TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG * ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN:VẬT LÍ LỚP:11 Đề thi có 02 trang, 05 câu Câu (4 điểm): Hai điơt khơng lí tưởng giống I có đường đặc trưng vơn-ampe hình mắc vào mạch điện hình Cho biết R = 16Ω, r = 4Ω, suất điện động nguồn lí tưởng E = 4V, điện dung tụ C = 100µF Các tham số đường đặc trưng vôn- ampe điôt: U0 = 1V, I0 I0 = 50mA + a) Đóng khóa K, hỏi tụ nạp đến hiệu O U0 điện bao nhiêu? +0 Hình b) Sau nạp điện cho tụ, mở khóa Tính nhiệt lượng tỏa R điôt Câu (4 điểm): Một khung dây dẫn hình chữ nhật abcd đặt mặt phẳng thẳng đứng ab cạnh nằm ngang chiều dài l1, bc dài l2, khối lượng khung m, điện trở R Phía khung khu vực từ trường đều, cảm ứng từ B, có phương vng góc với mặt phẳng khung dây hình vẽ Giới hạn khu vực từ trường đường thẳng PP' QQ' song song với ab chúng cách khoảng H (H > l2) Cạnh cd khung dây cách PP' khoảng h Thả cho khung dây rơi tự mặt phẳng thẳng đứng Biết sau khung dây tiến vào từ trường trước cạnh ab qua biên PP" vận tốc khung dây đạt tới đạt tới giá trị tối đa Hỏi trình từ khung dây bắt đầu rơi xuống đến cạnh cd chạm biên QQ' lực ampe từ trường tác dụng vào khung dây thực công bao nhiêu? Đ1 Đ2 K E C R r U Hình l1 a b l2 d c h P P' H Q Q' Câu (4 điểm): Một thấu kính phân kì có độ lớn tiêu cự 0,6m đặt cho tiêu điểm trùng với đỉnh gương cầu lõm đồng trục với Tính tiêu cự gương, biết vật thật đặt vị trí trước thấu kính qua hệ cho ảnh cuối thật Câu (4 điểm): Một mảnh đồng chất có chiều dài L = 2(m), khối lượng m dựng thẳng đứng mặt phẳng nhẵn nằm ngang Sát đầu có vật nhỏ khối lượng m Thanh bắt đầu đổ xuống theo chiều hình vẽ Tìm vận tốc lớn vật nhỏ Lấy g = 10m/s2 ThuVienDeThi.com Câu (4 điểm): Cho dụng cụ sau: - Một thấu kính phân kì - Một thấu kính hội tụ - Một đèn sáng nhỏ - Một thước đo có vạch chia đến milimet - Một tối cố định - giá đỡ cần thiết Hãy trình bày giải thích phương án thí nghiệm để xác định tiêu cự thấu kính phân kì - HẾT NGƯỜI RA ĐỀ Nguyễn Tuyết Hạnh 0915.480.459 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI ĐÁP ÁN MƠN:VẬT LÍ ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG LỚP: 11 Hướng dẫn chấm Câu Điểm Đ1 I điểm Đ2 K E C R r I0 + O U0 +0 U Hình Hình a) Giả sử sau đóng khóa K mạch ổn định cường độ dịng điện qua điơt I > I0, hiệu điện hai đầu điôt U0 Cường độ dòng điện E 2U mạch là: I = 0,1A > I0 Vậy điều giả sử Rr Hiệu điện hai tụ: U = U0 + IR = 2,6V 0,5 điểm 0,5điểm b) Mở khóa K, tụ phóng điện qua Đ2 , có giai đoạn: Giai đoạn 1: Tụ phóng điện đến hiệu điện điôt bắt đầu giảm Cuối giai đoạn hiệu điện tụ là: U' = I0R + U0 = 1,8V 0,5điểm Điện lượng tụ phóng: Δq = C( U - U') = 8.10-5 C Nhiệt lượng tỏa điôt Đ2: Q1Đ = U0.