Đề thi môn vật lý khối 11 năm 2015 thời gian làm bài 180 phút trườngTHPT chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm tỉnh Quảng Nam11374

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 11 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM NĂM 2015 TỈNH QUẢNG NAM Thời gian làm 180 phút ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề có 02 trang, gồm 05 câu) Câu 1: (Tĩnh điện) Một lượng chất lỏng tích V với mật độ điện khối ρ đồng phun vào phịng, tạo thành giọt hình cầu Giả sử tất giọt nhỏ có bán kính R Bỏ qua lực tương tác giọt cho V >>R3 a Tính tĩnh điện giọt riêng lẻ? b Tính tổng lượng điện tất giọt? c Cho hệ số căng mặt chất lỏng σ Tính tổng lượng mặt ngồi giọt chất lỏng d Tính bán kính cân giọt chất lỏng? Câu 2: (Từ - Dòng điện): Một xylanh rỗng có chiều dài l, bán kính r độ dày d, l >> r >> d, làm từ vật liệu có điện trở suất  Một dòng điện I biến thiên theo thời gian chạy qua xylanh theo hướng tiếp xúc với bề mặt I xylanh (như hình vẽ) Xylanh cố định để di chuyển , cho từ trường r tạo yếu tố bên suốt câu hỏi a Tìm cảm ứng từ bên xylanh, biểu diễn theo I, chiều xylanh (l, r, d) số l b Tìm mối quan hệ suất điện động  tạo dọc theo chu vi mặt cắt xylanh với chiều xylanh (l, r, d), độ biến thiên dòng điện theo thời gian dI số dt c Tìm mối quan hệ  với cường độ dòng điện I, điện trở suất  chiều xylanh (l, r, d) d Cường độ dòng điện t =0 I0 Cường độ dòng điện I(t) thời điểm t > Câu 3: (Dao động cơ) Một hệ dao động hình vẽ Lị xo khơng khối lượng có độ cứng k nối với phẳng nhỏ B khối lượng m mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang Q trình dao động hệ mơ tả sau: Lò xo đẩy phẳng từ B đến A dừng lại, sau vật khối lượng M đặt nhẹ lên làm cho phẳng vật chuyển động xuống đến vị trí B vật rơi xuống lỗ sau phẳng lại chuyển động ThuVienDeThi.com M Vật rơi vị trí m Lị xo α B A lên đến điểm A dừng nhận vật có khối lượng M xuống Q trình lặp lặp lại Khoảng cách hai vị trí A,B L, hệ số ma sát động hệ số ma sát tĩnh vật phẳng với mặt phẳng ngang µ Chuyển động phía A hay B chuyển động điều hịa a Gọi µ0 hệ số ma sát ứng với trường hợp vật M bắt đầu trượt mặt phẳng nghiêng (khi khơng chịu tác dụng lị xo), cho hệ số ma sát   0 Tính µ theo g, α, M b Để cho hệ thống để hoạt động, cần phải có tỷ lệ xác khối lượng M vật khối lượng m phẳng Sao cho di chuyển xuống khối dừng lại điểm B, lên dừng lại điểm A Tìm tỷ lệ R  M m c Vật chuyển động từ A B thời gian T0, phẳng chuyển động từ B A thời gian T’ Tính tỉ sô T0/T’ d Tấm phẳng dao động số lần sau nhận vật cuối Xác định vị tri dừng lại so với điểm B Câu 4:(Quang hình) Sợi quang có chiết suất thay đổi, phần lõi có chiết suất biến đổi  n n y  theo quy luật n  n02 1  B    , B  , a bán 2   a   