Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN HẠ LONG ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ – KHỐI 11 NĂM 2018 Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề (Đề thi gồm 02 trang, gồm 05 câu) Bài 1: Tĩnh điện (4 điểm) a Một vòng dây tròn có bán kính R, tích điện với điện tích Q (cho Q > 0) Xác định cường độ điện trường gây vòng dây vị trí trục vòng dây, cách tâm vòng dây đoạn x? b Tại tâm vòng dây có đặt lưỡng cực điện có mơmen lưỡng cực điện p, khối lượng lưỡng cực điện m Khi lưỡng cực điện thả ra, chuyển động đạt tốc độ lớn bao nhiêu? c Xác định chu kỳ dao động nhỏ lưỡng cực điện? Bỏ qua tác dụng trọng lực Bài 2: Từ trường – Cảm ứng điện từ (5 điểm) Một đĩa phẳng đồng chất đồng có đường kính D khối lượng m quay khơng ma sát xung quanh trục qua tâm đĩa vuông góc với mặt phẳng đĩa Tâm mép đĩa nối với qua điện trở R nhờ tiếp điểm trượt a b (hình vẽ) Tồn hệ thống nằm từ trường có cảm ứng từ B song song với trục đĩa Quay đĩa đến vận tốc góc ω0 thả Hỏi đĩa quay vòng trước dừng lại Bây mắc nối tiếp điện trở nói với nguồn điện lý tưởng (điện trở khơng) có suất điện động U0 Hỏi sau từ trạng thái nghỉ đĩa đạt vận tốc góc ω0 Bài 3: Quang hình (4 điểm) Giả sử miền khơng gian x > bị lấp đầy vật liệu có chiết suất n(x) thay đổi theo tọa độ x Một tia sáng truyền theo phương lập góc  so với trục x vào mơi trường nói a Chứng minh bán kính R quỹ đạo tia sáng điểm x > thỏa mãn hệ thức: R.d  dx , cos Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  góc phương truyền tia sáng điểm x với trục x b Hãy tìm biểu thức xác định bán kính quỹ đạo tia sáng hàm x bên môi trường c Chiết suất n(x) phụ thuộc vào x để phần quỹ đạo cong tia sáng miền x > có dạng tròn? Trong trường hợp này, tia sáng vào môi trường đến độ sâu bao nhiêu? Hãy phác họa đường tia sáng Bài 4: Dao động (4 điểm) Một cứng đồng chất có khối lượng m chiều dài L quay tự mặt phẳng thẳng đứng xung quanh trục quay nằm ngang qua khối tâm Một nhện có khối lượng m rơi xuống theo phương thẳng đứng với vận tốc v0 chạm vào điểm cách đầu trục quay Ngay sau chạm bắt đầu bò dọc theo cho vận tốc góc hệ – nhện không đổi Chọn t = lúc nhện bắt đầu bò a) Tìm vận tốc b) Chứng tỏ khoảng cách từ nhện đến trục quay sau va chạm mô tả phương trình x = Asin(Bt) + C Xác định hệ số A, B C theo đại lượng cho c) Tìm điều kiện v0 để nhện bò tới đầu Bài 5: Phương án thực hành (3 điểm) Xác định số điện môi ε điện trường đánh thủng Et lớp chất điện mơi lòng tụ điện Cho dụng cụ sau: - 01 hộp điện trở mẫu có dải giá trị nguyên từ  -10 M; - 01 nguồn điện xoay chiều f = 50 Hz, U = 220 V; - 01 ampe kế xoay chiều; - 01 tụ điện gồm hai tụ kim loại có diện tích S khoảng cách hai tụ d, không gian hai tụ lấp đầy lớp chất điện mơi đồng tính cần xác định số điện môi  điện trường đánh thủng Et; - Các dây nối ngắt điện cần thiết Yêu cầu: Trình bày cách bố trí thí nghiệm xây dựng công thức cần thiết Nêu bước tiến hành thí nghiệm, lập bảng biểu cần thiết để xác định  Et Hết Người đề: Nguyễn Thị Thi – SĐT: 01685 437 000 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Trần Thị Thanh Huyền – SĐT: 0934 694 670 TRƯỜNG THPT CHUYÊN HẠ LONG ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÍ – KHỐI 11 QUẢNG NINH NĂM HỌC 2017 – 2018 (ĐỀ THI ĐỀ XUẤT) Thời gian làm 180 phút (Đề có 02 trang, gồm câu) Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, cho điểm tối đa theo thang điểm định Bài 1: Tĩnh điện (4 điểm) Ý Nội dung Điểm a (1,5 - Chia vòng dây thành phần tử dài dl, điện tích dq, với mật độ điện dài 0,25 điểm) Q  2 R Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Điện tích dq1 gây M (cách tâm O đoạn x) cường độ điện trường dE1 : dE1  k dq dq  k thành phần l2 R2  x2 0,25 dE1 gây cường độ điện trường dọc theo trục xx’véc tơ dE1x dE1x  dE1.cos  dE1 dE1x  k x R2  x2 k dq x 2 R x R2  x2 dq.x dl.x.Q  k ( R  x )3/2 ( R  x )3/2 2 R Cường độ điện trường tổng hợp M có phương dọc theo trục vòng dây Vậy cường độ điện trường vòng dây gây M là: 2 R E  x.Q dE  k ( R  x )3/2 2 R 2 R  dl  k - Theo câu a, cường độ điện trường điểm trục x (1,25 là: Q.x điểm) Ex  4 ( R  x )3/2 - Khi cân bằng, điện trường thỏa mãn: dEx 0 dx - Từ xác định vị trí đạt trạng thái này: R 0,5 x.Q ( R  x )3/2 b x0  0,5 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Mối quan hệ góc: tan   ; sin   0,25 tan 0  tan 0  1 ; cos0   3  tan 0 - Theo đó, cường độ điện trường vị trí cân x0 : Ex  3Q 18 R - Thế điện trường lưỡng cực điện chuyển hóa thành động 0,5 Wtx  p.Ex  3Q mv  18 R 2 => Tốc độ cực đại mà lưỡng cực điện đạt là: 3Qp 9 mR vmax  c (1,25 - Tại vị trí x0 , gradient E thay đổi dấu, lưỡng cực điện đạt tốc độ lớn x 0,25 điểm) điểm này, sau đó, chuyển động chậm dần lại thực dao động nhỏ quanh vị trí x0 - Lực điện trường tác dụng lên lưỡng cực điện từ vị trí cân x0 lên 0,25 đoạn nhỏ x , x  x0 , (vị trí lưỡng cực điện x  x0  x ) là:  dE F  p x  dx pQ( R  x )     4 ( x  R )5 Thay x  x0  x vào biến đổi ta được: pQ( R   x0  x  ) pQ  R  x02  F 4  x0  x   R    F   0,25 4  x0  x   R     pQx0 x 4  x0  x   R    pQx 35  R - Định luật II Newton cho lưỡng cực điện vị trí x: ma   pQx 35  R 0,25 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 => Tần số góc dao động lưỡng cực:  0,25 pQ  mR => Chu kỳ dao động nhỏ lưỡng cực điện: T   R 35  m pQ Bài 2: Từ trường – Cảm ứng điện từ (5 điểm) Gợi ý đáp số Ý 1) Điểm 1) Xét mơ men lực gây vành khun có bán kính r bán kính ngồi (r + dr) Chỉ có thành phần vận tốc (theo phương bán kính) hạt tải 0,5 điểm điện cho đóng góp vào mơ men lực, đó: dM   dF r  qvr Br (1) Trong vr thành phần vận tốc theo phương bán kính: vr  dr dt Thay vào (1) ta được: dM  I B.r.dr , với I cường độ dòng điện tổng cộng chạy qua vành, dòng điện qua đĩa Vậy: M   dM  R0  I B.r.dr  I B Ở R0  0,5 r R02  I B.D D bán kính đĩa Phương trình chuyển động quay: M  I , hay: 0,5 d  I B  D  d  m   I B.D Suy ra: dt m   dt (2) Để tìm cường độ dòng điện ta tính sđđ cảm ứng xuất đĩa quay: R0 R0 0    vBdr    Brdr   BD Theo định luật Ôm: I  R   BD 8R (3) 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Từ (2) (3): d  0,5 B2 D2 B2 D2 .dt  d 8mR 8mR B2 D2  Tích phân hai vế ta được: 0  8mR - Số vòng quay là:  4m.R.02 N  2  B D2 0,5 Khi có nguồn nối tiếp với điện trở định luật Ơm có dạng: 2) 0,5 U   U  BD2 I   R R 8R điểm Và: d I B U  B D    dt m R 8mR 0,5 B D   t 8U  mR  ( t )   e   - Tích phân hai vế cho ta: BD   0,5 8mR  0 BD  - Thời điểm có  (t )  0 là: t   2 ln 1   B D 8U   0,5 2 Bài 3: Quang hình (4 điểm) Bài Ý a (1 điểm) Gợi ý đáp số Điểm 0,5 - Xét quỹ đạo tia sáng khoảng ( x, x  dx ) Với dx nhỏ, xem đoạn quỹ đạo có dạng tròn độ dài cung tròn gần độ dài dây cung tương ứng (xem hình vẽ) Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Góc trục x với tiếp tuyến quỹ đạo điểm x  , điểm 0,25 x  dx   d - Dễ dàng thấy     d Ta có: R  Rd  b (1,5 0,25 dx cos Xét lớp mỏng độ dày dx có bề mặt vng góc với trục x Có thể xem 0,5 lớp vật liệu đồng