Δq = 8.10-5 J 0,5điểm Áp dụng định luật bảo tồn lượng ta tính nhiệt lượng tỏa R: CU CU ' Q1R = Q1Đ 9,6.10-5 J 2 Giai đoạn 2: Từ lúc hiệu điện điôt bắt đầu giảm đến tụ phóng hết điện Trong giai đoạn xem điơt điện trở có giá trị RĐ = U0/I0 = 20Ω Q R 20 Ta có: Đ Đ Q2 R R 16 CU '2 = 1,62.10-4 J Do đó: Q2Đ = 9.10-5J; Q2R = 7,2.10-5J Vậy tổng nhiệt lượng tỏa R QR = Q1R + Q2R = 16,8.10-5J tổng nhiệt lượng tỏa điôt Đ2 Q2Đ = Q1Đ + Q2Đ = 17.10-5J Mà Q2Đ + Q2R = 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm ThuVienDeThi.com Câu điểm Câu điểm Hướng dẫn chấm Gọi vận tốc khung dây cạnh cd chuyển động đến biên PP' vùng từ trường v1 thì: mv12 mgh (1) Sau cạnh cd vào vùng từ trường, khung dây chịu lực cản từ trường gia tốc trọng trường khung rơi xuống (theo đề bài) Gọi Δh1 khoảng cách mà cạnh cd rơi xuống qua biên PP'và lúc vận tốc khung cực đại v0 lúc suất điện động cảm ứng cd E = B.l1.v0, dòng E Bl v điện qua khung dây là: I R R B l12 v0 Lực Ampe tác dụng vào khung: F BIl1 R mgR Điều kiện để vận tốc cực đại F = mg ta v0 2 (2) B l1 Từ cạnh cd rơi đến biên PP' đến cd qua biên đoạn Δh1 cơng trọng lực thực A1 = mgΔh1 công lực Ampe A2 Theo định lí động 1 năng: A1 + A2 = mv02 mv12 (3) 2 m3 g R Thay (1) , (2) vào (3) ta tìm A2 = (4) mgh mgh1 B l14 Sau đạt vận tốc v0, khung chuyển động Khi khung chuyển động khoảng Δh2 = l2 - Δh1 cạnh ab vào từ trường (qua PP") Quá trình cạnh cd chuyển động xuống đoạn Δh2 cơng trọng lực A1' = mg Δh2; công lực Ampe A2' vận tốc khung không đổi nên theo định lí động A1' + A2' = 0, A2' = -A1' = - mg Δh2 = - mg(l2 - Δh1) (5) Sau toàn khung dây vào từ trường bc chạm biên QQ' lực Ampe tác dụng lên tồn khung dây không, công lực Ampe khơng, khung dây cịn chịu tác dụng trọng lực Vậy cơng lực Ampe tồn q trình là: m3 g R A = A2 + A2' = mg l h B l14 Hướng dẫn chấm Bài giải: TK GC TK Sơ đồ tạo ảnh: S d1 d1 ' S1 d d ' S d d ' S Để ảnh S3 thật ảnh S2 phải vật ảo thấu kính Tức S2 phải nằm bên phải thấu kính Theo cơng thức thấu kính phân kì cho trường hợp vật ảo, ảnh thật ( d,d',f dương) ta có: d f 1 suy d ' k Do d ' d f k f k d3 d d '3 fk Vì S2 nằm bên phải thấu kính cách thấu kính đoạn lớn tiêu cự nên ảnh S2 cách gương cầu đoạn d2': f k d '2 f k Vật gương ảnh S1, S1 ảnh ảo nguồn thật S qua thấu kính lần thứ theo cơng thức thấu kính cho trường hợp ta có: d f 1 d1' k d1 d '1 fk d1 f k Do khoảng cách d1 từ S đến thấu kính thay đổi từ đến nên khoảng cách từ Điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm Điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm ThuVienDeThi.com S1 đến thấu kính d1' thay đổi từ đến fk