Tiêu đề Đề thi Học Sinh Giỏi năm 2018 môn Vật Lý lớp 11 - Chuyên Thái Nguyên.pdf ✅

SỞ GD&ĐT THÁI NGUYÊN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI BẬC THPT TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2017-2018 Môn:Vật lí; Lớp: 11 Thời gian: 180 phút không kể thời gian phát đề Bài 1 - Tĩnh điện (4điểm ) Tụ phẳng gồm hai bản mỏng tròn lớn bằng chất cách điện, mỗi bản có diện tích S được giữ cố định trong không khí, cách nhau một đoạn nhỏ d, tích điện tích +Q và -Q phân bố đều trên bề mặt. Ở tâm mỗi bản có khoét một lỗ nhỏ. Dọc theo đường thẳng qua lỗ, từ rất xa có một quả cầu rất nhỏ khối lượng m tích điện tích +q chuyển động về phía bản tích điện +Q (H1) . q Q  Q d  m (H1) a/ Tìm vận tốc nhỏ nhất của quả cầu của quả cầu để nó có thể xuyên qua tụ điện ? b/Nếu vận tốc lúc đầu của quả cầu lớn gấp đôi vận tốc tối thiểu ở câu a thì khi ra khỏi tụ điện tại điểm N nó có vận tốc là bao nhiêu ? Bài 2- Điện từ (5 điểm ) : Cho một mạch dao động điện từ gồm một tụ điện phẳng có điện dung C0 và một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L . Trong mạch có dao động điện từ với chu kỳ T0 . Khi cường độ dòng điện trong mạch đạt cực đại thì người ta điều chỉnh khoảng cách giữa các bản tụ điện sao cho độ giảm của cường độ dòng điện trong mạch sau đó tỉ lệ với bình phương thời gian ; chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu điều chỉnh tụ điện . a/ Hỏi sau một khoảng thời gian t bằng bao nhiêu ? ( t tính theo T0 ) kể từ lúc bắt đầu điều chỉnh thì cường độ dòng điện trong mạch bằng không ? b/ Người ta ngừng điều chỉnh điện dung của tụ điện lúc cường độ dòng điện trong mạch bằng không . Hãy so sánh năng lượng điện từ trong mạch sau khi điều chỉnh với năng lượng điện từ của mạch trước khi điều chỉnh ? ĐỀ GIỚI THIỆU
Bài 3 - quang hình ( 4 điểm ): Cho một khối chất trong suốt mỏng có tiết diện thẳng là một phần tư hình tròn bán kính R và có chiết suất tỉ đối so với môi trường đặt khối chất là n . Chiếu tia sáng đơn sắc SH đến mặt bên OA theo phương vuông góc với mặt này (HV3) A O B I n S H H V 3 R a/ Biết n = và xét trường hợp tia sáng phản xạ toàn phần một lần trên mặt cong tại điểm I rồi ló ra khỏi mặt bên OB . Hãy xác định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của góc lệch của tia tới và tia ló ra khỏi khối chất . b/ Giả sử chiết suất n chỉ thay đổi theo phương bán kính và tuân theo quy luật : n(r) = 2 + a , trong đó r là khoảng cách từ điểm ta xét đến O và a là một hằng số . Tìm giá trị của a để đường đi của tia sáng trong khối chất là một cung tròn tâm O . Bài 4 - dao động cơ ( 4 điểm ): Có một con lắc đơn chiều dài l ( coi quả cầu con lắc là chất điểm , khối lượng dây con lắc không đáng kể ). Dưới điểm treo O theo phương thẳng đứng , cách O một khoảng x ( x < l ) có một cái đinh cố định tại điểm C như HV4. Độ dài dây l là xác định nhưng x có thể thay đổi được và mỗi lần thay đổi làm cho tình trạng dao động khác nhau . Dùng tay kéo quả cầu cho dây thẳng hướng sang trái , độ cao quả cầu không vượt quá điểm O sau đó thả tay nhẹ nhàng để quả cầu dao động tự do. Nếu sau khi dây con lắc bị đinh cản lại vừa đủ để kích quả cầu lên rồi lại đập trúng vào đinh thì khoảng cách x tối thiểu phải bằng bao nhiêu ? O x C  l HV4 Bài 5 – phương án thực hành ( 3 điểm ) : Xác định độ lớn của điện tích nguyên tố bằng phương pháp điện phân : Cho các dụng cụ sau : Bộ dụng cụ điện phân , nguồn điện một chiều , cân có bộ quả cân , am pe kế, đồng hồ bấm giây và các dây dẫn . Hãy nêu cơ sở lý thuyết - Phương án tiến hành - Lập bảng số liệu ................................................................... Người ra đề : Nguyễn Mạnh Sỹ ĐT : 0912.663.400
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Đáp án Điểm Câu1 (4đ) a/ Các bản tụ làm bằng chất cách điện nên khi điện tích q di chuyển không làm phân bố lại điện tích trên các bản tụ . Chọn mốc điện thế trên mặt phẳng đối xứng xx’ như hình vẽ. - Điện thế tại điểm M ( Trên bản +Q ) Q / x q d x E m A M  N Q UMA = VM – VA = E. => VM = E. = ............... Với E = = là CĐ điện trường đều giữa hai bản tụ phẳng . .... Để bay qua được lỗ M ( tức là cũng bay được tới N ) thì động năng của q ở rất xa phải thỏa mãn : Wđ ≥ qVM = => Wđmin = m = vmin = ............. b/ Gọi u là vận tốc của q tại N. Áp dụng định lý động năng : WđN – Wđ đầu = ................. mu2 - m 2 = q(V∞ - VN ) = - qVN Ta có UAN = VA – VN = E ===> VN = - E ............ Vậy ta có : mu2 - m 2 = q(V∞ - VN ) = - qVN = q E = 0,5đ 0,5đ 0,25đ 0,75đ 0,5đ 0,75đ
Mà : m = => m(4 ) = 4 => mu2 = 5 => u = ........... ...................................... 0,75đ Câu2 (5đ) A B a/ Giả sử ở thời điểm t dòng điện trong mạch có chiều chạy từ bản B qua cuộn dây sang bản A như hình vẽ trên . Ta có : - L. = (1) ........ Theo đề ra ta có : I – I0 = - at2 → = - 2at ............... Mặt khác : = i = I0 – at2 Suy ra : qB = I0t - ( vì qB(0) = 0 ) .................. Thay vào (1) ta được : 2aLt - = 0 → C = (2) .......... Xét thời điểm t = t1 thì i = 0 ta có I0 = at1 2 (3) Mặt khác theo (2) lúc t = 0 ( chưa điều chỉnh tụ ) : C0 = (4) ....... Từ ( 3) và (4) ta tìm được : t1 = Biết ban đầu trong mạch có dao động điện từ với T0 = 2 Từ đó ta có : t1 = ............ b/ Năng lượng điện từ của mạch khi chưa điều chỉnh tụ là : 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,75đ