Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí lớp 12 năm 2023-2024 có đáp án - Sở GD&ĐT Hải Dương

Để hệ thống lại kiến thức cũ, trang bị thêm kiến thức mới, rèn luyện kỹ năng giải đề nhanh và chính xác cũng như thêm tự tin hơn khi bước vào kì kiểm tra sắp đến, mời các bạn học sinh cùng tham khảo "Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí lớp 12 năm 2023-2024 có đáp án - Sở GD&ĐT Hải Dương" làm tài liệu để ôn tập. Chúc các bạn làm bài kiểm tra tốt!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí lớp 12 năm 2023-2024 có đáp án - Sở GD&ĐT Hải Dương SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HẢI DƯƠNG LỚP 12 THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC 2023 - 2024 Môn thi: VẬT LÍ ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 25/10/2023 (Thời gian làm bài: 180 phút, không tính thời gian phát đề) (Đề thi gồm 06 câu,02 trang)Câu 1 (2,0 điểm): Trên một mặt bàn nhẵn nằm ngang đặt hai conlắc lò xo A và B theo phương vuông góc với nhau tại điểm cố địnhI (hình 1). Con lắc A gồm lò xo có chiều dài tự nhiên l01 = 30 cm, Nđộ cứng k1 = 100( ) gắn với vật nặng m1 = 100 g. Con lắc B gồm m Nlò xo có chiều dài tự nhiên l02 = 25 cm, độ cứng k2 = 50( ) gắn mvới vật nặng m2 = 200 g. Ban đầu cả hai vật nằm cân bằng. Chọncác trục tọa độ O1x1, O2x2 trùng với các trục của lò xo, gốc tọa độtại vị trí cân bằng của các vật, chiều dương như hình vẽ. Lấy π2 =10. 1. Tại thời điểm t = 0, đưa cả hai vật ra khỏi cân bằng của nó đến vị trí mà các lò xo bị dãn mộtđoạn 6 cm rồi buông nhẹ để các vật dao động điều hòa. Viết phương trình dao động của mỗi vật. 1 2. Tính khoảng cách giữa hai vật m1 và m2 tại thời điểm t = (s). 30 3. Tìm thời điểm đầu tiên lực tác dụng lên điểm cố định I đạt giá trị nhỏ nhất. Tính giá trị nhỏ nhất đó.Câu 2 (2,0 điểm): Một sợi dây mảnh, nhẹ, không dãn có chiều dài l = 2m đầu trên cố định, đầu dướitreo quả nặng tạo thành con lắc đơn. Kích thích cho con lắc dao động điều hòa. Lấy g = 10 m/s2 ; π2 =10. 1. Tính chu kỳ dao động của con lắc. 2. Nếu cắt sợi dây l trên thành hai đoạn có chiều dài l1 và l2 rồi gắn các quả nặng để tạo thành haicon lắc đơn. Ban đầu cả hai con lắc đều ở cân bằng, người ta đồng thời truyền cho hai vật các vận tốcđầu theo phương ngang để cả hai con lắc dao động điều hòa trong cùng mặt phẳng thẳng đứng. Khi conlắc chiều dài l1 có góc lệch cực đại lần thứ ba thì con lắc chiềudài l2 có góc lệch cực đại lần thứ hai. Tính l1 và l2. 3. Nếu cắt sợi dây l trên thành hai đoạn có chiều dài l3 và l4 (l3< l4 ) rồi gắn các quả nặng để tạo thành hai con lắc đơn. Kích thíchcho hai con lắc dao động điều hòa. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộccủa li độ góc của hai con lắc theo thời gian như hình vẽ (hình 2).Tính tốc độ của con lắc chiều dài l4 tại thời điểm t = 0,6s.Câu 3 (1,5 điểm): Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 30cm. Mộtđiểm sáng S ban đầu nằm trên trục chính cách thấu kính 60cm. 1. Hãy xác định vị trí và tính chất của ảnh cho bởi thấu kính. 2. Giữ thấu kính cố định. Tại thời điểm t = 0, cho S di chuyển thẳng đều về phía thấu kính theophương hợp với trục chính một góc α = 600 với vận tốc v = 5 cm/s. a. Tính độ dịch chuyển của ảnh sau thời gian 4s kể từ lúc S bắt đầu di chuyển. b. Tính vận tốc của ảnh tại thời điểm t = 2s.Câu 4 (2,0 điểm): 1. Hai thanh ray làm bằng kim loại ab, cd giống nhau có điện trở không đáng kể đặt trên mặt phẳngnằm ngang. Hai thanh kim loại giống nhau MN và PQ có cùng điện trở r = 0,2 Ω, cùng khối lượngm = 200g, dài l = 30cm đặt trên hai thanh ray, vuông góc với thanh ray và luôn tiếp xúc với hai thanh ray. Thanh MN nằm trong vùng từ trường đều B1 ( B1 = 0,8T ) hướng thẳng đứng xuống dưới. Thanh 1 PQ nằm trong vùng từ trường đều B2 ( B2 = 0, 2T ) hướng thẳngđứng xuống dưới. Biết R = 0,8 Ω; hệ số ma sát ma sát của hai thanhkim loại MN và PQ với hai thanh ray đều là μ = 0,1. Đồng thời tác dụng lên thanh MN lực không đổi F1 , tác dụng lên thanh PQ lực không đổi F2 đều theo phương song song với hai thanh ray như hìnhvẽ (hình 3). Khi ổn định, thanh MN đạt vận tốc v1 = 4(m/ s) ,thanh PQ đạt vận tốc v2 = 2(m/ s) . Lấy g = 10 m/s2. Tính: a. Cường độ dòng điện trong mạch. b. Độ lớn lực F1 và F2. 2. Một khung dây dẫn kín hình vuông có điện trở không đángkể được đặt trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang (mặt khung tiếp xúcvới mặt ngang). Khung dây có khối lượng m, chiều dài cạnh là a,độ tự cảm của khung là L. Hệ nằm trong một từ trường không đều,có đường sức hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn cảm ứngtừ thay đổi theo quy luật B = B0(1 + kx) với B0 và k là các hằng sốdương (hình 4). Lúc đầu khung dây nằm yên và trong khung không có dòng điện. Tại t = 0, truyền cho khung vận tốc đầu v0 hướng dọc theo trục Ox để khung chuyểnđộng theo phương trục Ox. Giả thiết khung dây không bị biến dạng. Tìm thời gian ngắn nhất kể từ lúckhung bắt đầu chuyển động đến khi khung có vận tốc tức thời bằng không.Câu 5 (1,5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ (hình 5)Nguồn điện (ξ1) có suất điện động ξ1 = 20V và điện trởtrong r1 2(Ω) . Nguồn điện (ξ2) có suất điện động ξ2 và =điện trở trong không đáng kể. Nguồn điện (ξ) có suất điệnđộng ξ = 6V và điện trở trong không đáng kể. Điện trở R0= 4 Ω, R là một biến trở, tụ điện có điện dung C = 1 μF.Bỏ qua điện trở các dây nối và khóa K. 1. Khi ξ2 = 10 V, R = 2 Ω và đóng khóa K ở vị trí chốt (1). a. Tính cường độ dòng điện qua các nguồn (ξ1), (ξ2) và qua điện trở R0. b. Tính điện tích của tụ điện. c. Chuyển khóa K từ chốt (1) sang chốt (2), tính nhiệt lượng tỏa ra trên nguồn (ξ) kh ...