Đề thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Lớp 12 - Năm học 2022-2023 môn Vật lý - Sở Giáo dục và đào tạo Nghệ An

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

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NGHỆ AN NĂM HỌC 2022 – 2023 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: VẬT LÍ – BẢNG A (Đề thi gồm 02 trang) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4,5 điểm). Mắc mạch điện như hình 1. Nguồn điện có E = 40 V, r = 5 Ω; Điện trở toàn phần của biến trở MN là R = 2R1 = 100 Ω. Bỏ qua điện trở của ampe kế, dây nối và con chạy C. 1. Con chạy C ở trung điểm MN. Tìm số chỉ hai ampe kế A1 và A2. 2. Nếu thay ampe kế A1 bằng bóng đèn loại 10 V – 5 W thì phải dịch chuyển con chạy C đến vị trí nào để đèn sáng bình thường? 3. Cho con chạy C của biến trở dịch chuyển từ M đến N với tốc độ v = 10 mm/s. Gọi I1, I2 lần lượt là số chỉ của hai ampe kế A1 và A2 a. Xác định các giá trị cực tiểu của I1 và I2. I b. Biết chiều dài biến trở là d = 10 cm. Tính tốc độ biến thiên của tỉ số 1 theo thời gian. I2 Câu 2 (3,5 điểm). Một hình trụ dài cách điện gồm hai phần có bán kính R1 và R2 (R1 > R2) có thể quay quanh một trục nằm ngang trùng với trục của trụ. Ban đầu người ta dùng dây dẫn mảnh sơn cách điện quấn N vòng dây sát nhau lên phần trụ lớn có chiều dài l (l >> R1). 1. Viết biểu thức tính độ tự cảm của cuộn dây. 2. Quấn số vòng dây sao cho độ tự cảm của cuộn dây là L = 30 mH. Cho dòng điện chạy qua cuộn dây có cường độ tăng đều từ 1 A đến 3 A trong khoảng thời gian 2 s. Tính độ lớn suất điện động tự cảm xuất hiện trên cuộn dây. 3. Quấn thêm các vòng dây dẫn sát nhau lên phần trụ nhỏ, một đầu dây nối với đầu cuộn dây trụ lớn bằng đoạn dây dẫn thẳng MN (MN = R1 - R2) cố định trên trụ, đầu còn lại treo vật nặng như hình 2. Kéo căng đầu dây trên phần trụ lớn sao cho trụ quay đều với tốc độ góc ω trong từ trường đều B có phương trùng với trục hình trụ. Lập biểu thức tính độ lớn suất điện động cảm ứng trên cuộn dây. Câu 3 (6.0 điểm). Một con lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 40 N/m, một đầu gắn vào giá cố định, đầu còn lại gắn với vật có khối lượng m = 100 g. Ban đầu giữ vật sao cho lò xo bị nén 3 cm rồi truyền cho vật vận tốc 80 cm/s hướng theo chiều dãn của lò xo. Bỏ qua ma sát, vật dao động điều hòa. Chọn trục Ox trùng quỹ đạo của vật, O là vị trí cân bằng của vật, chiều dương theo chiều dãn của lò xo, mốc thời gian t = 0 lúc vật qua O lần đầu tiên. 1. Viết phương trình dao động của vật. 2. Tìm thời điểm lần thứ 2022 mà lực do lò xo tác dụng lên giá có độ lớn bằng 3 N. 3. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật cách vị trí cân bằng một đoạn a là Δt1 và cách vị trí cân bằng một đoạn b là Δt2.Trong một chu kì dao động, thời gian mà tốc độ của vật không vượt quá π a 20(b - a) cm/s là s. Biết Δt1 = Δt2. Tính tỉ số . 15 b 4. Giả sử mặt bàn AC có hai phần: từ giá cố định A đến B là phần nhẵn không ma sát, BC là phần nhám đủ dài, có hệ số ma sát μ = 0,4. Vật đồng chất, tiết diện đều và có chiều dài dọc theo quỹ đạo là d= 4cm như hình 3. Lấy g = 10 m/s2. Lúc vật bắt đầu chuyển động thì mép phải của nó cách B một đoạn 6 cm. Kể từ lúc vật bắt đầu chuyển động đến lúc lò xo dãn cực đại lần thứ nhất thì tốc độ trung bình của vật bằng bao nhiêu?
2. Câu 4 (4,0 điểm). Một sóng cơ có biên độ không đổi truyền trên trục Ox với tốc độ v = 80 cm/s. M và N là hai điểm trên Ox cách nhau một đoạn 17 cm. Phần tử sóng tại M có li độ dao động phụ thuộc vào thời gian theo quy luật được mô tả như hình 4 1. Tìm bước sóng. 2. Tính tốc độ dao động của phần tử sóng tại N ở thời điểm 2 t = s khi có sóng truyền qua. 15 3. Tính khoảng cách cực đại giữa hai phần tử sóng tại M và N. Câu 5 ( 2,0 điểm). 1. Hãy giải thích vì sao khi thực hiện thí nghiệm đo chu kì dao động của con lắc đơn bằng đồng hồ bấm giây, người ta thường đo khoảng thời gian vật thực hiện nhiều dao động mà không đo khoảng thời gian vật thực hiện một dao động? 2. Có 3 hộp kín: hộp 1 chứa 2 điện trở thuần ( R; R), hộp 2 chứa 2 tụ điện (C; C), hộp 3 chứa 1 điện trở thuần và 1 tụ điện (R; C). Các linh kiện được bọc kín, tách rời nhau và mỗi linh kiện có 2 đầu ra. Khi dán nhãn cho các hộp, do sơ suất nên bị nhầm cả 3 hộp. Mở 1 trong 3 hộp, lấy 1 linh kiện bất kì. Dùng 1 nguồn điện không đổi, 1 bóng đèn và các dây nối, làm thí nghiệm với linh kiện đó đế dán lại nhãn cho đúng. HẾT Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: .Số báo danh: .