Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ đề THI và đáp án kì THI HSG của các TRƯỜNG CHUYÊN KHU vực DUYÊN hải môn vật lý lớp 11 BỘ đề THI và đáp án kì THI HSG của các TRƯỜNG CHUYÊN KHU vực DUYÊN hải môn vật lý lớp 11 BỘ đề THI và đáp án kì THI HSG của các TRƯỜNG CHUYÊN KHU vực DUYÊN hải môn vật lý lớp 11 BỘ đề THI và đáp án kì THI HSG của các TRƯỜNG CHUYÊN KHU vực DUYÊN hải môn vật lý lớp 11 BỘ đề THI và đáp án kì THI HSG của các TRƯỜNG CHUYÊN KHU vực DUYÊN hải môn vật lý lớp 11
Người đề: Ngô Thị Thu Dinh Đơn vị: Trường THPT CHUYÊN BIÊN HÒA TỈNH HÀ NAM - GIỚI THIỆU ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI- ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ MÔN: VẬT LÝ LỚP :11 Thời gian làm bài: 180 phút Bài 1: (4 điểm) Hai cầu nhỏ tích điện 2, có khối lượng điện tích tương ứng m1 = m; q1 = +q; m2 = 4m; q2 = +2q đặt cách đoạn a mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu giữ hai cầu đứng yên Đẩy cầu chuyển động hướng thẳng vào cầu với vận tốc v0, đồng thời buông cầu Tính khoảng cách cực tiểu rmin hai cầu Xét trường hợp a = : tính rmin vận tốc u1, u2 hai cầu ( theo vo, rmin) chúng lại xa vô Bài 2: (3 điểm) Cho mạch điện hình vẽ, nguồn điện có suất R điện động E, điện trở r , hai tụ điện có điện dung C1 = C2 = C (ban đầu chưa tích điện) hai điện trở R 2R, lúc đầu khóa K mở Bỏ qua điện trở dây nối khoá K Đóng K Tính điện lượng chuyển qua dây dẫn MN Tính nhiệt lượng tỏa điện trở R R C1 M C2 2R + - E, r N K Bài 3: (4 điểm) Hai dây dẫn dài, dây có điện trở R = r0 a c uốn thành hai đường ray nằm mặt phẳng ngang V1 hình vẽ Hai ray phía bên phải cách l1 = 5l0 nằm từ trường có cảm ứng từ B1 = 8B0, hướng từ lên Hai ray bên trái cách khoảng l2 = l1 = 5l0 d b nằm từ trường B2=5B0, hướng từ xuống Hai kim loại nhẵn ab cd có điện trở r0 đặt nằm ray hình vẽ, ma sát không đáng kể Tác dụng lực kéo để ab chuyển động sang phải với vận tốc v1 = 5v0 Khi cd chịu tác dụng ngoại lực chuyển động sang trái với vận tốc v2 = 4v0 Hãy tìm: a Độ lớn ngoại lực tác dụng lên cd, biết lực nằm mặt phẳng ngang b Hiệu điện hai đầu c d công suất toả nhiệt mạch Nếu ngoại lực tác dụng vào cd, tính vận tốc quãng đường cd Cho khối lượng cd m Trang Bài 4: (4 điểm) Một đĩa tròn phẳng đồng chất khối lượng riêng ρ, bề dày b, bán kính R Đĩa bị khoét thủng hai lỗ giống có bán kính R , đường viền hai lỗ thủng tiếp xúc tâm O đĩa (hình vẽ) Xác định moment quán tính đĩa bị khoét trục vuông góc với đĩa qua tâm O Cho đĩa lăn hốc cầu bán kính 5R, kích thích dao động bé Tìm chu kì dao động lực ma sát ứng với góc lệch θ cực đại, biết đĩa lăn không trượt trình dao động O2 O1 O Bài 5: (3 điểm) Một chùm sáng đơn sắc, hẹp (coi tia sáng) chiếu đến cầu suốt với góc tới i (0 i 900 ) Quả cầu đồng chất có chiết suất n không đổi Tia sáng khúc xạ vào cầu với góc khúc xạ r Sau k lần phản xạ cầu, tia sáng ló khỏi cầu.Tính góc lệch D tia ló so với tia tới ban đầu theo i, r Tìm i để D đạt cực trị, cực trị cực đại hay cực tiểu? Coi chiết suất cầu phụ thuộc n (r) vào bán kính cầu theo công thức R a với R bán kính cầu, a số, r khoảng cách từ tâm cầu tới điểm ra có chiết suất n.Tia sáng