Title Đề thi Học Sinh Giỏi năm 2018 môn Vật Lý lớp 11 - Chuyên Thái Bình.pdf ✅

1 TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 11 Thời gian làm bài:180 phút (Đề thi gồm có 03 trang) Bài 1: ( 4,0 điểm) Khối cầu bán kính R gồm có các ion dương phân bố đều, điện tích tổng cộng Q > 0. Điện tích điểm khối lượng m, điện tích - q < 0 nằm tại tâm khối cầu. Coi rằng sự có mặt của - q không làm ảnh hưởng đến phân bố điện tích trong khối. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và cho rằng các điện tích không va chạm với nhau trong quá trình chuyển động. a. Xác định cường độ điện trường gây ra bởi khối cầu phụ thuộc theo bán bính vẽ đồ thị b. Phải cấp cho - q động năng ban đầu tối thiểu bằng bao nhiêu để nó có thể ra tới bề mặt khối cầu ? c. Trong trường hợp trên, tìm thời gian để - q ra đến bề mặt khối. Bài 2: ( 4,0 điểm) Cho đoạn mạch xoay chiều (Hv3). Biết AB nối nguồn điện u = 12 2 cos100πt (V). Biết tụ điện có điện dung là 4 10 C    F, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được, R là biến trở. 1. Đặt R = 100 3 Ω. Thay đổi độ tự cảm của cuộn dây đến khi điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây đạt giá trị cực đại. Tìm độ tự cảm của cuộn dây và giá trị điện áp hiệu dụng của cuộn dây khi đó? 2. Đặt L = L1, điều chỉnh biến trở R thấy điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây có giá trị không thay đổi. Tìm giá trị L1 và điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn dây khi đó? Bài 3: ( 4,0 điểm) Một điểm sáng A ban đầu ở vị trí P nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ mỏng có tiêu cự f, điểm P cách đều quang tâm O và tiêu điểm chính F của thấu kính. Tại thời điểm t = 0 người ta cho A chuyển động tròn đều xung quanh F thuộc mặt phẳng xOy với tốc độ góc không đổi là , với Ox là trục chính thấu kính (Hình 4). a. Viết phương trình quĩ đạo ảnh A/ của A qua thấu kính. Vẽ đồ thị biểu diễn quĩ đạo ảnh A/ . Từ đồ thị nhận xét tính chất, vị trí của ảnh A/ theo vị trí của A. b. Biết f = 20cm,  = 2 rad/s. Tìm vị trí và vận tốc của ảnh A/ ở thời điểm 1,5 giây kể từ khi A bắt đầu chuyển động. ĐỀ THI ĐỀ XUẤT x A  F  O y Hình 4 P A C R L M B Hv3
2 Bài 4: (4 điểm) Một hình trụ có thành mỏng, khối lượng M và mặt trong nhám với bán kính R có thể quay quanh trục nằm ngang cố định. Trục Z vuông góc với trang giấy và đi ra ngoài trang giấy. Một hình trụ khác, nhỏ hơn, đồng chất, có khối lượng m và bán kính r lăn không trượt quanh trục riêng của nó trên bề mặt trong của M; trục này song song với OZ a) Xác định chu kì dao động nhỏ của m khi M bị bắt buộc quay với tốc độ góc không đổi. Viết kết quả theo R, r, g b) Bây giờ M có thể quay (dao động) tự do, không bị bắt buộc, quanh trục Oz của nó, trong khi m thực hiện dao động nhỏ bằng cách lăn không trượt trên bề mặt trong của M. Hãy tìm chu kì dao động này. Bài 5. (4 điểm). Có một bóng đèn 2,5V – 0,1W, dây tóc đèn có bán kính rất nhỏ nên khi cho dòng điện chạy qua là nóng lên rất nhanh. Để đo chính xác điện trở của nó ở nhiệt độ phòng người ta dùng các dụng cụ sau: 1pin 1,5V, 1biến trở, 1mV kế sai số  3mV có điện trở nội rất lớn, 1mA kế có điện trở nội không đáng kế sai số  3μA. Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để tiến hành phép đo ấy: - nêu nguyên lý thí nghiệm - sơ đồ bố trí thí nghiệm - cách tiến hành thí nghiệm và xử lý số liệu -------------- Hết ---------------- Họ và tên thí sinh: .......................................................SBD:............................ Họ và tên giám thị số 1: ................................................................................... Họ và tên giám thị số 2: ................................................................................... r R X Y O
3 TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ LỚP 11 Nội dung đáp án Câu 1 4 điểm a. ( 1 điểm) Mật độ điện tích khối trong khối cầu: 3 Q 3Q V 4 R     . Áp dụng định lý O-G, chọn mặt Gauss hình cầu bán kính r (0 ≤ r ≤ R): 2 3 0 0 q 1 4 E.4 r r 3         → E = 0 r 3   Bên ngoài giống như điện tích điểm : 2 0 4 Q E  r  b. ( 1,5 điểm) Độ lớn lực điện tác dụng lên q tại bán kính r: 0 q F qE r 3     Định lý động năng: 0 – K0 = R R 0 0 0 q F.dr r.dr 3        → K0 = 2 0 0 q qQ R 6 8 R     c. ( 1,5 điểm) Chọn trục tọa độ dọc theo bán kính, chiều dương hướng ra ngoài: Định luật II Newton: - F = mr” → 0 q r" r 0 3m     → - q dao động điều hòa với chu kỳ T = 0 3m 2 q    Thời gian –q chuyển động ra đến mặt cầu: t = 3 0 0 T 3m mR 4 2 q qQ        Câu 2 1.(2 điểm) Vẽ giản đồ vecto ĐỀ THI ĐỀ XUẤT 0 E R r
4 4 đ Ta có: 2 2 2 1 1 1 Z R Z AM c   => 50 3 ZAM  Ω Từ giản đồ (1) 1 1 1 os 2 3 R AM I Z c I R         Từ giản đồ (2) 1 sin sin os sin U U U U L L     c    => 1 sin os U U L c    NX: ax ( ) UL m  sinα = 1 => 1 os LM U U c   = 2U = 24V Vì sinα = 1 => α = π/2 => ΔAMB vuông tại A  2 2 2 2 2 12 3 U U U U U U LM AM AM LM       (V) Cường độ dòng điện: AM AM U I Z  Cảm kháng: 0 2 2 100 3 3 MB AM L AM U UZ Z Z I U      => 0 1 L L    (H) 2.( 2 điểm) Khi L = L1 không đổi, điều chỉnh R mà UL1 không thay đổi 2 2 2 2 os U U U U U c    L AM AM L  (*) Mà 1 1 os sin . C AM L C L I U Z c I Z U      Thay vào (*) 2 2 2 1 2 . AM L L AM AM L C L U Z U U U U U Z U     2 2 2 1 1 2 L L AM C Z U U U Z          . UL không phụ thuộc vào R  1 1 1 1 2 0 50 2 2 L C L C Z Z Z L L Z           (H) . Khi đó UL = U = 12V Câu 3 4 điểm a. (2điểm) Đặt 1 OH  x , OH  x / , 1 HA  y , H A  y / / ,OF  f / Xét tam giác AOH đồng dạng tam giác A/OH/ ta có : OH OH HA H A / / /  hay (1) 1 1 x x y  y Xét tam giác F/0I đồng dạng tam giác F/H/A/ ta có : 0 I R U1 I C I ) φ1 0 U U L U R I ) φ1 θ )α