SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 02 trang) KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2022 – 2023 Mơn thi: VẬT LÍ – BẢNG A Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu (4,5 điểm) Mắc mạch điện hình Nguồn điện có E = 40 V, r = Ω; Điện trở toàn phần biến trở MN R = 2R = 100 Ω Bỏ qua điện trở ampe kế, dây nối chạy C Con chạy C trung điểm MN Tìm số hai ampe kế A1 A2 Nếu thay ampe kế A1 bóng đèn loại 10 V – W phải dịch chuyển chạy C đến vị trí để đèn sáng bình thường? Cho chạy C biến trở dịch chuyển từ M đến N với tốc độ v = 10 mm/s Gọi I1, I2 số hai ampe kế A1 A2 a Xác định giá trị cực tiểu I1 I2 I1 b Biết chiều dài biến trở d = 10 cm Tính tốc độ biến thiên tỉ số I theo thời gian Câu (3,5 điểm) Một hình trụ dài cách điện gồm hai phần có bán kính R R2 (R1 > R2) quay quanh trục nằm ngang trùng với trục trụ Ban đầu người ta dùng dây dẫn mảnh sơn cách điện quấn N vòng dây sát lên phần trụ lớn có chiều dài l (l >> R1) Viết biểu thức tính độ tự cảm cuộn dây Quấn số vòng dây cho độ tự cảm cuộn dây L = 30 mH Cho dịng điện chạy qua cuộn dây có cường độ tăng từ A đến A khoảng thời gian s Tính độ lớn suất điện động tự cảm xuất cuộn dây Quấn thêm vòng dây dẫn sát lên phần trụ nhỏ, đầu dây nối với đầu cuộn dây trụ lớn đoạn dây dẫn thẳng MN (MN = R1 - R2) cố định trụ, đầu lại treo vật nặng hình Kéo căng đầu dây phần trụ lớn cho trụ quay với tốc độ góc ω từ trường B có phương trùng với trục hình trụ Lập biểu thức tính độ lớn suất điện động cảm ứng cuộn dây Câu (6.0 điểm) Một lắc lò xo nằm ngang gồm lị xo nhẹ có độ cứng k = 40 N/m, đầu gắn vào giá cố định, đầu lại gắn với vật có khối lượng m = 100 g Ban đầu giữ vật cho lò xo bị nén cm truyền cho vật vận tốc 80 cm/s hướng theo chiều dãn lò xo Bỏ qua ma sát, vật dao động điều hòa Chọn trục Ox trùng quỹ đạo vật, O vị trí cân vật, chiều dương theo chiều dãn lò xo, mốc thời gian t = lúc vật qua O lần Viết phương trình dao động vật Tìm thời điểm lần thứ 2022 mà lực lị xo tác dụng lên giá có độ lớn N Khoảng thời gian hai lần liên tiếp vật cách vị trí cân đoạn a Δt cách vị trí cân đoạn b Δt 2.Trong chu kì dao động, thời gian mà tốc độ vật không vượt π a s 20(b - a) cm/s 15 Biết Δt1 = Δt2 Tính tỉ số b Giả sử mặt bàn AC có hai phần: từ giá cố định A đến B phần nhẵn không ma sát, BC phần nhám đủ dài, có hệ số ma sát μ = 0,4 Vật đồng chất, tiết diện có chiều dài dọc theo quỹ đạo d 4cm hình Lấy g = 10 m/s2 Lúc vật bắt đầu chuyển động mép phải cách B đoạn cm Kể từ lúc vật bắt đầu chuyển động đến lúc lò xo dãn cực đại lần thứ tốc độ trung bình vật bao nhiêu? Câu (4,0 điểm) Một sóng có biên độ khơng đổi truyền trục Ox với tốc độ v = 80 cm/s M N hai điểm Ox cách đoạn 17 cm Phần tử sóng M có li độ dao động phụ thuộc vào thời gian theo quy luật mơ tả hình Tìm bước sóng Tính tốc độ dao động phần tử sóng N thời điểm t= s 15 có sóng truyền qua Tính khoảng cách cực đại hai phần tử sóng M N Câu ( 2,0 điểm) Hãy giải thích thực thí nghiệm đo chu kì dao động lắc đơn đồng hồ bấm giây, người ta thường đo khoảng thời gian vật thực nhiều dao động mà không đo khoảng thời gian vật thực dao