2 2n0 y n1 O n1 x kính phần lõi Phần vỏ có chiết suất n1 Xét tia sáng truyền tới tâm sợi O mặt phẳng trục lõi góc tới i0.Tìm quỹ đạo tia sáng chứng tỏ tia sáng cắt trục hoành điểm cách khoảng d Tính d Câu 5: ( Thựcnghiệm) Xác định điện dung tụ điện hóa Dụng cụ vật liệu: + Tụ điện cần đo điện dung + Các điện trở mẫu (giá trị điện trở biết) + Nguồn điện chiều + Vôn kế chiều + Đồng hồ đo thời gian + Các loại công tắc -Hết -Người đề: Nguyễn Hoàng Nam - ĐT liên hệ: 0983210195 Ký tên ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 11 Câu 1: Câu Đáp án a Nếu giọt chất lỏng hình cầu có bán kính r , có điện tích q   r 3 Điểm 0,25 bề mặt có điện r2   0,25 4 r 3 Để tăng bán kính thêm khoảng dr, điện tích thêm dq = 4πr2dr phải đưa vào từ vô cùng, tốn công 4 r  dU   dq  dr 3 0,25 Vì vậy, để tăng bán kính từ r = đến r = R đòi hỏi R 4 r  4R  U dr  3 15 0,25 Thế tĩnh điện giọt Ue = U q b Mỗi giọt tích Vi   R3 số lượng giọt chất lỏng n 0,5 V V 3V   Vi  R3 4 R3 Vì ta bỏ qua lực tương tác giọt, tổng lượng điện hạt đơn giản tổng lượng điện giọt: V 4 R  R   Ue  nU  V 15  R 0,5 c Mỗi hạt có diện tích bề mặt 4πR2, nên lượng căng bề mặt 4πR2σ Như câu trước, tổng lượng sức căng bề mặt tổng lượng hạt riêng biệt 1,0 3 V  Us  4 R 2 n  4 R 2 V R R ThuVienDeThi.com d Tổng từ hai nguồn  R  3   Utot   V  R   Trạng thái cân đạt tổng lượng tối thiểu;  R  3  d  V Utot   dr R   5 Cho giá trị khơng R  3  R 5 15 R3  2  15  R   2  0,25 0,25 0,5 Câu 2: a Từ trường bên xi lanh cho B = μ0I/l nên từ thông ΦB = BA = πμ0r2I/l Độ tự cảm L = ΦB/I = πμ0r2I/l b Suất điện động là: 0 r dI dI   L   dt l 0.5 0.5 1.0 dt c.Nhưng suất điện động tạo nên dịng điện, đó:ε = IR R 0.5 điện trở, tính R l' l’ chiều dài, A’ diện tích mặt cắt A' Ở chiều dài chu vi, 2rπ, A’ diện tích mặt cắt vật dẫn điện, ld Do đó: 0.5 2 r   I ld ThuVienDeThi.com Vậy từ hai phương trình ta có: 0 r dI 2 r I  ld Có thể viết lại thành: l  I   Khi đáp án 0.25 dt dI dt 0.25 2 0 rd I(t) = I(0)e-αt 0.5 Câu 3: a Để không bị trượt , từ sơ đồ, ta có Như vậy, μmg cos α ≥ mg sin α 0.5 μ ≥ tan α Vì μ0 = tan α  tan  0.5 b Trong chu kỳ, lượng đầu vào hệ thống MgLsin α Sự mát lượng đường lên Lμmg cos α mát lượng đường xuống Lμ(m + M)g cos α Vậy MgLsin α = Lμmg cos α + Lμ(m + M)gcos α 2μ cos α = sin α , nên M m mM   2m 2 M R 2 m 0.25 0.25 0.25 0.25 c Thời gian chuyển động từ B A T'   m k Thời gian chuyển động vật từ A B ThuVienDeThi.com 0.5 T0   mM 3m  k k T0  T' 0.5 d Như đề cập phần (c), chuyển động lên xuống chuyển động điều hòa, Các vị trí cân cho hai chiều khác Trong chiều lên, vị trí cân rõ ràng khoảng cách L / từ B, A, B hai biên dao động Đối với chiều xuống, vị trí cân dịch khoảng y cho ky   mg cos  mg sin  Do đó, điểm dừng (vị trí biên) nằm cách