bị khúc xạ cầu Xác định khoảng cách nhỏ từ tâm cầu đến tia khúc xạ.Vẽ dạng đường truyền tia sáng cầu Bài 6: (2 điểm) Cho viên bi nhỏ có lượng m mặt cầu bán kính R khối lượng M Lúc đầu M đứng yên mặt sàn, bán kính mặt cầu qua m hợp với phương thẳng đứng góc ( có giá trị nhỏ) Thả nhẹ cho m chuyển động Bỏ qua ma sát m R M Chứng minh hệ dao động điều hòa Tìm chu kì dao động hệ Viết phương trình dao động vật m + Áp dụng với số: R 50cm, g 2 m.s 2 ; 0,15rad; M 5m -HẾT Trang Người đề: Ngô Thị Thu Dinh Đơn vị: Trường THPT CHUYÊN BIÊN HÒA TỈNH HÀ NAM - ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI- ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ MÔN: VẬT LÝ LỚP: 10 Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án m1 +q1 v0 m2 +q2 m1 Điểm m2 u u rmin +q1 +q2 Bài điểm Khoảng cách cực tiểu rmin hai cầu (2 điểm) Vì q1 q2 dấu nên cầu đẩy cầu chuyển động chiều Khi khoảng cách hai cầu đạt giá trị cực tiểu chúng có vận tốc u ( u chiều với v ) 0,5 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: Mv0 (4m m)u u 0,5 v0 (1) Áp dụng định luật bảo toàn lượng (năng lượng hệ gồm động tương tác (điện)); mv02 2q mu 4mu 2q k k a rmin 0,5 (2) 0,5 Trang Từ (1), (2) suy ra: rmin a (3) mv02a 1 5kq Xét trường hợp a= đầu hai cầu xa Từ (3) có: rmin 0,5 5kq (4) mv02 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: mv2 = mu1 +4mu2 u1=v0 - 4u2 (5) 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn lượng: mv02 2q mu12 mu 22 k 4 a 2 (6) 0,25 Thay vào (5) (6) suy phương trình cho u2 kq 5mu 2mv0 u 0 a 2 5mkq Tính : m v a ' ' 2 5k Thay rmin vào ∆’: ' m 2q (7) mr từ tìm nghiệm (7) : u v0 q 5k 5 mrmin (8) 0,25 u phải chiều với v , nghĩa u2 phải dấu với v0 nên phải lấy dấu "+" u2 v0 q 5k 5 mrmin (9) 0,25 Trang Thay vào (8) (5) ta u1 0,25 v0 4q 5k 5 mrmin ta thấy u1 trái dấu với v0 ( tức ngược chiều với v ) cầu bật trở lại trường hợp a ta có: u 2v0 3v u1 5 0,25 Bài điểm Điện lượng chuyển qua dây dẫn MN (1,5 điểm) + Khi K ngắt hai tụ chưa tích điện (điện tích 0) nên tổng điện tích phía trái tụ điện q = + Khi K đóng q1 CE, q CE nên q’= q q1 q 2CE 0,25 + Điện lượng từ cực dương nguồn đến nút A là: q= 2CE + Gọi điện lượng qua AM q1, qua AN q , ta có : q= q1 q = 2CE 0,25 (1) + Gọi I1, I2 cường độ dòng điện trung bình đoạn AM AN ta có: q1 I1t I1 2R 2 q I t I R + Từ (1) (2) suy ra: q1 0,25 (2) 4CE 2CE ; q 3 0,25 + Điện lượng dịch chuyển từ M đến N q MN q1 q1 4CE CE CE 3 0,25 Nhiệt lượng tỏa điện trở R + Công nguồn điện làm dịch chuyển điện tích q mạch : 0,25 A = qE = 2CE2 + Năng lượng hai tụ sau tích điện: W = CE CE 2 + Điện trở tương đương mạch AM là: RAM = 2R 0,25 + Tổng nhiệt lượng tỏa điện trở là: Trang QAM + Qr = A - W = CE2 (3) 0,25 + Trong đoạn mạch mắc nối tiếp nhiệt lượng tỏa tỉ lệ thuận với điện trở: Q AM R AM (4) Qr r 0,25 + Từ (3) (4) ta được: Q AM CE 0,25 + Trong đoạn mạch mắc song song nhiệt lượng tỏa tỉ lệ nghịch với điện Q R 2R trở nên: Q R Q AM CE Q 2R R 21 Bài điểm Suất điện động cảm ứng xuất hai c Thanh ab: e1 B1l1v1 200B0l0 v0 Thanh cd: e2 B2l2 v 100B0l0 v0 0,25 a V1 Ft Dòng điện cảm ứng có chiều hình vẽ d (do e1>e2), độ lớn: ic 0,5 b e e Blv