Đề hsg Vật Lý 12 bảng A tỉnh Quảng Ninh 2021

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TỈNH QUẢNG NINH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH THPT NĂM 2021
Mơn thi: VẬT LÍ - Bảng A
Ngày thi: 21/12/2021
Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề
(Đề thi này có 02 trang)

Câu 1 (3,0 điểm)
m
A
E
hA

hE
B

D

C

Hình 1
Một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g được thả không vận tốc đầu từ điểm A trên mặt phẳng
nghiêng nhẵn có độ cao hA = 50 cm so với mặt sàn nằm ngang như Hình 1. Mặt phẳng nghiêng cố
định. Gọi B là chân mặt phẳng nghiêng. Biết AB = 100 cm. Lấy g = 10 m/s2.
1. Xác định tốc độ của vật ngay khi vật qua điểm B và thời gian vật trượt trên đoạn AB.
2. Sau khi vật trượt qua B thì tiếp tục trượt trên sàn ngang đoạn BD rồi trượt lên mặt nêm .
Ban đầu nêm
đang đứng yên. Biết nêm

có khối lượng M = 300 g và đỉnh E cao hE = 40 cm.
Coi mặt sàn ngang nhẵn và đủ rộng. Bỏ qua mọi ma sát, lực cản và mất mát năng lượng do va chạm.
a) Hãy chứng tỏ rằng vật không lên đến đỉnh E của nêm .
b) Tính tốc độ của vật, tốc độ của nêm
ngay khi vật trở lại mặt sàn ngang.
Câu 2 (3,5 điểm)
Một vật sáng nhỏ AB cao 1cm đặt vng góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A nằm
trên trục chính). Thấu kính có tiêu cự 20 cm.
1. Vật AB cách thấu kính 30 cm. Xác định vị trí và chiều cao ảnh của AB qua thấu kính. Vẽ ảnh.
2. Xác định vị trí của AB để ảnh của nó qua thấu kính cao 5 cm.
3. Giữ AB cố định, ban đầu vật cách thấu kính 25 cm cho ảnh A1B1. Cho thấu kính tịnh tiến dọc
theo trục chính, ra xa AB với tốc độ khơng đổi bằng 3 cm/s, sau thời gian t thì ảnh của AB là
A2B2. Biết vị trí ảnh A2B2 trùng với vị trí ảnh A1B1. Tìm thời gian t .
Câu 3 (4,0 điểm)
Một con lắc lò xo dao động theo phương nằm ngang, gồm lị xo nhẹ có độ cứng k = 50 N/m và
quả cầu nhỏ có khối lượng m = 200 g, mang điện tích q = +5 C khơng đổi trong q trình dao
động. Một đầu lị xo gắn cố định tại điểm Q. Bỏ qua mọi ma sát, lấy  2  10 . Tại thời điểm ban đầu,
quả cầu có li độ x0 = 2 cm và đang chuyển động với tốc độ 10 3 cm/s hướng ra xa điểm Q. Chọn
trục Ox như Hình 2, gốc tọa độ O trùng với vị trí cân bằng của quả cầu.
1. Viết phương trình dao động của quả cầu.
m
k
2. Tìm thời điểm quả cầu đi qua vị trí cân bằng
Q
lần thứ 5.
(+)
64
3. Tại thời điểm t1 =
s thì bật điện trường
15

x
Hình 2
O
đều có véctơ cường độ điện trường phương ngang,
7
theo chiều dương của trục Ox và độ lớn E = 105 V/m. Đến thời điểm t2 = t1+ s thì ngắt điện
30
trường. Tính tốc độ cực đại của quả cầu sau khi ngắt điện trường.
1


Câu 4 (3,5 điểm)
Tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng cách nhau 12 cm có hai nguồn phát sóng kết hợp
u A  uB  2cos(40 t )mm dao động theo phương vng góc với mặt chất lỏng. Xét điểm M trên mặt
chất lỏng cách A và B lần lượt là 9 cm và 17 cm. Coi biên độ sóng khơng đổi, tốc độ truyền sóng
trên mặt chất lỏng là v = 32 cm/s.
1. Tìm bước sóng và viết phương trình sóng tổng hợp tại điểm M.
2. Xác định số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn MB.
3. Gọi C, D là hai điểm trên mặt chất lỏng sao cho ABCD là hình thang cân (AB//CD), CD = 8 cm.
Trên đoạn CD có 8 điểm khơng dao động và hình thang cân ABCD có diện tích SABCD lớn nhất.
Xác định SABCD.
Câu 5 (4,5 điểm)
1. Đoạn mạch AB như Hình 3. Biết R  20 3() , cuộn thuần cảm có L 

0,5




( H ) , tụ điện C có

điện dung thay đổi được. Đặt vào hai đầu A, B điện áp u AB  40 2 cos(100 t  )(V ) .
4
R C
L
A
B
M
Hình 3

103
( F ) . Viết biểu thức cường độ dòng điện chạy trong đoạn
3
mạch AB và tính cơng suất tiêu thụ điện trên đoạn mạch AB.
5
b) Điều chỉnh điện dung C  C2 thì điện áp uMB lệch pha
so với điện áp uAM. Tìm C2 .
6
c) Điều chỉnh điện dung C  C3 thì điện áp hiệu dụng trên đoạn AM đạt giá trị cực đại. Tìm C3
và điện áp hiệu dụng cực đại đó.
2. Đoạn mạch PQ thứ tự gồm điện trở thuần R, tụ điện C và cuộn thuần cảm L mắc nối tiếp (R và
a) Điều chỉnh điện dung C  C1 

C không đổi, L thay đổi được). Đặt vào hai đầu P, Q điện áp uPQ  160 2 cos(100 t   )(V )







). Khi L = L1 thì điện áp giữa hai đầu cuộn cảm là uL  200 2 cos(100 t  )(V ) . Khi
2
4
2
L = L2 thì điện áp giữa hai đầu đoạn mạch chứa điện trở thuần R và tụ điện C là
(

 

uRC  200 2 cos(100 t )(V ) . Xác định  .

Câu 6 (1,5 điểm)
Cho mạch điện như Hình 4. R0 là điện trở bảo vệ mạch. Bỏ qua
điện trở dây nối và khóa K, ampe kế A có điện trở rất nhỏ, vơn kế
V có điện trở rất lớn. Đóng khóa K và điều chỉnh biến trở R thấy:
Khi R = R1 thì ampe kế và vôn kế chỉ lần lượt là 0,1 (A); 3,0 (V).
Khi R = R2 thì ampe kế và vơn kế chỉ lần lượt là 0,3 (A); 2,6 (V).
Xác định suất điện động E và điện trở trong r của nguồn điện.

R0

R
V

A
E,r

K

Hình 4

-------------Hết------------(Thí sinh khơng được sử dụng tài liệu, cán bộ coi thi khơng giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh :................................................................................Số báo danh :.....................................
Chữ kí của cán bộ coi thi 1 :............................................. Chữ kí của cán bộ coi thi 2 :.................................
2