động? Có hộp kín: hộp chứa điện trở ( R; R), hộp chứa tụ điện (C; C), hộp chứa điện trở tụ điện (R; C) Các linh kiện bọc kín, tách rời linh kiện có đầu Khi dán nhãn cho hộp, sơ suất nên bị nhầm hộp Mở hộp, lấy linh kiện Dùng nguồn điện khơng đổi, bóng đèn dây nối, làm thí nghiệm với linh kiện đế dán lại nhãn cho -HẾT Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Giám thị khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:………………………….Số báo danh: …………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2022 – 2023 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÍ – BẢNG A Câu (4,5 điểm) Ý NỘI DUNG Điểm + Điện trở toàn mạch là: R tm = 80 Ω (1,0 điểm) + Số ampe kế A1 là: + Số ampe kế A2 là: 0,5 I A1 = E 40 = = 0,5 A R tm 80 0,25 I A2 = I A1 0,5 = = 0,25 A 2 0,25 + Điện trở đèn cường độ dòng điện chạy qua đèn lúc đèn sáng bình thường là: (1,5 điểm) 0,5 102 Rđ = = 20 Ω; Iđ = = 0,5 A 10 I = Iđ = + Đặt RMC = x Ta có: + Giải phương trình ta được: E 40 0,5 50.x R tm 5+ + 100 - x 20 50 + x x = -30 Ω ( loại) + Vậy phải dịch chạy C đến vị trí cho thường 3.a (1,5 điểm) x = 75 Ω MN đèn sáng bình 0,5 + Gọi điện trở R MC = x , (với ≤ x ≤ 100 Ω) I x = (I1 - I )R1 I x = (I1 - I ).50 50 x 50 x E = I1 (r + R - x + 50 x ) 40 = I1 (105 - x + 50 x ) + Ta có: + Giải hệ ta được: + Khi x = + Khi 3.b (0,5 điểm) MC = 0,5 x= I1 = 40 50 + x 40 = I1 = 2 -x -x +105 50 + x + 105 50 + x 2000 2000 I = = -x +105 50 + x -x +105.x + 5250 40 = = 0,38 A 105 21 105 = 52,5 Ω I = 0,25 A I1 x 2v.t R =1+ =1+ R = x = v.t MC 50 d ( Với d + Từ (*) ta có: I ) 0,5 (*) 0,5 0,5 0,25 I Δ I = 2v = 0,2 s -1 d + Suy ra: Δt 0,25 Câu (3,5 điểm) Ý NỘI DUNG (0,5 điểm) + Độ tự cảm cuộn dây: (1,5 điểm) (1,5 điểm) L = 4π2 10-7 Điểm N2 R1 l + Cơng thức tính độ lớn suất điện động tự cảm là: 0,5 e tc = L ΔI Δt 1,0 + Thay số kết quả: etc = 0,03 V 0,5 + Xét tiết diện ngang dây nằm trụ lớn trụ nhỏ, vận tốc kéo theo electron tiếp tuyến với mặt trụ nên lực lo ren xơ kéo electron dịch chuyển theo tiết diện ngang tạo điện trường dọc theo tiết diện ngang dây Theo giả thiết tiết diện ngang dây nhỏ, điểm nằm dây dọc theo trục dây có điện Kết vịng dây quấn trụ lớn trụ nhỏ không tạo suất điện động cảm ứng 0,25 + Chỉ có đoạn dây MN nối hai trục lực lo ren xơ kéo electron dọc theo đoạn dây tạo suất điện động cảm ứng 0,25 + Trong thời gian Δt MN quét góc: α = ωΔt; (R 12 R22 ) (R 12 R22 ) t 2 diện tích quét ΔS = ; 0,5 + Độ biến thiên từ thông :ΔΦ = BΔS ΔS B ( R12 R22 ) e= =B t Δt + Độ lớn suất điện động cảm ứng: 0,5 Câu (6,0 điểm) Ý NỘI DUNG + Tần số góc (1,5 điểm) ω= k v2 = 20 rad/s A = x + = 5cm m ω Biên độ dao động: x = π φ= + t = 0, lúc m qua vị trí cân lần đầu tiên: v > Vậy: phương trình dao động vật là: (1,5 điểm) + Khi lực tác dụng lên A + Thời điểm lần 2: t2 = x = 5.cos 20.t - 0,5.π cm N x = ± 2,5 cm Tπ = s 30 π t 2022 = t 505T 50,5 158, 76 s 30 + Thời điểm lần thứ 2022 là: Điểm 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 (1,5 điểm) 0,5 2 + Ta có: a + b = (1) + Khoảng thời gian mà tốc độ vật không vượt 20(b - a) cm (1,5 điểm) v ωA π 2T = 20(b - a) = max = 15 2 0,5 + Suy ra: b - a = 2,5 cm (2) 0,25 a ; 0,127 + Từ (1) (2), ta được: b 0,25 + Lúc vật bắt đầu vào vùng nhám tức mép phải vật B lị xo dãn vật có li độ x = cm vật có vận tốc v0 = ω A - x 02 = 80 cm/s Thời gian quãng đường từ lúc vật bắt đầu chuyển động đến lúc bắt đầu vào vùng nhám t1 2arcsin 20 0, 064s 0,5 ; s1 = cm + Khi vật vào vùng nhám mép phải có tọa độ x ( < x – x ≤ d) lực ma sát mg.(x - x ) Fms = - μ d tác dụng lên vật + Áp dụng định luật Newton giai đoạn ta có : mg.(x - x )μgx kμg μ kx mx // + x kμg d d d m + m d μgx x kμg d + m d X = A1.cosω t1 + φ // // .X = X X + ω1 X μgx kμg 0, cm;ω1 + 10 rad/s kμg m d d + m d 0,25 // kμg + m d x - 0,6 A1.cos 10 t + φ 0,25 X1 =2,4 cm V1 A1 = X1 + = 4,31 cm V1 =80 cm/s ω1 + Lúc bắt đầu vào vùng nhám thì: + Khi vật dừng lại lần đầu mép phải có tọa độ x = 0,6 + 4,31 = 4,91 cm Lúc vật vào vùng nhám đoạn S2 = 4,91 – = 1,91 cm 0,25 2, arccos 4, 31 0, 044s t2 10 + Khoảng thời gian vật đoạn S2 là: Tốc độ trung bình vật từ lúc bắt đầu chuyển động đến lúc lò xo dãn cực đại là: vTB = S1 + S2 = 73,24 cm/s t1 + t 0,25 Câu (4,0 điểm) Ý (1,0 điểm) NỘI DUNG 17T = T = s 15 85 + Từ đồ thị ta có: 12 + Bước sóng: (1,5 điểm) Điểm λ = v.T = 0,5 128 80 = ; 7,53 cm 85 17 + Độ lệch pha M N là: 0,5 2 17 289 33 4 128 64 64 17 0,5 s 15 phần tử M qua VTCB phần tử N có độ lớn li độ + Tại thời điểm 33 u N = A sin 4 ; 3,995 cm 64 0,5 v N =ω A2 u N2 ; 13,35 cm/s 0,5 t= + Tốc độ phần tử N là: (1,5 điểm) + Độ lệch li độ M N có giá trị cực đại là: 33. Δu max = u M - u N max = 2.A.sin ; 5, 79 cm 2.64 + Trường hợp sóng ngang khoảng cách cực đại là: 0,5 d max =Δu max +MN =17,96cm + Trường hợp sóng dọc: d max = Δu max + MN ; 22,79 cm 0,5 0,5 Câu (2,0 điểm) Ý (0,5 điểm) NỘI DUNG Điểm + Nếu đo thời gian dao động khoảng thời gian nhỏ nên sai số phép đo lớn + Nếu đo khoảng thời gian nhiều dao động khoảng thời gian đo lớn nên giảm sai số phép đo 0,5 + Chọn hộp có nhãn ghi RC để làm TN (1,5 điểm) + Nối hai đầu dây linh kiện với nguồn điện bóng đèn để tạo thành mạch kín + TH1: Nếu bóng đèn sáng linh kiện làm thí nghiệm R, chứng tỏ hộp ghi RC chứa điện trở 0,5 0,5 Suy hộp nhãn CC chứa điện trở tụ điện, hộp nhãn RR chứa tụ điện + TH2: Nếu bóng đèn khơng sáng, chứng tỏ linh kiện làm TN tụ điện ( Vì tụ điện khơng cho dòng điện chiều qua), chứng tỏ hộp nhãn RC chứa tụ điện Suy ra, hộp nhãn RR chứa điện trở tụ điện, hộp nhãn CC chứa điện trở Lưu ý: - Nếu học sinh làm theo cách khác cho điểm tối đa - Mỗi lần sai thiếu đơn vị trừ 0,25 điểm Trừ tối đa 0,5 điểm cho 0,5 ... dụng tài liệu Giám thị khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh:………………………….Số báo danh: …………… SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 NĂM HỌC 2022 – 2023 HƯỚNG DẪN CHẤM... ( 2,0 điểm) Hãy giải thích thực thí nghiệm đo chu kì dao động lắc đơn đồng hồ bấm giây, người ta thường đo khoảng thời gian vật thực nhiều dao động mà không đo khoảng thời gian vật thực dao động?... diện ngang dây nằm trụ lớn trụ nhỏ, vận tốc kéo theo electron tiếp tuyến với mặt trụ nên lực lo ren xơ kéo electron dịch chuyển theo tiết diện ngang tạo điện trường dọc theo tiết diện ngang dây