Đề thi chọn học sinh giỏi THPT cấp tỉnh môn Vật lí - Năm học 2018-2019 - Sở GD&ĐT Ninh Bình (Đề 2) (Có đáp án)

SỞ GD&ĐT NINH BÌNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2018 - 2019
MÔN: VẬT LÝ
Ngày thi: 12/9/2018
(Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề)
Đề thi gồm 05 câu, trong 02 trang
R
 w0
v0
Hình 1
 M
m
Câu 1 (4 điểm). 
Một con gián khối lượng m bò ngược chiều kim đồng hồ theo mép một cái đĩa tròn nằm ngang, có trục quay thẳng đứng đi qua tâm như hình 1. Khi con gián chuyển động với tốc độ v0 không đổi so với đĩa thì đĩa quay cùng chiều kim đồng hồ với tốc độ góc w0 (không đổi). Con gián tìm được mẩu vụn bánh mì ở mép đĩa thì dừng lại (khối lượng mẩu bánh rất nhỏ, bỏ qua). Cho khối lượng đĩa là M = 2m, bán kính đĩa là R. Bỏ qua ma sát ở ổ trục đĩa.
	a) Tìm tốc độ góc của đĩa sau khi con gián dừng lại.
b) Tìm độ biến thiên cơ năng của hệ con gián và đĩa khi con gián dừng lại.
Hình 2
Câu 2 (4 điểm). 
Một khí lý tưởng đơn nguyên tử thực hiện chu trình 12341 như hình 2. Biết 12, 34 là các quá trình đoạn nhiệt. 41 và 23 là các quá trình đẳng tích. Biết tỉ số giữa thể tích lớn nhất và thể tích nhỏ nhất của khí trong chu trình bằng n. Cho nhiệt độ, áp suất và thể tích của khí tại trạng thái 4 là T0, p0, V0 và áp suất của khí tại trạng thái 1 là p1=1,5p0.
a) Tính công khí thực hiện trong một chu trình.
b) Tính hiệu suất của chu trình.
Câu 3 (4 điểm). 
a
a
b
B
Hình 3
A
C
D
K
N
O
Hai thấu kính L1, L2 có cùng trục chính, đặt cách nhau một khoảng 30cm. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính, trước và cách L một khoảng 15cm thì thu được một ảnh A’B’ trên màn (M) đặt sau và cách Llà 12cm. Giữ vật cố định, rồi hoán vị hai thấu kính thì phải dịch chuyển màn 2cm lại gần L mới thu được ảnh trên màn. Xác định tiêu cự của hai thấu kính và số phóng đại của ảnh trong mỗi trường hợp.
Câu 4 (4 điểm).
Trên mặt bàn nằm ngang gắn một khung dây dẫn mảnh hình vuông cạnh a. Trên khung nằm một thanh có khối lượng m đặt song song với cạnh bên của khung và cách cạnh này một khoảng b = a/4 (Hình 3). Khung và thanh được làm từ cùng một loại dây dẫn có điện trở trên một đơn vị dài là . Tại một thời điểm người ta bật một từ trường có vectơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng khung, độ lớn đồng đều trên diện tích khung. 
a) Cho cảm ứng từ biến thiên theo quy luật B = αt (α là hằng số dương). Xác định suất điện động cảm ứng trong các mạch ACDK và DNOK.
b) Giả sử sau một thời gian rất ngắn, cảm ứng từ đạt tới giá trị B0 ổn định. Xác định tốc độ của thanh thu được sau thời gian thiết lập từ trường. Bỏ qua sự dịch chuyển của thanh trong quá trình thiết lập từ trường đó.
Câu 5 (4 điểm).
Giả thiết lực tương tác giữa hai điện tích điểm có dạng hơi khác so với định luật Culông :với , k là hằng số dương. Xét một vỏ cầu bán kính R mang điện tích Q (Q > 0) phân bố đều. 
Tính cường độ điện trường và điện thế tại điểm cách tâm O là r (r << R). Mốc tính điện thế là tâm O.
Tìm chu kì dao động nhỏ của một điện tích điểm q (q < 0) quanh tâm vỏ cầu. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Vỏ cầu được giữ cố định.
	(Cho rằng nếu x << 1 thì (1 + x)n » 1 + nx)
-----Hết----
Họ và tên thí sinh :....................................................... Số báo danh .............................
Họ và tên, chữ ký:	Giám thị 1:.....................................................................................
 	Giám thị 2:.....................................................................................