ic 25 0 4r r a Độ lớn ngoại lực tác dụng lên cd B02 v0l02 Lực từ tác dụng lên cd: F2 B2icl2 625 r 0,25 B02 v0l02 Do cd chuyển động nên ngoại lực: Fk F2 625 r 0,25 b Hiệu điện hai đầu cd 0,5 u cd e2 icr2 125B0 v0l0 Công suất tỏa nhiệt toàn mạch 0,5 (B0 v0l0 ) P i (4r) 2500 r c Nếu ngoại lực tác dụng vào cd: Ngay ab chuyển động có dòng điện chạy qua cd theo chiều d-c có lực từ tác dụng lên cd theo chiều hướng mạch điện, cd chuyển động lại xuất cd suất điện động cảm ứng e2 có cực () nối với đầu c Xét thời điểm t, vận tốc cd v, gia tốc a Trang e e 200B0l0 v0 25B0l0 v ic 4r 4r Ft ma B2icl2 0,25 200B0l0 v0 25B0l0 v 25B0l0 4r 0,25 m.4r dv 8v0 v (25B0l0 ) dt Đặt : Vậy: 0,25 8v0 v y dy dv 0,25 (25B0l0 ) dy ) ky (Đặt k 4mr dt 0,25 y y 0e kt Tại t=0 thì: v2=0 nên y0 = 8v0 Do đó: y 8v e kt 0,25 v 8v (1 e (25B0l0 ) t 4mr ) Tính quãng đường Từ: m.4r dv m.4r 8v0 v dv 8v0dt ds (25B0l0 ) dt (25B0l0 ) 0,25 Tích phân hai vế: (25B0l0 ) m.4r m.4r 1 e 4mr v 8v0 t s s 8v0 t 2 (25B0l0 ) (25B0l0 ) t 0,25 Bài 4 điểm Xác định moment quán tính đĩa bị khoét - Xét đĩa phẳng đồng chất, bán kính R, bề dày b, khối lượng riêng ρ Suy ra: khối lượng m bR Tính moment quán tính đĩa trục quay qua tâm vuông góc mR với mặt đĩa I0 0,25 Moment quán tính đĩa trục ∆ qua mép đĩa vuông góc với mép đĩa (theo định lý Steiner – Huyghens): I I0 mR mR 0,25 R - Xét đĩa tâm O1, O2 bán kính r1 r2 đồng chất có bề dày b, khối Trang R m lượng tương ứng: m1 m b 2 0,25 m R moment quán tính trục qua O là: I I1 mR 32 - Coi đĩa tròn tâm O bán kính R bị khoét hai lỗ lắp ghép đĩa: đĩa tâm R 0,25 O bán kính R đặc chưa bị khoét hai đĩa tâm O1, O2 bán kính r1 r2 đặc có khối lượng âm moment quán tính I'2 I'1 I1 I mR 32 5 0,5 Khi đó: I I0 I'1 I'2 mR mR mR bR 32 16 16 Tìm chu kì dao động lực ma sát ứng góc lệch cực đại Gọi θ góc hợp bán kính quay đĩa cầu với phương thẳng đứng; φ góc quay đĩa quay tâm O 0,5 Ta có: (5R R) R hay 4R R v 4R R v 4R R Cơ đĩa (chọn gốc θ=0): 1 W Wt Wd mg(5R R)(1 cos) mv I 2 21 mg4R(1 cos) mR 2 2 dW 21 Suy ra: 4mgR sin . mR 2 0 dt g (1) (xét dao động nhỏ) Hay 21 R 21 R 21R Vậy đĩa tròn dao động điều hòa với chu kì T 2 g g f ms suy ra: f ms R I Phương trình: M I Khi θ = θmax f msmax 0,5 0,5 0,25 mg 21 0,5 mgmax 21 0,25 Bài điểm Tính góc lệch D (1,25 điểm) Sau khúc xạ vào cầu, tia sáng bị lệch góc D v (i r) Sau phản xạ lần 1, tia sáng bị lệch thêm D1 ( 2r) ; sau phản xạ lần lệch thêm D ( 2r) , Khi ló tia sáng lại bị lệch D r (i r) Các tia bị lệch theo chiều (hình vẽ) i r r r r Trang Nếu tia sáng bị phản xạ k lần góc lệch 0,5 tia tới tia ló là: D D v D1 D r 2(i r) k( 2r) Đạo hàm hai vế theo i : 0,5 dD dr (2k 1) Từ định luật khúc xạ: di di sin i n sin r sin i n2 1 dr cosi dD ; 2(k 1) sin i (k 1) di n cos r di n sin i Do với góc i thoả mãn sin i i 0,25 I n 1 dD i1 A r đổi dấu từ âm sang (k 1) di r (1) I dương, góc lệch D đạt cực tiểu O Xác định khoảng cách nhỏ từ tâm cầu đến tia khúc xạ (1,75 điểm) Chia cầu thành lớp cầu mỏng có độ dày dr cho chiết suất lớp cầu không đổi n(r), phần tai khúc xạ lớp cầu coi đoạn thẳng Áp dụng định luật khúc xạ: Xét tam giác OIA: Từ (1) (2): n sin i n1 sin r (1) r(1) R (2) sin r sin i1 O r I 0,5 n R sin i n1r(1) sin i1 Tương tự cho lớp ta có: n R sin i n (r) r(r) sin i r 0,5 Trong i r góc tới lớp cầu có bán kính r với chiết suất phụ thuộc vào bán kính nên vào tâm cầu chiết suất tăng i i i r nghĩa tia khúc xạ bị uốn cong phía tâm cầu tới i r 900 tia khúc xạ lại tiếp tục truyền xa tâm cầu Tại điểm có i r 900 khoảng cách từ tâm cầu đến tia khúc xạ nhỏ chình bán kính đó: n R sin i n (r) r(r) sin i r n R sin i n (r) rmin sin 90 0,25 Ra rmin sin 90 rmin a Trang rmin aRn sin i a R(1 sin i) 0,5 Vẽ dạng đường truyền tia sáng cầu.(hình vẽ) Bài điểm Chứng minh hệ dao động điều hòa Tìm chu kì dao động (1,5 điểm) mv MV mgR 1 cos Cơ vật m : W 2 mv MV 2 mgR Với góc bé: W 2 m Cơ hệ bảo toàn nên: R M dW mg mv'v MV 'V ss' (1) dt R 0,25 + Khi bỏ qua ma sát, theo phương ngang, động lượng hệ bảo toàn Vì nhỏ nên coi vận tốc m có phương nằm ngang, ta có: mv MV (2) Và s' 'R v V (3) ( M M v s' v' s'' mM m M Từ (2) (3) ta có: m m V s' V ' s'' Mm Mm Thay (4) vào (1) ta phương trình: Vậy hệ dao động điều hoà với s '' d d ) ,s' dt dt (4) g 1 m / M s 0 R 0,5 g 1 m / M R T 2 R g 1 m / M Áp dụng với số: R 50cm,g 2 m / s ; 0,15rad;M 5m T 1,3s 0,25 0,5 Viết phương trình dao động Chọn chiều dương (hình vẽ): Tại t Trang 10 Giải hệ suy : q qo 2h 5 C ……………………………………….………………….…0,5đ dR Bài II (4 điểm) Do có bề dày nên rơi kim loại cắt đường sức từ, electron kim loại tác dụng lực Lorent di chuyển sang phải làm mặt phải tích điện âm, mặt trái tích I B điện dương Khi cân ta có: Bve + F + c e Bvd (v vận tốc rơi tức thời đĩa)…… 1,0đ d Bản kim loại coi tụ điện có điện dung: S R C …………………………………………… 1,0đ d d Các electron di chuyển coi có dòng điện I hình vẽ: I + + g P + + Ft v dq Cd c dv CBd CBda Ft BId CB d a ………………………………………1,0đ dt dt dt P Ft ma mg CB d a ma a g g …………………….…1,0đ 2 B d R 0 B d R 1 1 m dm c e lực điện trường d Bài III (4 điểm) Momen lực điện từ M NiBS , i cường độ dòng điện chạy qua khung dây * Chú ý: B cảm ứng từ từ trường nam châm gây B o H momen từ M Ni o HS (1)………1.0đ Khi khung dây nằm cân momen từ cân với momen xoắn dây treo: M k …0.5đ Mặt khác, M max k max với tg 2 max l2 l max arctg (2)…………….….……………1.0đ 2l1 2l1 (vì gương quay góc max tia phản xạ quay góc 2 max ) Từ (1)và(2) suy ra: imax M max l k arctg (3)………………… ………… ……….1.0đ o HNS o HNS 2l1 Thay số ta có: imax 85,3 A ……………………………………………… ………… .0.5đ Bài IV (4 điểm) 1.- Mô men động lượng hệ theo phương MN bảo toàn - Chọn trục tọa độ Ox có hướng trùng OA, m1 có tọa độ x m2 có tọa độ (x + l) , ống có vận tốc góc , momen động lượng hệ m(3l ) + mx2 + m(l + x)2 = 2m(x2 +lx +2l2) L= Khi x=0 , L(0) = 4ml20 Khi m2 đến A m1 đến vị trí x = 2l, vận tốc góc hệ ωA : L(2l) = 16ml2A 0 ………………………………………………………….……… 0,5đ - Vận tốc góc gia tốc góc hệ thời điểm m vị trí x: L(0) 2l 20 2l (2 x l )0 L d x ' ; 2m(2l xl x ) 2m(2l xl x ) 2l xl x dt (2l xl x ) 5 Khi cầu m2 tới A ( x 2l ) A x A' (1)………………………….……………….1,0đ 32l m v m.(3l ) 2 m(0l ) 0 2ml 202 - Cơ hệ lúc đầu: E0 I 2 3.2 mv2 m v Cơ hệ cầu m2 tới A: E A I A 1 2 2 2 2 2 Với: + v1 v1n v1t ; v2 v2 n v2t Từ L(0) = L(2l) suy A + v1n = v2n = v1x = v2x = x A' ; v1t A 2l ; v2t A 3l + A ; I m(3l ) 3 l0 (2) ……………….