có chiết suất n1 điểm) Tia sáng tới lớp mỏng góc tới  góc  ' Ta có n '( x)  n( x  dx) ; n  n( x ) ;  '    d sin  n1  ; sin 1 n sin 1 n '  sin  ' n1 (1) Do đó: n sin   n 'sin  ' 0,5 hay n cos  d   sin  dn dx dx (2) Mặt khác, bán kính quỹ đạo R x thỏa mãn hệ thức: Rd  dx cos (3) Từ (2) (3), suy 0,5 1 dn dn d    sin   n0 sin   n0 sin    R n dx n dx dx  n( x)  (4) Ở đây, n0  chiết suất góc tới tia sáng bề mặt x = c (1,5 Quỹ đạo tia sáng mơi trường có dạng tròn 0,5  hang so Khi R Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 điểm) d    K dx  n( x)  hay  Kx  A n( x ) (5) Với K A số, K có thứ nguyên (1/độ dài) Vậy ta n0 n( x )  (6) Kn0 x  0,25 Nếu K > 0, x tăng n(x) giảm Theo (2) ta có n.sin   hang so , suy 0,5 sin  tăng Do đó, khoảng cách lớn xmax mà tia sáng vào môi trường   900 Chiết suất điểm có giá trị n  n0 sin  Thay vào (6) , ta có n0 sin   n0 Kn0 xmax  (7) Suy xmax     1  Kn0  sin   Khi đường tia sáng có dạng (8) Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 0,25 Nếu K < , n(x) tăng x tăng, sin  giảm Giá trị nhỏ  Khi đó, tia sáng truyền song song với trục x không bị khúc xạ Trong trường hợp tia sáng vào môi trường xa vô Đường tia sáng có dạng Bài 4: Dao động (4 điểm) Ý a) 1đ Điểm Nội dung mL2  mx Mơ men qn tính hệ J = 12 Mơ men qn tính ban đầu J0 = Áp dụng định luật 0,5 mL2 7mL2 L  m   12 48 4 bảo tồn mơ men động lượng : 0,5 12v0 7mL2 L   mv0    48 7L b) 2đ Tại thời điểm t, góc mà quay  = t Áp dụng định lý biến thiên mô men động d dJ ( J )  mgx cos .t  mgx cos .t   dt dt  mgx cos .t  .2mx x Tích phân hai vế : : 1,0 dx g  dx  cos .tdt dt 2  dx  x0 lượng t g L g cos .tdt  x   sin t  2 2 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 x= c) 1đ g 2 sin t  12V0 L g 49L2 49 gL2 L  A  ; B   ; C 2 144V0 288V0 72 Điều kiện để nhện bò tới đầu : Xmax ≥L/2 Mà xmax = A + 0,5 0,5 L 49 gL2 L   288V02 49 gL2 L   V0  gL 288V0 12 0,5 Bài : Phương án thực hành (3 diểm) Ý Gợi ý đáp số Điểm 0,5 Mắc mạch điện sơ đồ hình vẽ A Nguồn 220V 50Hz Cường độ dòng điện qua mạch I 0,5  d  U     R2     0S   I     d R2      0S  U  d  U Đặt X  R ; Y     Y  X     I   0S  2 2  d  d Khi R =  Yc   (1)   Yc 0S  0S  0,5 Tại điểm tụ bắt đầu bị đánh thủng, ta có giá trị u t  U0Cmax  I0t ZC 0,5 ut  d U U (2) I0t   Etd  Et  C 0S X t  YC 0S X t  YC Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 E t  U (2) 0S Yt Đặt giá trị điện trở khác từ hộp trở mẫu, ghi giá trị R dòng điện I tương ứng vào bảng sau STT R I X=R2 Y=(U/I)2 … … … … … … … … … … 0,25 0,5 Dựng đồ thị phụ thuộc Y=(U/I)2 theo X=R2 Nhận xét: - Giao điểm đoạn thẳng AB kéo dài với trục tung YC cho phép xác định số điện môi  theo công thức (1) Xác định điện trường đánh thủng : Phần đường cong phi tuyến BC ứng với giai đoạn tụ bị đánh thủng Tại điểm bắt đầu bị đánh thủng (điểm B) có tọa độ (Xt;Yt), từ xác định điện trường đánh thủng theo công thức (2) - HẾT - 0,25 ... Huyền – SĐT: 0934 694 670 TRƯỜNG THPT CHUYÊN HẠ LONG ĐÁP ÁN MƠN: VẬT LÍ – KHỐI 11 QUẢNG NINH NĂM HỌC 2017 – 2018 (ĐỀ THI ĐỀ XUẤT) Thời gian làm 180 phút (Đề có 02 trang, gồm câu) Lưu ý: Các cách... thủng Et lớp chất điện mơi lòng tụ điện Cho dụng cụ sau: - 01 hộp điện trở mẫu có dải giá trị nguyên từ  -1 0 M; - 01 nguồn điện xoay chiều f = 50 Hz, U = 220 V; - 01 ampe kế xoay chiều; - 01 tụ... bước tiến hành thí nghiệm, lập bảng biểu cần thi t để xác định  Et Hết Người đề: Nguyễn Thị Thi – SĐT: 01685 437 000 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Trần