B n(2mg sin α)/k L - n (2mg sin α)/k cho số nguyên n Các ngừng vĩnh viễn n(2mg sin α)/k > L/2 L - n(2mg sin α)/k < L/2 + (mg sin α)/k, điều kiện xảy (điều kiện tương ứng với xuống dừng lại phía trung điểm, điều kiện thứ hai tương ứng với lên dừng lại phía điểm cân ) Điều kiện thứ hai viết lại sau 0.25 0.25 0.25 0.25 1   n   (2 mg sin  ) / k  L /   Câu 4: Chia thành lớp mỏng mặt phẳng vuông góc với trục Ay cho chiết suất lớp không thay đổi n1, n2, n3 …do phần truyền tia sáng lớp xem đoạn thẳng Áp dụng định luật khúc xạ ta có: 0.25 n0sini0 = n1sin1 = n2sin2 … = nsini  sin i  Từ hình vẽ ta có: Từ (1) (2)  tan i  n0 sin i0 n dx sin i  dy  sin i (1) n0 sin i0 dx  dy n  n02 sin i0  a sin i  y  Thay n  n 1  B    vào ta dx  2 dy  a   a cos i0  By  0.25 (2) ThuVienDeThi.com 0.25 (3) 0.5 y y d i2 O i1 x i0 x Hình vẽ 10 Đặt y  Thay vào (3) ta có dx  acosi0 acosi0 sin t  dy  cos tdt 2B 2B a sin i0 B  sin t ar sin  x 2B y a cos i0  a sin i0 a sin i0 dt  2B 2B  x a sin i0 2B y ar sin a cos i0 2B Hay 0.5 cos tdt ar sin 2B y a cos i0 0.5 n02  n12 a cos i0 n0 a cos i0 2B y sin x sin x a sin i0 n0 a sin i0 2B n02  n12 0.5 0.25 Vậy quỹ đạo tia sáng đường hình sin Hàm y  n02  n12 sin x cắt trục Ox điểm cách n0 a sin i0 n02  n12 n0 a cos i0 khoảng : d  0.5   n0 a sin i0   n02  n12 0.5 Câu Cơ sở lý thuyết: Tích điện cho tụ điện đến giá trị U0 sau nối tụ điện với điện trở cho trước R Hiệu điện tụ giảm theo quy luật hàm mũ U  U0 e t e RC   t RC U0 t U   ln U RC U ThuVienDeThi.com 0.25 0.25 t RC 0.25 U0 t U   ln U RC U t C 0.25 U0 R ln U Đo hiệu điện U0 U, thời gian phóng điện từ U0 đến U thay vào cơng thức tính giá trị C Các bước tiến hành: Lắp sơ đồ mạch điện hình vẽ: 0.5 e  K  CR V Chuyển cơng tắc K sang vị trí nguồn để tích điện cho tụ C Sau thời gian tích điện chuyển cơng tắc sang vị trí nối với R Đồng thời bấm đồng hồ tính quan sát vôn kế để đọc giá trị U0 sau khoảng thời gian t đọc hiệu điện U Ghi giá trị đọc vào bảng Lần đo U0(V) U(V) t C Tính giá trị trung bình C: C  C2  C3 C Tính sai số trung bình C1  C  C2  C  C3  C C  Két C đo được: C  C  C Nguyễn Hoàng Nam - ĐT liên hệ: 0983210195 Ký tên ThuVienDeThi.com 0.25 0.25 0.5 0.5 1.0 ... tắc -Hết -Người đề: Nguyễn Hoàng Nam - ĐT liên hệ: 0983210195 Ký tên ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÝ KHỐI 11 Câu 1: Câu Đáp án a Nếu giọt chất lỏng... R 2 m 0.25 0.25 0.25 0.25 c Thời gian chuyển động từ B A T'   m k Thời gian chuyển động vật từ A B ThuVienDeThi.com 0.5 T0   mM 3m  k k T0  T' 0.5 d Như đề cập phần (c), chuyển động... m phẳng Sao cho di chuyển xuống khối dừng lại điểm B, lên dừng lại điểm A Tìm tỷ lệ R  M m c Vật chuyển động từ A B thời gian T0, phẳng chuyển động từ B A thời gian T’ Tính tỉ sơ T0/T’ d Tấm