…………………1,0đ Áp dụng định luật bảo toàn năng: E0 E A x A' Từ (1) (2) Gia tốc góc cầu m2 tới A là: A 0 0, 202 ……………… ……0,5đ 64 Xét hệ quay chiếu không quán tính gắn với ống OA Xét theo hướng Ox: + Phương trình định luật II Niutơn cho cầu m2 : m A2 3l T max (3) + Phương trình định luật II Niutơn cho hệ cầu: m A2 3l m A2 2l 2max (4) + Từ (3) (4) T ml A2 ml02 …………………………………………………………… 1,0đ 32 Bài V (4 điểm) Chọn trục Ox hình vẽ, gốc O trùng vị trí ban đầu vật Xét thời điểm t, vật có li độ x; đầu lò xo đoạn: u.t Phương trình vi phân mô tả chuyển động m là: mx’’=k(ut - x) - kx mx’’=kut - 2kx (*) Đặt A= kut - 2kx (1) k1 k2 u m O x 2k A’=ku - 2kx’ ; A’’= - 2kx’’; Thế vào (*) ta A’’+ A=0…………………………… 1.0đ m 2k Phương trình có nghiệm A=A0sin(ωt+φ) với ω= m Tại thời điểm ban đầu: t=0; x=0; x’=0 ku m ku A=A0sinφ=0; A’=ku - 0=ωA0cosφ; Từ suy ra: φ=0; A0= …………….………….1.0đ 2k Thay vào (1) ta có: kut - 2kx=ku m 2k ut u m 2k sin( t) x sin( t) (2)…….……….0.5đ 2k m 2 2k m 2k u u x’=v= cos ( t) (3)…………………………………………………………….0.5đ m 2 1) Khi vật có vận tốc u 2k 2k m u u x’=v=u= cos ( t) cos( t)= - t=π ……………….……………………….0.5đ m m 2k 2 2) Thay t=π m u m u m u sin vào (2) ta được:x= 2k 2k 2k m 2k m u , vật cách vị trí ban đầu đoạn x= 2k ………………………….Hết……………………… Vậy vật đạt vận tốc u thời điểm t=π m …0.5đ 2k SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN TRƯỜNG THPT CHUYÊN HƯNG YÊN ĐỀ ĐỀ XUẤT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ LẦN THỨ VII MÔN VẬT LÝ – KHỐI 11 Thời gian làm : 180 phút Bài (Dòng điện không đổi – điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết E1=4V, E2=8V, E1 E2 N M D E3=16V, hai đèn Đ1 Đ2 có điện trở R1=3, R2=6, biến trở R=12 Bỏ qua điện trở nguồn Coi điện tiêu thụ đèn có ích Đ1 Đ2 1/ Khi điều chỉnh chạy công suất có ích tổng cộng C đèn đạt giá trị nhỏ A B R Xác định điện trở phần biến trở AC 2/ Giữ nguyên chạy biến trở vị trí E3 Nếu nối A, D Ampekế có điện trở không đáng kể Ampekế dòng 4A Nếu nối Ampekế vào hai điểm A, M Ampekế dòng 1,5A Hỏi bỏ Ampekế dòng qua đèn Đ1 Bài (Điện từ - điểm) Người ta đặt vòng xuyến mảnh, đồng chất dẫn điện bán kính r vào từ trường đồng biến đổi theo thời gian theo công thức B=Bocos t Điện trở vòng xuyến R hệ số tự cảm L Vòng xuyến có trục quay thuộc mặt phẳng khung vuông góc với đường sức từ Tại thời điểm t=0 vectơ pháp tuyển vòng xuyến tạo với vectơ B góc Cho vòng xuyến quay quanh trục với vận tốc góc Bỏ qua ma sát trục quay 1/ Mômen ngẫu lực từ tác dụng vào vành xuyến có độ lớn lớn lần đầu vào thời điểm nào? Giá trị bao nhiêu? 2/ Mômen ngẫu lực từ trung bình tác dụng vào vòng xuyến bao nhiêu? Bài (Dao động – điểm) Một khối gỗ hình bán trụ tâm C, đồng chất có khối lượng riêng bán kính R mặt chất lỏng, mặt phẳng bán trụ hướng lên Khi khối gỗ cân tâm C cách C R R mặt thoáng chất lỏng khoảng 2 B 1/ Tính khối lượng riêng chất lỏng A 2/ Từ vị trí cân bằng, ấn vào bán trụ xuống theo phương thẳng đứng đoạn nhỏ thả nhẹ, xác định chu kỳ dao động nhỏ theo phương thẳng đứng bán trụ Bài (Tĩnh điện – điểm) Hai ion có khối lượng điện tích m1, q1 m2, q2 Điện tích hai ion