HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DH&ĐB BẮC BỘ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LẦN THỨ XIV, NĂM 2023 ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ - LỚP 10 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 15 tháng năm 2023 ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 02 trang) Câu (5,0 điểm) Một vật nhỏ có khối lượng M đặt phẳng BD nằm ngang, có khối lượng m Hệ giữ cân nhờ ba sợi dây mảnh, nhẹ, khơng dãn AB , BC , DE(Hình 1), với BC=DE Ở vị trí dây treo BC DE hợp với phương thẳng đứng góc φ=3 00 Tính gia tốc vật M phẳng BD sau dây AB bị cắt đứt trường hợp sau: Vật M ghép cứng với BD Vật M trượt BD với hệ số ma sát trượt chúng μ Áp dụng số: g=10 m/ s2; M =10 kg; m=25 kg; μ= √3 /4 Câu (4,0 điểm) Thanh cứng AB, mảnh, đồng chất, có khối lượng M chiều dài L, trung điểm O Thanh đặt nằm yên mặt bàn nhẵn nằm ngang Vật nhỏ (coi chất điểm) có khối lượng m với m=M chuyển động mặt v đến va chạm vào AB theo phương vng góc với AB Bỏ qua ma sát bàn với vận tốc ⃗ E  A O  C B b B A ⃗ v0 m Hình 2a ⃗ v0 m Hình 2b Vật nhỏ va chạm đàn hồi với vị trí C cách đầu A khoảng 3L (như hình 2a) Tìm vận tốc đầu B sau va chạm Trang 1/2 Giả sử trước va chạm, mặt bàn có sợi dây nhẹ, không co dãn, chiều dài b, đầu cố định điểm E , đầu lại buộc vào đầu A Thanh nằm yên dây thẳng, với cosα= Vật nhỏ va chạm hoàn toàn mềm với đầu B (như hình 2b) Biết sau va chạm dây căng, tính lực căng dây Câu (4,0 điểm) Một khí cầu có lỗ hở phía để trao đổi khí với mơi trường xung quanh, tích khơng đổi V 1,1 m3 Vỏ khí cầu tích khơng đáng kể khối lượng m=0,187 kg Nhiệt độ khí t 1=200 C , áp suất khí mặt đất p0=1,013.10 Pa Trong điều kiện đó, khối lượng riêng khơng khí 1,20 kg /m3 Gia tốc trọng trường mặt đất g=10 m/ s2 Tìm khối lượng mol trung bình khơng khí Để khí cầu lơ lửng khơng khí, ta cần nung nóng khí bên khí cầu đến nhiệt độ t bao nhiêu? Nung nóng khí bên khí cầu đến nhiệt độ t 3=110 C Tìm lực cần thiết để giữ khí cầu đứng n Sau nung nóng khí bên khí cầu, người ta bịt kín lỗ hở lại thả cho khí cầu bay lên Cho nhiệt độ khí bên khí cầu t 3=110 C khơng đổi Nhiệt độ khí gia tốc trọng trường coi khơng đổi theo độ cao a Tìm khối lượng riêng khơng khí độ cao h so với mặt đất b Tìm độ cao cực đại mà khí cầu lên Câu (4,0 điểm) z k R x m,q Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 h Hình 4.1 mơ tả vật phẳng mỏng tích điện dương với mật độ điện tích mặt σ Viết biểu thức cường độ điện trường điểm gần bề mặt vật Hình 4.2 mơ tả đĩa kim loại phẳng mỏng đặt điện trường ⃗ E cho đường sức vuông   E với  số góc với mặt đĩa Đĩa bị nhiễm điện hưởng ứng, chứng tỏ mật độ điện tích mặt có độ lớn điện Hình 4.3 mơ tả lị xo nhẹ, cách điện, có độ cứng k đầu gắn vào tường, đầu cịn lại gắn với vật có khối lượng m, tích điện q Vật chuyển động không ma sát trục Ox nằm ngang trùng với trục lị xo Một đĩa kim loại có trục trùng với Ox đặt cách vị trí cân vật đoạn z Đĩa có bán kính R, bề dày h ( h ≪ R ≪ z ) a Viết biểu thức cường độ điện trường vật gây điểm đặt đĩa kim loại b Xác định mật độ điện tích mặt đĩa theo q , z c Cho biết lưỡng cực điện có mômen lưỡng cực ⃗p=q ⃗l gây điện trường điểm nằm trục p lưỡng cực điện cách lưỡng cực điện đoạn z ≫ l xác định E= Với điều kiện π ε0 z3 tốn, xem hai mặt đĩa tạo thành lưỡng cực điện Tính độ biến dạng lị xo vật vị trí cân theo a , z ,h R d Kéo vật khỏi vị trí cân đoạn nhỏ thả vật dao động Xác định tần số góc dao động Câu (3,0 điểm) Xác định hệ số ma sát trượt gỗ thép Trang 2/2 Cho dụng cụ sau: Hai khối gỗ hình lập phương giống hệt có gắn móc treo đầu; Một thước đo chiều dài; Một bàn thép có mặt bàn nằm ngang gắn ròng rọc nhỏ (quay trơn) mép bàn; Một sợi dây đủ dài Trình bày phương án thí nghiệm để xác định hệ số ma sát trượt μ gỗ với thép ………………………HẾT……………………… Họ tên thí sinh: ………………………………… Số báo danh: ……………………… Lưu ý: Thí sinh khơng sử dụng tài liệu; Cán coi thi không giải thích thêm Trang 3/2