Đề thi chọn học sinh giỏi Lớp 12 THPT cấp Tỉnh - Năm học 2022-2023 môn Vật lý - Sở Giáo dục và đào tạo Hải Dương

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi Lớp 12 THPT cấp Tỉnh - Năm học 2022-2023 môn Vật lý - Sở Giáo dục và đào tạo Hải Dương

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HẢI DƯƠNG LỚP 12 THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2022 - 2023 Môn thi: VẬT LÝ ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 19/10/2022 Thời gian làm bài: 180 phút, không tính thời gian phát đề. Đề thi gồm 06 câu, 02 trang. Câu I (1,5 điểm) 1. Cho mạch điện như hình 1, nguồn điện có suất điện động E= 6Vvà điện trở trong r1=. Đèn Đ ghi 3V− 3W . Biến trở con chạy AB có điện trở toàn phần là R7=, C là một con chạy có thể di chuyển từ A đến B, gọi điện trở của phần AC là R X với 0 RX 7  . Bỏ qua điện trở các dây nối. a. Cho R2X =. Tính cường độ dòng điện trong mạch chính. b. Tính R để đèn sáng bình thường. X 2. Cho mạch điện như hình 2, giá trị của các điện trở là R1= R 2 = R 3 = R 4 = 3  . Nguồn điện có suất điện động E= 24V , điện trở trong r3=. Bỏ qua điện trở của ampe kế, các dây nối và khóa K. Đóng khóa K, tính số chỉ của ampe kế. Câu II (2,0 điểm) Một hệ gồm: Hai thanh kim loại QA, PD đặt song song, hai đầu P, Q nối với điện trở R1. Thanh kim loại thẳng MN, chiều dài , điện trở R2 , hai đầu M, N tiếp xúc vào hai thanh kim loại QA, PD. Hệ được đặt trong từ trường đều có vectơ cảm ứng từ B (độ lớn bằng B) hướng thẳng đứng lên trên. Bỏ qua điện trở của các thanh kim loại QA, PD, chỗ tiếp xúc và các dây nối. Bỏ qua ma sát. 1. Hệ được đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Cho MN chuyển động tịnh tiến dọc theo hai thanh kim loại với vận tốc v không đổi hướng ra xa điện trở R1. Trong quá trình chuyển động, MN luôn tiếp xúc và vuông góc với hai thanh kim loại như hình 3. a. Xác định hiệu điện thế giữa hai đầu MN và chiều dòng điện qua thanh MN. b. Thay điện trở R1 bằng một nguồn điện không đổi có suất điện động E và có điện trở trong r, xác định cường độ dòng điện qua thanh MN. 2. Hệ được đặt trên mặt phẳng nghiêng (với góc nghiêng so với mặt phẳng ngang), đồng thời tác dụng vào MN một lực F (độ lớn bằng F) không đổi, hướng dọc theo mặt phẳng nghiêng để thanh chuyển động đi lên trên như hình 4. Trong quá trình chuyển động, hai đầu M, N luôn tiếp xúc và vuông góc với hai thanh kim loại QA, PD. Sau một thời gian, MN đạt vận tốc không đổi bằng v0 . Biết khối lượng của thanh MN là m. Gia tốc trọng trường là g. a. Tính v0 . v b. Tính gia tốc của thanh MN tại thời điểm vận tốc của thanh bằng 0 . 2 Câu III (1,5 điểm) Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm, S cách thấu kính một đoạn d = 30 cm, cho ảnh S1 . 1. Tìm vị trí của . 2. Cho thấu kính tịnh tiến dọc theo trục chính, ra xa S với vận tốc không đổi bằng l cm/s. a. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ khi dịch chuyển thấu kính thì quỹ đạo chuyển động của S’ (với S’ là ảnh của S) không bị trùng lại?
2. b. Nếu sau khi thấu kính chuyển động được 10s, ta cho thấu kính dừng lại đồng thời quay thấu kính quanh trục đi qua quang tâm O và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ một góc (hình 5) thì nhận thấy ảnh S’ có vị trí trùng với vị trí của ảnh S1 (ở phần 1). Xác định góc quay của thấu kính? Câu IV (2,0 điểm) Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k= 100N / m và vật 1 có khối lượng M= 200g . Vật 1 đang đứng yên ở vị trí O và lò xo không bị biến dạng. Chọn trục Ox như hình 6 và 7. 1. Trường hợp bỏ qua mọi ma sát. Kéo vật 1 dọc theo trục lò xo tới vị trí lò xo giãn 5cm, rồi thả nhẹ, vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ 2,5cm và đang tăng. a. Viết phương trình dao động của vật. b. Xác định thời điểm độ lớn lực kéo về bằng 2,5 3N lần thứ 2022 (tính từ lúc t = 0). 2. Trường hợp hệ số ma sát giữa vật 1 và mặt phẳng ngang là =0,2 . Khi vật 1 đang đứng yên ở vị trí O, một vật 2 có khối lượng m= 50g chuyển động thẳng đều theo phương ngang với vận tốc v0 = 2m / s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật 1 (hình 7). Ngay sau va chạm, vật 2 nằm bên trong vật 1 và sau đó cùng dao động dọc theo trục Ox. Lấy g= 10m / s2 . a. Tìm vận tốc của hệ vật ngay sau va chạm. b. Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo. Câu V (2,0 điểm) Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m = 100g, sợi dây nhẹ không giãn, cách điện, có chiều dài =1m , được treo tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. 1. Bỏ qua lực cản môi trường, kích thích cho quả cầu dao động điều hòa với biên độ góc là 0,1rad. a. Xác định chu kỳ dao động và tốc độ cực đại của quả cầu. b. Xác định độ lớn lực căng dây treo ngay khi quả cầu tới vị trí cân bằng. 2. Tích điện q0 cho quả cầu, treo con lắc vào trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E hợp với phương nằm ngang góc =300 như hình 8, thì độ lớn lực điện trường tác dụng vào quả cầu là 0,5N. a. Khi vật ở vị trí cân bằng, tính góc lệch giữa dây treo và phương thẳng đứng. b. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa. Tính chu kỳ dao động của con lắc. Câu VI (1,0 điểm) Cho các dụng cụ sau: - Một nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong. - Một ampe kế có điện trở không đáng kể, một điện trở R0 đã biết giá trị, một biến trở con chạy có điện trở toàn phần lớn hơn R0 , hai công tắc điện K1 và K2 , một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng kể. Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở trong của nguồn điện một chiều. Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn. HẾT Họ và tên thí sinh Số báo danh: Chữ kí cán bộ coi thi số 1: Chữ kí cán bộ coi thi số 2: