Trường THPT Chuyên Sơn La ĐỀ THI ĐỀ XUẤT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ Năm 2023 Mơn: Vật lí Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi gồm 05 câu, 03trang) Câu I (4 điểm): Tĩnh điện Một tụ điện phẳng với tụ hình vng cạnh a Hai tụ cố định, nằm ngang, đối diện cách đoạn d Một điện mơi đồng có số điện môi , khối lượng M đưa vào bên tụ điện (hình vẽ) Tấm điện mơi trượt khơng ma sát Tụ điện nối vào nguồn chiều có suất điện động E khơng đổi điện trở không đáng kể Một viên đạn nhỏ có khối lượng m , chuyển động theo phương ngang với vận tốc v0 găm vào điện mơi mắc ln Bỏ qua hiệu ứng bờ tụ điện Tìm giá trị tối thiểu v0 để viên đạn đánh bật điện mơi khỏi tụ điện Tìm thời gian để điện môi khỏi tụ điện ứng với v0 có giá trị tối thiểu Câu II (5,0 điểm): Từ trường, cảm ứng điện từ Thanh kim loại OA khối lượng m, chiều dài a quay tự quanh trục thẳng đứng Oz Đầu A tựa vòng kim loại tròn, tâm O, bán kính a đặt cố định nằm ngang Đầu O điểm vòng kim loại nối với điện trở R, tụ điện C, khóa K nguồn điện E tạo thành mạch điện hình vẽ Hệ thống đặt từ trường đều, khơng đổi có cảm ứng từ B hướng lên Điện trở OA vòng dây, điện trở khóa K dây nối, điện trở điểm tiếp xúc nguồn E nhỏ không đáng kể so với điện trở R Bỏ qua tượng tự cảm, ma sát lực cản khơng khí Ban đầu K mở, tụ C chưa tích điện OA nằm yên Tại t = 0, đóng khóa K: Thiết lập hệ thức liên hệ vận tốc góc ω OA điện tích q tụ điện sau đóng khóa K Giả sử nguồn E có suất điện động E = const a) Tìm biểu thức ω q theo t b) Tính ω q sau thời gian t đủ lớn Khi hiệu điện hai tụ có E khơng? Tìm nhiệt lượng tổng cộng tỏa điện trở R Giả sử E nguồn xoay chiều có hiệu điện e E cos t a) Tìm biểu thức cường độ dòng điện mạch vận tốc góc ω theo t b) Tính cường độ dịng điện mạch vận tốc góc ω sau thời gian đủ lớn Câu III (4,0 điểm): Quang hình Một thủy tinh có chiết suất n = 1,5 đặt khơng khí có chiết suất 1, tiết diện hình thang cân, hai đáy dài a 2a, hai mặt bên mạ bạc tạo với góc nhỏ = 6o hình 3.1 Xét truyền tia sáng tiết diện ngang a A a Hình 3.1 Hình 3.2 S Hình 3.3 Chiếu hai tia sáng tới vng góc với đáy lớn, đến gặp hai mặt bên hình 3.2 Xác định góc hợp hai tia sáng ló khỏi Một tia sáng chiếu đến đáy lớn điểm A với góc tới hình 3.3 Hỏi cần thỏa mãn điều kiện để tia sáng đến đáy bé? Chiếu tia sáng trường hợp câu b với = 45o Tính tổng chiều dài tia sáng thủy tinh với a = cm Câu IV (4 điểm): Dao động Một phẳng, đồng chất hình trịn bị kht phần có góc tâm 2 / Cho khối lượng m, bán kính R Tấm gắn với trục quay cố định nằm ngang qua O (hình vẽ) Bỏ qua ma sát trục quay Xác định vị trí khối tâm Khi vị trí cân điểm B (giao điểm đường thẳng đứng qua trục quay khối O tâm G với mép nhận vận tốc v0 theo phương ngang Tìm vận tốc góc gia tốc góc theo góc (tạo OG phương thẳng đứng) Trên đường OG qua khối tâm, người ta gắn thêm vật nhỏ khối lượng m1 m / , cách O đoạn x Cho hệ dao động nhỏ quanh trục qua O Tìm x để chu kỳ dao động hệ nhỏ Câu V (3 điểm): Phương án thực hành Để xác định chiều dài vật mà ta khơng thể đo trực tiếp có nhiều cách khác Trong toán ta xác định chiều dài dây tóc bóng đèn sợi đốt tiêu cự thấu kính hội tụ thơng qua phép đo quang học Cho dụng cụ sau: + Một thấu kính hội tụ mỏng, hai mặt cầu có bán kính (chưa biết tiêu cự, chiết suất chất làm thấu kính bán kính cong thấu kính); + Một bóng đèn sợi đốt che phủ kính lọc sắc màu đỏ có dây tóc dạng hình trụ cần xác định chiều dài h Vị trí dây tóc cố định đèn ta xác định trực tiếp từ bên ngoài; + 01 chắn; + 01 nguồn điện chiều ổn định, 01 biến trở; + Thước đo chiều dài, thước kẹp; + Dây nối, khoá K, giá đỡ cần thiết; Trình bày sở lí thuyết xác định chiều dài h dây tóc bóng đèn tiêu cự thấu kính Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, bước tiến hành, bảng biểu cần thiết, cách xử lí số liệu để xác định độ dài dây tóc bóng đèn tiêu cự thấu kính