Vậy khoảng cách từ S1 đến gương d2 = fk + d1' thay đổi khoảng từ fk đến 2fk; f k d f k Như gương ta có khoảng cách từ vật đến gương là: f k d f k (1) khoảng cách từ ảnh đến gương là: f k d ' f k (2) 1 1 1 Từ công thức gương: (3) ' d d '2 f g d2 f g d2 Từ (2) (3) suy ra: 1 1 1 1 (4) fk f g d2 fk fk d2 f g fk d2 1 (5) fk d2 fk 2f f g k 0,4m Từ (4) (5) suy ra: f g fk 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm Từ (1) suy Câu 4 điểm 0,5điểm Hướng dẫn chấm Gọi G khối tâm hệ, AG = L/4 Do khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ theo phương ngang nên khối tâm G hệ chuyển động theo phương thẳng đứng Trong trình đổ xuống, vật nhỏ m chưa tách khỏi vận tốc vật nhỏ m vận tốc đầu A Khi vận tốc vật m cực đại tách khỏi chuyển động thẳng Xét thời điểm hợp với phương ngang góc α: tọa độ khối tâm G theo L phương thẳng đứng cách mặt phẳng ngang là: yG = sin 4v G L L Vận tốc khối tâm G là: vG = yG' = cos ' = cos (1) 4 L cos Áp dụng định luật bảo tồn cho hệ vị trí ban đầu vị trí góc lệch v2 I L α so với phương ngang: 2mg (1- sinα) = 2m G G (2) 2 Moomen quán tính hệ với trục quay vng góc với qua khối tâm hệ là: 1 (3) I G mL2 mL2 mL2 mL2 12 16 16 24 gL 1 sin cos (4) cos Mặt khác dọc theo phương GA ta có: vAcosα = vGsinα (5) Thay (1), (3) vào (2) ta được: vG gL 1 sin sin Từ (4) (5) suy ra: v A (6) sin gL.sin cos sin 24 sin 16 ' Đạo hàm (6) ta v A 24 gL1 sin sin sin Cho vA' = ta α 45,40 Thay α 45,40 vào (6) ta vA 0,82m/s Điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,25điểm 0,25điểm 0,5điểm 0,5điểm 0,5điểm ThuVienDeThi.com Câu Hướng dẫn chấm - Đặt đèn nhỏ S trước thấu kính hội tụ cho tạo chùm sáng song song - Đặt thấu kính phân kì hứng chùm song song đó, chiếu lên tối - Hình vẽ Điểm 0,5điểm 0,5 điểm 1điểm - Tính tiêu cự thấu kính phân kì: Xét tam giác đồng dạng FOP FHN: FO OP (1) FO OH HN 1điểm Dùng thước đo độ dài OH, OP, HN thay vào (1) ta tính OF = f: tiêu cự 1điểm thấu kính phân ThuVienDeThi.com ... Hạnh 0915.480.459 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI ĐÁP ÁN MƠN:VẬT LÍ ThuVienDeThi.com TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG LỚP: 11 Hướng dẫn chấm Câu Điểm Đ1 I điểm Đ2 K E C R r I0 + O U0 +0 U Hình Hình... cần thi? ??t Hãy trình bày giải thích phương án thí nghiệm để xác định tiêu cự thấu kính phân kì - HẾT NGƯỜI RA ĐỀ Nguyễn Tuyết Hạnh 0915.480.459 TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI ĐÁP ÁN MƠN:VẬT LÍ ThuVienDeThi.com... G hệ chuyển động theo phương thẳng đứng Trong trình đổ xuống, vật nhỏ m chưa tách khỏi vận tốc vật nhỏ m vận tốc đầu A Khi vận tốc vật m cực đại tách khỏi chuyển động thẳng Xét thời điểm hợp với