) Tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng cơ dao động cùng phương có phương trình dao động lần lượt là uA = 5cos(4pt) và uB = 5cos(4pt +) (trong đó uA, uB tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 40 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi sóng truyền đi. 
a) Thiết lập phương trình sóng tại điểm M trên mặt chất lỏng cách A, B lần lượt các khoảng d1, d2.
b) Tìm điều kiện của hiệu khoảng cách Dd = d2 - d1 để M dao động với biên độ cực đại.
c) Cho AB = 70 cm. Xác định vị trí điểm N trên đường trung trực của AB, gần trung điểm O của AB nhất mà dao động tại N cùng pha với dao động tại O.
r
x
A
B
K1
K2
C2
C1
L
Hình 2
d) Trên đường tròn tâm O, đường kính AB thuộc mặt chất lỏng có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại? 
2) Cho mạch điện như hình 2. Nguồn điện có suất điện động x = 6 V và điện trở trong r = 1,5 W; Cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L = 1H, các tụ điện có điện dung C1 = 4 nF, C2 = 12 nF. Bỏ qua điện trở thuần của dây nối và các khoá K1, K2. Ban đầu hai khoá K1, K2 đều đóng. Khi dòng điện trong mạch ổn định người ta mở khoá K1. Lấy 2 = 10.
a) Tính điện áp cực đại giữa hai bản tụ C1.
b) Khi dòng điện qua cuộn dây có giá trị bằng cường độ dòng điện cực đại, người ta mở khoá K2. Tính điện áp cực đại giữa hai bản tụ C2 sau khi mở khoá K2. 
Câu 3 (5,0 điểm):
Hình 3
M
A
L,r=0
C
X
B
Cho mạch điện như hình 3. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB điện áp uAB = 120cos(V); Độ tự cảm L và điện dung C thay đổi được. 
a) Điều chỉnh L = L1= H; C = C1=F thì dòng điện trong mạch có biểu thức i = 1,2cos(A). Đoạn mạch (X) chứa hai trong ba phần tử thuộc loại điện trở thuần, cuộn dây thuần cảm hoặc tụ điện mắc nối tiếp. Hãy xác định các phần tử trong đoạn mạch (X) và tính giá trị các phần tử đó.
b) Giữ nguyên giá trị C = C1 và đoạn mạch (X), thay đổi độ tự cảm của cuộn dây đến giá trị L = L2 thì thấy điện áp hai đầu đoạn mạch AB lệch pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch MB một góc . Tính độ tự cảm L2. Nêu nhận xét về điện áp hai đầu cuộn dây khi đó.
c) Giữ cho L = L1 và đoạn mạch (X) không đổi, thay đổi điện dung của tụ điện đến giá trị C = C2 thì thấy điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch MB đạt cực đại. Xác định giá trị C2. 
Câu 4 (2,5 điểm):
Đặt một vật sáng phẳng nhỏ AB trước một thấu kính (L) và vuông góc với trục chính của thấu kính. Trên màn (E) đặt vuông góc với trục chính ở phía sau thấu kính thu được một ảnh rõ nét lớn hơn vật và có độ cao 4 mm. Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính 5 cm về phía màn (E) thì màn phải dịch chuyển đi 35 cm mới lại thu được ảnh rõ nét có độ cao 2 mm.
a) Tính tiêu cự thấu kính và độ cao của vật AB.
b) Vật AB, thấu kính (L) và màn (E) đang ở vị trí mà ảnh có độ cao 2 mm. Giữ vật và màn cố định. Hỏi phải dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính về phía nào, một đoạn bằng bao nhiêu để lại có ảnh rõ nét của vật trên màn? 
m1
*
B
O
A
Hình 4
c) Giữ vật AB cố định, di chuyển thấu kính dọc trục chính của nó thì ảnh thật của vật AB dịch chuyển như thế nào so với vật?
Câu 5 (3,0 điểm):
Một thanh mảnh đồng chất OA, khối lượng m chiều dài , có trục quay cố định (D) nằm ngang vuông góc với thanh và đi qua đầu O của thanh (Hình 4). Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của không khí. Lấy gia tốc rơi tự do là g.
a) Thanh đang đứng yên thì một chất điểm có khối lượng m1 = bay theo phương ngang, hướng vuông góc trục quay (D) với vận tốc đến găm vào trung điểm B của thanh. Tính tốc độ góc của thanh OA ngay sau va chạm và năng lượng mất mát do va chạm.
b) Cho . Tính góc lệch lớn nhất hợp bởi thanh OA với phương thẳng đứng.
 ========== Hết ==========
Họ và tên thí sinh:; Số báo danh:.
Chữ ký giám thị 1:..............; Chữ ký giám thị 2:...