Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý THPT

giới thiệu các đề thi đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi môn vật lý THPT thành phố Hồ Chí Minh - Năm học 2002 - 2003 (Thời gian làm bài: 180 phút) Bài 1 (4 điểm) Một vành tròn bán kính R, khối lượng M phân bố đều. Trên vành gắn một vật nhỏ khối lượng m (h.1). Kéo cho vành lăn không trượt trên mặt ngang để tâm của vành có vận tốc không đổi v0. Hỏi v0 phải thoả điều kiện gì để vành không nảy lên? ã Hình 1 ã m Bài 2 (4 điểm) Một thanh AB đồng chất khối lượng m, tiết diện đều, có khối tâm G, chiều dài 2d. Đặt đầu A trên mặt đất nằm ngang và nghiêng một góc so với mặt đất (h.2). Buông nhẹ thanh, thanh đổ xuống không vận tốc đầu. Giả sử đầu A trượt không ma sát trên mặt đất. a- Xác định quỹ đạo của khối tâm G. b- Tính vận tốc của G khi thanh chạm đất. Lưu ý: Momen quán tính của thanh đối với đường trung trực là A B G ã Hình 2 Bài 3 (4 điểm) Một xi lanh như hình vẽ (h.3) chứa khí lý tưởng, được đóng kín bằng một pittông khối lượng M, tiết diện S, có thể chuyển động trong xilanh. Lúc đầu giữ pittông ở vị trí sao cho áp suất trong bình bằng áp suất khí quyển bên ngoài. Thành xilanh và pittông đều cách nhiệt. Buông pittông, pittông chuyển động từ vị trí ban đầu đến vị trí cuối cùng có độ cao h so với đáy xilanh. Tuy nhiên, trước khi đạt đến vị trí cân bằng này, pittông đã thực hiện những dao động nhỏ. Giả sử trong giai đoạn pittông dao động nhỏ, quá trình biến đổi của khí là thuận nghịch, hãy tính chu kỳ dao động nhỏ đó. Hình 3 Bài 4 (4 điểm) Hai thanh kim loại song song, cùng nằm trong mặt phẳng ngang, cách nhau một khoảng l, điện trở không đáng kể và có một đầu nối vào điện trở . Một đoạn dây dẫn CD, chiều dài l, điện trở , khối lượng đặt nằm trên và thẳng góc với hai thanh kim loại. Tất cả đặt trong một từ trường đều có vectơ cảm ứng từ thẳng đứng, hướng xuống (h.4). Kéo dây CD bằng một lực không đổi để đoạn dây chuyển động về phía phải. Khi dây CD trượt không ma sát trên hai thanh kim loại với vận tốc đều thì hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R đo được 1V. a- Tính F b- Bỏ lực kéo , dây CD chuyển động chậm dần rồi dừng lại trên hai thanh kim loại. Tìm điện lượng chuyển qua tiết diện thẳng của điện trở R từ lúc bỏ lực đến lúc dây CD dừng hẳn. Hình 4 C D R Bài 5 (4 điểm) Một chùm tia sáng đơn sắc và song song chiếu đến một khối cầu trong suốt, đồng chất, chiết suất . Xét một tia sáng đến khối cầu với góc tới i , tia sáng khúc xạ vào khối cầu với góc khúc xạ r. Sau k lần phản xạ trong khối cầu, tia sáng ló ra khỏi khối cầu. a- Tính góc lệch D của tia ló so với tia tới ban đầu theo i, r. b- Tìm i để D đạt cực trị D, D này là cực đại hay cực tiểu? Tính các giá trị D ứng với và . c- Từ các kết quả trên, hãy giải thích hiện tượng cầu vồng thường quan sát được trên bầu trời vào lúc trước hay sau cơn mưa.