Đề thi học sinh giỏi cấp trường môn Vật Lí Trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi Tỉnh Hải Dương năm 2021 - 2022

SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN

NGUYỄN TRÃI

ĐỀ

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG.

NĂM HỌC 2021 – 2022

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

(Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu)

Câu 1 (5,0 điểm):

Cho mạch điện như hình vẽ 1. Nguồn điện có suất điện động E = 6,9V, điện trở trong của nguồn r = 1, R1 = R2 = R3 = 2, biến trở R. Ampe kế và Vôn kế lí tưởng, bỏ qua điện trở các dây nối và khóa K. 1. Khóa K1, K2 đều mở. Tìm số chỉ vôn kế? 2. Khóa K1 mở, K2 đóng, điều chỉnh chậm biến trở R, khi R = R0 thì vôn kế chỉ giá trị ổn định là 5,4V. Tìm R0 và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D khi đó. 3. Khóa K1, K2 đều đóng. Với giá trị R = R0 (đã tìm được ở phần 2), tìm số chỉ của ampe kế? 4. Thay biến trở R bằng một điện trở không tuyến tính X (gọi tắt là phần tử X) và mắc lại mạch điện như hình vẽ 2. Biết cường độ dòng điện IX qua phần tử X phụ thuộc vào hiệu điện thế UX giữa hai đầu phần tử X theo công thức 2 X X I 0,25U  . Khi mạch ổn định, tìm công suất tỏa nhiệt trên X. Câu 2 (4,0 điểm):

Một điểm sáng S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ L tiêu cự 9cm, cho ảnh thật S1 xa thấu kính hơn S. Biết S1 cách S một đoạn 37,5cm. 1. Xác định khoảng cách từ S đến thấu kính. 2. Dịch chuyển thấu kính lại gần S một đoạn 3cm (S vẫn nằm trên trục chính của thấu kính), cho ảnh S2. Xác định khoảng cách S1S2. 3. Ở phần này, ta xét trường hợp điểm sáng S chuyển động từ rất xa, với tốc độ 3 cm/s hướng về phía thấu kính hội tụ L, trên quỹ đạo là đường thẳng tạo góc 100 đối với trục chính của thấu kính. Quỹ đạo của điểm sáng S cắt trục chính tại một điểm cách thấu kính một đoạn bằng 18cm ở phía trước thấu kính. Tính độ lớn vận tốc tương đối nhỏ nhất giữa điểm sáng và ảnh thật của nó. Câu 3 (5,0 điểm):

Trong mặt phẳng ngang có một hệ như hình 3. Nguồn điện không đổi có suất điện động E (điện trở trong của nguồn coi bằng không), tụ điện có điện dung C, điện trở có giá trị R0. Hai thanh ray kim loại nằm ngang đủ dài, cách nhau đoạn L và được giữ cố định. Một thanh dẫn MN chiều dài L, khối lượng m và điện trở R, có hai đầu tựa lên hai thanh ray và vuông góc với hai thanh ray. Cả hệ thống được đặt trong từ trường đều có đường sức từ hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn cảm ứng từ là B.

Bỏ qua điện trở của các khóa K1 , K2 , các dây nối, hai thanh ray, chỗ tiếp xúc và bỏ qua mọi ma sát. Bỏ qua bề rộng của các thanh ray và thanh MN.

Ban đầu các khóa K1 , K2 ở vị trí như hình vẽ (K2 mở, còn K1 chưa được đóng vào chốt 1, 2), tụ điện chưa tích điện. Thanh MN đứng yên.

ĐỀ CHÍNH THỨC

R3 R1

A

V

E,r

R2

B A

K1

K2

C

D

R

Hình 1

R3 R1

E,r

R2

B A

C

D

X

Hình 2

Hình 3

E K1

R0

C

1 2

L B 

M

N

K2

Trong các câu hỏi dưới đây luôn tựa lên hai thanh ray và MN 1. Đóng khóa K2. Thanh MN chu

định gh v theo E, L, B. 2. Đóng khóa K1 vào chốt 1, khi đạt giá trị lớn nhất bằng q0. a. Xác định q0 theo E, C. b. Chuyển nhanh khóa K1 sang c thì đạt tốc độ lớn nhất là 0 v . Xác Câu 4 (2,0 điểm):

Một khối cầu có bán kính khối lượng m, mang điện tích ( hưởng đến sự phân bố điện tích c lực. Truyền cho hạt một vận tốc b 1. Xác định lực tĩnh điện tác (với 0  r  R). 2. Giá trị tối thiểu v0min bằng bao 3. Trong trường hợp ứng với giá bề mặt khối cầu. Câu 5 (2,0 điểm): Một động cơ nhiệt với tá trình biến đổi được biểu diễn trên - Quá trình 1-2 là một đoạn thẳng - Quá trình 2-3 là một đoạn thẳn tọa độ. - Quá trình 3-1 là một đoạn thẳ ngang.

Các giá trị 0 0 p ,V , n, hằn 1. Xác định nhiệt độ, áp suất c

0 0 p ,V ,n,R ) 2. Xác định công của chất khí tr

0 0 p ,V ). 3. Xác định nhiệt độ lớn nhất của trình (theo 0 0 p ,V ,n,R ). Câu 6 (2,0 điểm):

Trên một mặt phẳng ngh nêm có góc nêm là , khối lượn chất khối lượng m2, tâm O, bán trong hệ được giữ đứng yên. Thả khảo sát các quá trình khi nêm cò

Biết quả cầu lăn không không ma sát trên mặt phẳng ngh

Với

0

1 2 60 ,m m  

cầu đối với trục quay đi qua khố

gia tốc trọng trường là g 10m / 

--------

- Th

-

y, coi rằng trong quá trình thanh MN chuyển N …