Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh năm học 2015 – 2016 môn thi: Vật lý thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)

 SỞ GD&ĐT THANH HÓA ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
 TRƯỜNG THPT TĨNH GIA 2 NĂM HỌC 2015 – 2016
 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý
 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)
 (Đề thi gồm có 2 trang)
Câu 1: (3,0 điểm)
r
R
Hình 1
Một bánh xe bán kính R, có khối lượng m và momen quán tính I. Bánh xe được bị kéo bằng một lực không đổi theo phương ngang để tháo dây quấn trên trục bánh xe, bán kính r (Hình 1). Bánh xe lăn không trượt trên mặt phẳng nằm ngang. Hãy tính:
Gia tốc của bánh xe.
Lực ma sát tác dụng lên bánh xe. 
Câu 2: (3,0 điểm)
M
Hình 2
m
k
h
Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng , lò xo nhẹ có độ cứng . Khi M đang ở vị trí cân bằng thì thả vật rơi từ độ cao so với M (Hình 2). Coi va chạm giữa m và M là hoàn toàn mềm. Sau va chạm, hệ M và m bắt đầu dao động điều hòa. Lấy . 
 a) Tính vận tốc của m ngay trước va chạm và vận tốc của hai vật ngay sau va chạm.
 b) Viết phương trình dao động của hệ (M+m). Chọn gốc thời gian là lúc va chạm, trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng lên, gốc O là vị trí cân bằng của hệ sau va chạm.
 c) Tính biên độ dao động cực đại của hệ vật để trong quá trình dao động vật m không rời khỏi M
Câu 3 : (3,0 điểm) Hai nguồn kết hợp S1, S2 trên mặt nước cách nhau 12cm phát ra hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số f = 20Hz, cùng biên độ a = 2cm và cùng pha ban đầu bằng không. Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng tương ứng: d1 = 4,2cm; d2 = 9cm. Coi biên độ sóng không đổi, biết tốc độ truyền sóng trên mặt nước là v = 32cm/s.
a) Viết phương trình sóng tổng hợp tại điểm M. Điểm M thuộc cực đại hay cực tiểu giao thoa?
b) Gọi M’ là điểm đối xứng với M qua trung điểm của S1S2. Tính số điểm cực đại, cực tiểu trên đoạn MM’ (không kể M và M’).
b
k
E
C1
C2
L
K
k
a
k
Hình 3
c) Giữ nguyên tần số f và các vị trí S1, M. Hỏi muốn điểm M nằm trên đường cực tiểu giao thoa thì phải dịch chuyển nguồn S2 dọc theo phương S1S2, ra xa S1 từ vị trí ban đầu một khoảng nhỏ nhất bằng bao nhiêu?
Câu 4: (2,0 điểm)Cho mạch điện có sơ đồ như hình 3: Hai tụ C1 và C2 có cùng điện dung C; cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L; nguồn có suất điện động E, bỏ qua điện trở thuần của nguồn, dây nối, khoá K. Ban đầu khoá K ở chốt a, sau đó đóng sang chốt b. Hãy viết biểu thức của điện tích trên các bản tụ C1, C2 phụ thuộc vào thời gian khi đóng K sang chốt b. Chọn gốc thời gian lúc K đóng vào chốt b.
K
M
N
C0
A
D
R0
X
Hình 4
Câu 5: (4,0 điểm)
Cho mạch điện như hình 4: A là ampekế nhiệt, điện trở R0 = 100W, X là hộp kín chứa 2 trong 3 phần tử (R, L, C) mắc nối tiếp. 
Đặt vào hai đầu M, N của mạch điện một điện áp xoay chiều có biểu thức :
uMN = 200cos2pft (V), tần số f thay đổi được. Bỏ qua điện trở ampekế, khoá K và dây nối.
1) a. Với f = 50Hz thì khi đóng K, ampekế chỉ 1A. Tính điện dung C0 của tụ điện.
 b. Ngắt K, thay đổi tần số thì thấy khi f = 50Hz, ampekế chỉ giá trị cực đại và điện áp tức thời giữa hai đầu X lệch pha p/2 so với điện áp giữa 2 điểm M và D. Hỏi hộp X chứa những phần tử nào? Tính các giá trị của chúng.
2) Khoá K vẫn ngắt, thay đổi f thì thấy ampekế chỉ cùng trị số khi f = f1 hoặc f = f2. 
Biết f1 + f2 = 125Hz. Tính f1, f2 và viết biểu thức cường độ dòng điện qua mạch khi đó. 
Câu 6: (3,0 điểm) 
Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng, hai khe cách nhau a = 0,5mm, khoảng cách từ mặt phẳng hai khe đến màn D = 2m. Nguồn S phát ra đồng thời ba ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là = 0,4μm, = 0,5μm, = 0,6μm chiếu vào hai khe S1S2. Trên màn, ta thu được một trường giao thoa có bề rộng 20cm. 
a) Hỏi trên màn quan sát có tổng cộng bao nhiêu vân sáng cùng màu với vân sáng chính giữa của trường giao thoa?
b) Trong khoảng giữa hai vân sáng gần nhau nhất cùng màu với màu vân trung tâm còn có bao nhiêu vân sáng nữa?
Câu 7: (2,0 điểm)
Cho các dụng cụ sau:
Một đoạn dây mảnh đủ dài;
Một quả nặng 50g;
Thước đo chiều dài (độ chia tới mm);
Thước đo góc;
Đồng hồ bấm giây (độ chia tới 1/100 giây);
Giá thí nghiệm.
Yêu cầu: 
Trình bày cơ sở lí thuyết đo gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm.
Xây dựng phương án thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do.
Nêu các nguyên nhân sai số có thể mắc phải trong khi làm thí nghiệm.
.Hết