trái dấu Hai ion giữ cách đoạn r0 Tại t = chúng thả không vận tốc ban đầu Bỏ qua tác dụng trọng lực Sau kể từ lúc thả hai ion gặp ? Tìm khoảng cách r0’ hai ion để thả không vận tốc ban đầu chúng gặp sau thời gian gấp lần thời gian thả không vận tốc ban đầu khoảng cách r0 Bài 5: (Vật rắn- điểm) Cho khối trụ đặc đồng chất bán kính R, khối lượng m2, ván đủ dài khối lượng m1 nằm yên sàn nhẵn ngang Biết hệ số ma sát trụ ván k Cho trụ quay quanh trục với vận tốc góc 0 đặt nhẹ nhàng lên ván nằm yên sàn, đồng thời tác dụng vào ván lực F nằm ngang có độ lớn F>km2g Tìm khoảng thời gian chuyển động quay trụ xảy có trượt ván? Bài 6: (Quang hình – điểm) Tia sáng đơn sắc từ không khí khúc xạ vào giọt nước hình cầu có chiết suất n phản xạ phần mặt cầu đối diện khúc xạ ló Tia sáng phản xạ phần mặt cầu đối diện phản xạ toàn phần hay phản xạ phần? Hãy chứng minh Tìm góc tới i để góc lệch φ tạo tia tới SI tia ló KR cực tiểu S i O I O R 0 J φ K Hết - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN TRƯỜNG THPT CHUYÊN HƯNG YÊN HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ ĐỀ XUẤT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÙNG DUYÊN HẢI BẮC BỘ LẦN THỨ VII MÔN VẬT LÝ – KHỐI 11 Thời gian làm : 180 phút Bài (3điểm) * Giả sử dòng qua đèn từ A đến M thì: UAC=I1Rđ+E1>0 * Nếu dòng qua đèn từ M đến A dòng qua AC phải có chiều từ A đến C nên UAC Vậy có UAC 0,5đ E1 M E2 D Đ1 Đ2 C A N R B E3 + Giả sử E3 máy phát, E1 E2 máy thu dòng qua mạch hình vẽ, đặt UAC=U, ta có: UCB = E3-UAC = 16-U (1) UAC = I1Rđ1 + E1 UCB = E2 + I2Rđ2 U 4 U 8 I2 = I1 = (2) 0,5đ Công suất hữu ích: P = I12R1 + I22R2 = (3U2 -32U +96) Xét hàm P(U) 0;16 ta có: Pmax=176/3 U1 = 3V RAC = 12 2- Ta coi mạch ACDNB nguồn tương đương có suất điện động e, điện trở r - mắc Ampekế vào A, D: IA 0,5đ e e E1 e e 4 r r R1 r r 1 - Khi mắc Ampekế vào A, M: IA e E1 e4 r r 0,5đ 0,5đ 2 - Giải hệ (1) (2) tìm được: r = 24/7, e = 64/7V - bỏ Ampekế dòng qua đèn: Iđ = e E1 = R1 r 0,5đ Bài (4điểm) + Xét thời điểm t, từ thông qua vòng xuyến: = Bocos( t ).S.cos( t ) = BoS cos(2t ) 1 0,5đ Suất điện động cảm ứng xuất vòng xuyến là: 0,5đ e = - ’ = BoS sin(2 t ) + Ta coi vòng xuyến có nguồn có sđđ e, điện trở 0,5đ cung cấp điện cho mạch gồm điện trở R nối tiếp với cuộn cảm L Bo S + Cường độ dòng điện cực đại qua mạch là: Io = + Độ lệch pha i với e thoả mãn: cos = Biểu thức dòng qua vòng xuyến là: i= R 4 L2 0,5đ R R 4 L Bo S 2 R 4 L2 sin(2 t - ) + Mômen lực từ thời điểm t: 0,5đ BI S M=BiSsin( t )=BoIoSsin( t )cos( t ).sin(2 t - )= o o cos cos(4t ) + Mômen lực từ đạt cực đại lần đầu cos(4 t )=-1 hay ( 4t )= t= = 4 arccos 0,5đ R R 4 L 4 2 RBo2 S + Mômen từ trung bình: MTB= M dt = = T0 4( R 4 L2 ) T 1đ Bài (2điểm) 1/ Gọi chiều cao bán trụ l, khối lượng riêng Khi khối trụ cân bằng: P = FA => R 2lg = SClg (1) Trong Sc thiết diện phần chìm chất lỏng Dễ thấy =600 nên SC xác định bởi: R 3R (4 3 )R R SC = - SCAB = (2) 3 12 Thay (2) vào (1) = 4 3 C R 0,5đ A B 2/ Chọn Ox hướng thẳng đứng xuống O vị trí cân khối tâm, t = lúc bán trụ bắt đầu dao động + vị trí cân P = FA (1) Khi khối tâm G bán trụ có li độ x>0 mặt phẳng bán trụ dịch