Đề thi chọn đội tuyển dự thi HSG quốc gia môn Vật lý Lớp 12 (Đề 2) - Năm học 2006-2007 - Sở GD&ĐT Nghệ An (Có đáp án)

 Đề chính thức
 Sở Gd&Đt Nghệ an
Kỳ thi chọn đội tuyển dự thi hsg quốc gia lớp 12 
Năm học 2006 - 2007
Bản chính
Môn thi: vật lý
Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 07/11/2006
(Đề thi này có 2 trang)
E
l0
Hình 2
h
Hình 1
à 
Bài 1. (4 điểm) Một sợi dây nặng, mềm và đồng nhất được treo lên 2 điểm cùng độ cao như hình 1. Một hạt cườm có lỗ thủng được luồn vào và có thể trượt không ma sát dọc theo sợi dây. Ban đầu hạt cườm được giữ nằm yên sát một điểm treo của sợi dây. Sợi dây có chiều dài L và độ chùng h, góc mà nó tạo với phuơng nằm ngang tại điểm treo là à. Hạt cườm được thả ra, hãy tính gia tốc của hạt tại điểm thấp nhất của sợi dây. Bỏ qua sự biến dạng của sợi dây trong quá trình hạt cườm chuyển động.
Bài 2. (4 điểm) Hai quả cầu kim loại nhỏ, mỗi quả có bán kính a, khối lượng m được nối với nhau bằng một sợi dây dẫn mảnh, mềm và không giãn, có chiều dài l. Ban đầu 2 quả cầu được giữ nằm yên cách nhau một khoảng l0 (l > l0 >> a) trong một điện trường đều hướng dọc theo đường thẳng đi qua tâm các quả cầu như hình 2. Xác định vận tốc lớn nhất các quả cầu thu được nếu chúng được thả không vận tốc ban đầu. Không tính đến tác dụng của trọng lực và tương tác điện giữa các quả cầu.
Bài 3. (4 điểm) Vào năm 1841, Rôbert Maier đã đề xuất một phương án để xác định đương lượng cơ - nhiệt, đó là đại lượng à chỉ ra có bao nhiêu đơn vị năng lượng cơ (kgm2/s2) trong một đơn vị nhiệt lượng (calo). Theo phương án này, Maier khảo sát một chu trình kín của một lượng khí lý tưởng (không khí) bao gồm: 
 1-2 là quá trình giãn nở của khí trong chân không (quá trình này không thực hiện công và nhiệt độ không thay đổi - gọi là quá trình chuẩn dừng).
 2-3 là quá trình nén đẳng áp.
 3-1 là quá trình nung nóng đẳng tích.
 Maier đã tìm được à sau khi tính được công mà khí thực hiện trong chu trình và tổng nhiệt lượng mà khí nhận vào trong chu trình đó. Bằng các dữ liệu đưa ra dưới đây, ông đã tính được à trong thí nghiệm của mình:
Vào thời đó người ta đã biết phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Trong đó m là khối lượng khí; t nhiệt độ của khí (tính theo 0C ); t0 ằ2700C.
Nhiệt dung riêng đẳng tích của không khí là CV ằ0,186 cal/(g.oC);
Nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí là Cp ằ0,26cal /(g.0C) . ở điều kiện tiêu chuẩn (t = 00C ; P = P0 = 105Pa ) thì khối lượng riêng của không khí là r0 =1,3kg/m3 
Maier đã tính được à bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn: Calo (cal) là nhiệt lượng cấp cho 1 gam nước để nó nóng thêm 10C.
O
l
B
C
A
B
Hình 3
Bài 4. (4 điểm) Một sợi kim loại mảnh AB được uốn thành một cung tròn bán kính l=0,7m. Một quả cầu kim loại nhỏ khối lượng m = 50gam nối với 1 trục quay O bằng một thanh kim loại mảnh và nhẹ sao cho quả cầu có thể dao động tự do trong mặt phẳng thẳng đứng trong khi tiếp xúc tốt và trượt không ma sát dọc theo sợi dây AB. Trục quay O được nối với đoạn dây AB qua một tụ điện có điện dung C = 6.10-2F. Kích thích cho quả cầu dao động nhỏ, người ta đo được tỷ số giữa chu kỳ dao động khi có từ trường đều B (như hình 3) và khi không có từ trường bằng . Bỏ qua điện trở của các dây dẫn, hãy tính độ lớn cảm ứng từ của từ trường nói trên.
~
A
B
R1
R2
N
M
C
L
Hình 4
Bài 5. (4 điểm) Cho mạch điện như hình 4. Hiệu điện thế đặt vào 2 điểm A, B có biểu thức .
a, Các đại lượng R1, R2, L, C, và w phải quan hệ với nhau như thế nào để hệ số công suất của mạch AB bằng 1?
b, Cho R1 = 100W ; C= và tần số dòng điện f = 50Hz. Hãy tính các giá trị của R2 và L để hệ số công suất của mạch AB bằng 1, đồng thời các hiệu điện thế uAM và uMB có cùng giá trị hiệu dụng. Cuộn dây thuần cảm và dây nối có điện trở không đáng kể.
___________Hết________
Họ và tên:....................................................................................... Số báo danh: ....................................................