Vat li 11 de de xuất trại hè 2023

TRƯỜNG THPT CHUYÊN SƠNLA Đề thi có 03 trang KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC NĂM 2023 Môn thi: VẬT LÍ Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gia

TRƯỜNG THPT CHUYÊN SƠN

LA

(Đề thi có 03 trang)

KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN TRUNG DU MIỀN NÚI PHÍA BẮC NĂM 2023

Môn thi: VẬT LÍ

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

Câu I (3,0 điểm)

Điện tích q được phân bố đều trên một vòng dây

mảnh, tròn có bán kính R được đặt nằm ngang trong

không khí (hình vẽ 1) Lấy trục OZ thẳng đứng trùng với

trục của vòng dây Gốc O tại tâm vòng

1 Tính điện thế V và cường độ điện trường E tại điểm

M nằm trên trục Oz với OM = z Nhận xét kết quả tìm

được khi zR

2 Xét một hạt mang điện tích đúng bằng điện tích q

của vòng và có khối lượng m Ta chỉ nghiên cứu chuyển

động của hạt dọc theo trục OZ

a) Từ độ cao h so với vòng dây, người ta truyền cho hạt vận tốc v 0

hướng về phía vòng Tìm điều kiện của v0 để hạt có thể vượt qua

vòng dây Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực

b) Xét có ảnh hưởng của trọng lực, chọn khối lượng m thỏa mãn

điều kiện

2 2 0

2 2

4

q mg

R





Chứng tỏ rằng trên trục OZ tồn tại vị trí cân bằng ứng vớiz R Cân bằng đó là bền hay không bền

Câu II (4,0 điểm)

Hai điốt không lí tưởng giống nhau có đường đặc trưng Vôn-Ampe

như hình 3 được mắc vào mạch điện như hình 4 Cho biết R = 16, r

= 4, nguồn điện lý tưởng có suất điện động là E = 4V, điện dung

của tụ là C = 100F Các tham số trên đường đặc trưng Vôn-Ampe

của điốt: U0 = 1V, I0 = 50mA

1 Đóng khoá K, hỏi tụ điện nạp đến hiệu điện thế bằng bao nhiêu.

m, q 0

Z

ĐỀ ĐỀ XUẤT

2 Sau khi

nạp cho tụ, mở

khoá K Tính

nhiệt lượng toả

ra trên R và

trên mỗi điốt

Câu III (4,0 điểm)

Chiếu một tia sáng đơn sắc tới mặt AB của bản mặt song song có

bề dầy b =1m dưới một góc  như hình vẽ Chiết suất của bản đối

tới tia sáng đơn sắc này biến đổi theo qui luật   b

y n

n y  0 1

với n0 = 1, 2

2 

1 Xác định điều kiện của  để

tia sáng không xuyên qua được bản

mặt song song

2 Chiếu tia sáng đơn sắc SI

(chiết suất của bản mặt song song

đối với tia sáng đơn sắc này biến

đổi theo qui luật trên) vuông góc với mặt giới hạn tại O có chiết suất n0 = 1, sau đó ló ra ở mặt AB với góc  như hình vẽ

- Xác định góc lệch của tia sáng so với phương ban đầu

- Xác định phương trình đường cong tia sáng truyền trong bản

Câu IV (3,0 điểm)

Một êlectron đang chuyển động với vận tốc v0=

6.107m/s thì bay vào một miền có từ trường đều,

phương vuông góc với các đường sức từ Vectơ

vận tốc v0nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có

chiều hướng từ trái sang phải (Hình vẽ) Cho biết

Hình 1

v0

B

d

B 0,005T , me 9,1.10 kg31

 , điện tích của êlectron bằng1,6.10 C19 Bỏ qua trọng lượng của êlectron

1 Cần phải đặt một điện trường E có hướng và độ lớn thế nào trong miền từ trường để êlectron chuyển động thẳng đều trong miền đó?

2 Không đặt điện trường như đã nêu ở câu trên

a) Hãy tính bán kính quỹ đạo chuyển động của êlectron khi

chuyển động trong không gian có từ trường

b) Miền từ trường nói trên được giới hạn giữa hai đường thẳng

song song, cách nhau một khoảng d = 5,91cm Tính thời gian chuyển động của êlectron trong từ trường

Câu V (3,0 điểm)

Một thanh cứng AB đồng chất dài ℓ, khối lượng

M có thể quay không ma sát trong mặt phẳng

thẳng đứng quanh một trục nằm ngang cố định

xuyên qua A (hình vẽ), ban đầu thanh ở vị trí

cân bằng Một chất điểm khối lượng m chuyển động thẳng đều theo phương nằm ngang với vận tốc v tới va chạm vào đầu B của thanh, gắn chặt vào đó và chuyển động cùng với thanh Cho gia tốc rơi tự

do là g, bỏ qua lực cản không khí

1 Biết sau va chạm thanh dao động với biên độ góc nhỏ Chứng tỏ

rằng dao động của thanh là điều hòa Tìm góc lệch cực đại của thanh

so với phương thẳng đứng

2 Tìm giá trị tối thiểu vận tốc v của chất điểm m trước khi va

chạm để thanh có thể quay tròn quanh A

Câu VI (3,0 điểm)

Một số kim loại có khả năng chắn từ trường xâm nhập vào bên trong nó Khi đặt tấm kim loại vuông góc với đường sức từ thì cảm ứng từ tại một điểm trong kim loại, cách bề mặt của kim loại một khoảng d được tính bằng biểu thức: B B e0  d,

 trong đó B0 là cảm ứng

từ tại bề mặt của tấm kim loại,  là hệ số suy giảm từ trường Thí nghiệm nhằm xác định hệ số suy giảm từ trường  của một tấm nhôm có bề dày a đã biết

* Cho các dụng cụ:

+ Một máy biến áp có thể điều chỉnh để lấy điện áp ra biến thiên liên tục từ 0 đến 50 V và một nguồn điện xoay chiều có tần số 50 Hz + Một cuộn dây được quấn trên lõi ferit để tạo ra từ trường

+ Một cuộn dây có N vòng, diện tích mỗi vòng là S

+ Một dao động kí điện tử (hoặc đồng hồ vạn năng)

+ Các phụ kiện: Điện trở bảo vệ, dây nối

* Yêu cầu:

1 Vẽ và mô tả sơ đồ đo.

2 Nêu phương pháp đo, tính toán và xây dựng các biểu thức

cần thiết

3 Lập bảng và vẽ đồ thị