chuyển đoạn x, lực đẩy Acsimet tăng thêm lượng FAx Theo định luật II Niutơn ta có: P – (FA + FAx) = mx// (2) - FAx = mx // C FA FA F Ax F Ax B A 0,5đ B/ A/ P x F (3) Trong đó: FAx phần lực đẩy Acsimét gia tăng cho phần thiết diện ABA/B/ chìm thêm vào chất lỏng, phần coi gần hình chữ nhật 0,5đ Sx = AB x R x Fx = Sx.l..g = R lgx 3Rlg x =0 m chứng tỏ vật dao động điều hoà với chu kì: Thay vào (3): x// + T = 2 0,5đ 4 3 R 12 3g Câu (4 điểm) r1 M1 G r2 M2 r * Hệ ion hệ kín, ban đầu ion đứng yên, khối tâm G đứng yên: + Xét thời điểm ion cách r ta có: r2 = m1r m1 + m r1 = m2r m2 r ' r1’= m1 m2 m1 + m + Cơ bảo toàn nên: m1r ' m1 m2 m1r1 '2 m r '2 qq qq + 22 + = 2 4 o r 4 o r0 + Thay (1) vào (2) đặt M= m1m2 qq ; k= 2(m1 m2 ) 4 o + Do r giảm nên r’km2g nên ván chuyển động sang phải, theo phưong ngang lực tác dụng hình vẽ 0,5đ Fqt Fms’ Fms F Hoàn toàn tuơng tự Xét HQC gắn với ván Áp dụng định luật II Niutơn cho khối trụ ta có: Fms- Fqt=m2a2/v km2g – Fqt = m2a2/v (1) -FmsR = I2 -km2gR = m2R2 0,5đ (2) Áp dụng định luật II Niutơn cho ván HQC đất ta có: F – Fms’ = m1a1 F – km2g = m1a1 (3) Từ (1), (2) (3) suy ra: = - 2kg R (4) a2/v = kg (m1 m2 ) F m1 Tại thời điểm t trụ bắt đầu lăn không trượt mặt ván ta có: ( o + t)R = a2/v.t (6) Thay (4), (5) vào (6) giải được: t= (5) 0,5đ 0,5đ o Rm1 kg (3m1 m2 ) F Bài (3điểm) S i I J O K Hình R 1/ + Có sinr = φ sini sini gh = n n + r < i gh phản xạ phần 2/ 0,5 đ π-φ φ = 2i - 4r + π dφ dr + Lấy vi phân: =2-4 di di dr + Để φ cực tiểu - = di = 2dr (1) di + Có sini = nsinr cosidi = ncosrdr (2) 0,5 đ + Có r = (i - r) + + Từ (1)&(2) + 3cos 2i = n cosi = n -1 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ Hết - [...]... HẾT -Họ và tên học sinh: , Số báo danh: Họ và tên giám thị 1: ., Họ và tên giám thị 2: Giám thị không giải thích gì thêm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2013 - 2014 Đáp án đề giới thi u (Đáp án có 05 trang) ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÍ 11 Bài 1 (4 điểm) Bài 1 Nội dung - Mặt phẳng kim loại rộng vô...Phương trình dao động của vật m: s S0 cos t 0,5 8 s 7,5cos t (cm,s) 5 -HẾT Trang 11 SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VII, NĂM 2014 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ 11 Bài 1: Hai quả cầu không lớn, dẫn điện, bán kính r, đặt cách nhau một khoảng R R r Các quả cầu lần lượt... T Trường hợp riêng: - 2 4k → 2 2 g 16 k 3 Rr 3 m Khi k = 0 thì 2g 3 R r Khi R thì: 16k 3m 8 mg 2 R r 16k 2g 3 3m 3 R r m 4 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG PT VÙNG CAO VIỆT BẮC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ Đề giới thi u (Đề thi có 02 trang) NĂM HỌC 2013 - 2014 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ 11 Thời gian: 180 phút (không kể giao đề) ... kì dao động nhỏ của hình trụ với giả thi t hình trụ lăn không trượt b) Từ kết quả này hãy suy ra chu kì dao động của hình trụ trong trường hợp : + Không có lò xo + Hình trụ dao động trên mặt phẳng Hết 2 R k r N HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VII Thời gian: 180 phút ( TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH) Bài 1 (4 điểm) a (... ánh sáng của thủy tinh và chất lỏng Bài 5: Một vật khối lượng m=1kg chuyển động trên một mặt phẳng ngang với vận tốc ban đầu là v0=10m/s Đầu tiên khoảng cách giữa vật và tường L là L=25cm Một lò xo chiều dài tự nhiên l0=8cm 0 và độ cứng k=100N/m được gắn vào vật như hình vẽ Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là m 2 v0 μ=0,2, lấy g=10m/s Vật dừng lại hẳn khi cách tường một khoảng bao nhiêu và. .. (8) ĐỀ ĐỀ XUẤT THI HSG MÔN VẬT LÝ VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VII Thời gian: 180 phút ( TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH) Bài 1 Tĩnh điện (4 đ) Ba tấm kim loại phẳng P1, P2, P giống nhau đặt thẳng đứng song song với nhau, cách nhau khoảng d Tấm P có khối lượng M có thể chuyển động thẳng đứng giữa P1 và P2 Ba tấm tạo thành hệ tụ điện phẳng mắc song song Cho điện tích trên cả hệ là q Bỏ qua các. .. tiên, còn V22 là điện thế của quả cầu thứ hai Số hạng thứ hai là điện thế của mỗi quả cầu trong điện trường của quả cầu kia: V12 V21 q 4 0 R 0,5 đ Trong đó V12 là điện thế của quả cầu thứ nhất trong điện trường của quả cầu thứ hai và V21 là điện thế của quả cầu thứ hai trong điện trường của quả cầu thứ nhất Vậy điện thế thực sự của mỗi quả cầu là: q 1 1 V1 V2 V11 V12 V22 V21 ... Bài 1 4đ Yêu cầu Điểm Theo đề bài R r nên ta bỏ qua khả năng phân bố lại điện tích trên các mặt cầu và vẫn coi điện tích được phân bố đều ban đầu , mỗi quả cầu tích điện ở trong điện trường của quả cầu kia Khi đó điện thế của mỗi quả cầu gồm hai số hạng Một số hạng là điện thế của quả cầu do điện tích của chính nó gây ra: V11 V22 q 4 0 r 0,5 đ Trong đó V11 là điện thế của quả cầu thứ nhất mà... đại mà biến trở phải chịu và điện trở tổng cộng R của nó là bao nhiêu để hiệu suất của hệ thống không nhỏ hơn 0 0, 6 ? Bài 3: Hai dây dẫn dài vô hạn song song đặt cách nhau I một khoảng cách d mang các dòng điện I bằng nhau dI Một vòng dây hình vuông có chiều dài một cạnh là dt d I nhưng ngược hướng nhau, trong đó I tăng với tốc độ d d Hình 2 d nằm trong mặt phẳng của các dây dẫn và cách một d trong... Cơ học vật rắn Một cuộn chỉ có khối lượng m, nằm trên một mặt phẳng nằm ngang và nhám Mômen quán tính của nó đối với trục riêng của cuộn chỉ là I=βmR2, trong đó β là một hệ số tỉ lệ, R là bán kính ngoài của cuộn chỉ Bán kính trong của lớp dây cuốn trên lõi là r Kéo dây bằng một lực F không đổi, tạo với phương ngang một góc α (hình 6) Cho biết cuộn chỉ lăn không trượt trên mặt phẳng nằm ngang và dây ... HÒA TỈNH HÀ NAM - ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI- ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ MÔN: VẬT LÝ LỚP: 10 Thời gian làm bài: 180 phút Đáp án m1 +q1 v0 m2 +q2 m1... K n2 mg cos 2 26sin 2 16 12 (8) ĐỀ ĐỀ XUẤT THI HSG MÔN VẬT LÝ VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VII Thời gian: 180 phút ( TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH) Bài Tĩnh điện (4 đ) Ba... GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VII, NĂM 2014 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ 11 Bài 1: Hai cầu không lớn, dẫn điện, bán kính r, đặt cách khoảng R R r Các cầu nối đất Hãy