Giáo án vật lý Vat li 11 de chinh thuc

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN VÙNG DH&ĐB BẮC BỘ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LẦN THỨ XIV, NĂM 2023 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ - LỚP 11 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 15 tháng năm 2023 ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi gồm 03 trang) Câu (4,0 điểm) “Đám mây điện từ” Một hệ điện tích tạo trường tĩnh điện mà điện trường có tính đối xứng cầu, cho biểu thức: V ( r )= q r 1+ e π ε0 r a ( ) −2 r a ( q> ) Trong r khoảng cách từ điểm khảo sát đến đến tâm O, a số dương a) Hãy tìm tổng điện tích Q(r ) hình cầu tâm O bán kính r mật độ điện tích khối ρ ( r ) vị trí bán kính r Nêu nhận xét phân bố điện tích hệ b) Tìm biểu thức lượng liên kết hệ Cho lim 1−e−x x→0 x =1 “Mẫu nguyên tử hiđrô cổ điển Thomson” Trong mẫu này, hạt nhân nguyên tử biểu diễn khối cầu bán kính R, bên khối cầu có điện tích e ( e> )được phân bố Electron có điện tích – e có khả chuyển động bên khối cầu a) Giả sử electron chuyển động bên bên ngồi hạt nhân Hãy tìm lực tác dụng ⃗ F ( r ) hạt nhân lên electron theo khoảng cách r tính từ tâm hạt nhân đến electron b) Xét chuyển động electron bên hạt nhân ngun tử: b1) Tìm vị trí cân bền r0 , ⃗ v ) Tìm phương trình r⃗ ( t )mơ tả chuyển b2) Biết thông số ban đầu electron (⃗ động electron Hình dạng quỹ đạo gì? Trang 1/3 E0 , hạt nhân giả thiết đứng yên Với giá trị c) Đặt nguyên tử vào điện trường ⃗ E0 nguyên tử bị ion hóa? ⃗ Câu (5,0 điểm) Một cầu rỗng tích điện mật độ điện mặt , bán kính R quay quanh trục thẳng đứng cố định qua tâm với tốc độ góc Ω khơng đổi (hình 1a) Tính cảm ứng từ cầu rỗng gây tâm Một nam châm hình trụ có chiều dài L lớn so với bán kính đáy nó, lại nhỏ so với bán kính cầu Thanh nam châm đặt tâm cầu cho trục trùng với trục quay cầu (hình 1b) Từ trường nam châm từ trường cầu hướng Biết nam châm khối lượng M , quay tự quanh trục qua tâm nam châm vng góc với trục quay cầu Kéo lệch khỏi vị trí cân góc bé, chứng tỏ dao động điều hịa tìm tần số góc ω dao động Cho momen từ nam m Bỏ qua tượng cảm ứng điện từ khơng có xạ điện châm ⃗ từ Biết momen từ quay xạ điện từ với cơng suất μ0 Hình 1a Ω (( ⃗m´ )) ´ đạo hàm bậc hai theo (trong ⃗ m 6πc m ) giả thiết tốc độ góc dao động thay đổi bé thời gian ⃗ chu kỳ Hãy tìm hàm tần số góc dao động hàm theo thời gian Coi gần biên độ góc khơng đổi, có tần số góc ω thay đổi theo thời gian Cho θ0 , ω 0lần lượt biên độ góc tần số góc chu kỳ theo hệ thức Larmor P= Ω Hình 1b Câu (4,0 điểm) Khi sản xuất bình đặc hình cầu thủy tinh, người ta đặt hoa hồng nhỏ vào phía Bình thủy tinh có bán kính R , chiết suất n đồng Tìm vị trí đặt bơng hoa để người quan sát ln thấy hình ảnh rõ nét hoa ngắm hoa từ vị trí xung quanh bình cầu Xác định độ phóng đại ảnh bơng hoa Chú thích: Trong hình 2a kí hiệu : mơ tả vùng quan sát tồn khơng gian quanh bình Tìm vị trí khác (so với vị trí tìm ý 1) để đặt bơng hoa mà người quan sát ln thấy hình ảnh rõ nét hoa ngắm hoa nửa thích hợp quanh bình cầu Xác định độ phóng đại ảnh bơng hoa Chú thích: Trong hình 2b kí hiệu : mô tả vùng quan sát nửa Bình cầu Hình 2a Bình cầu Trang 2/3 Hình 2b khơng gian quanh bình Cho R=9 cm, n=1,5 ;đặt hoa cách tâm cầu cm người quan sát đặt mắt cho mắt, tâm cầu hoa nằm đường thẳng d Chỉ xét chùm tia với góc mở nhỏ sát đường thẳng d Xác định vị trí độ phóng đại ảnh hoa Câu (4,0 điểm) Cho hệ hình Các vật nhỏ có khối lượng m 1=m2=m Khoảng cách hai ròng rọc cố định L Bỏ qua ma sát trục, kích thước khối lượng rịng rọc Các sợi dây nhẹ, không dãn, đủ dài để không xảy va chạm Kí hiệu φ góc hai sợi dây nối với vật m hệ cân Tìm φ Nâng vật m lên đến vị trí hai rịng rọc thả nhẹ Tìm vận tốc vật m qua vị trí cân Hình 3 Khi hệ vị trí cân bằng, người ta làm vật m lệch đoạn nhỏ theo phương thẳng đứng thả nhẹ Chứng minh hệ dao động điều hịa Tính chu kì dao động n ( n−1 ) n ε +… với ε ≪ Có thể sử dụng cơng thức: ( 1+ε ) ≈ 1+nε + 2! Câu (3,0 điểm) Tính tỉ số cảm ứng từ hai nam châm Cho thiết bị: - Giá đỡ có kẹp; - Một đĩa nhơm có trục quay, trục quay dây (hình 4); - nam châm hình chữ U có khe đủ rộng; - cân, nặng gấp đơi kia; Hình - Đồng hồ bấm giây, thước; - Dây mảnh không dãn Hãy xây dựng phương án thí nghiệm đo tỉ số cảm ứng từ lòng nam châm ………………………HẾT……………………… Họ tên thí sinh: ………………………………… Số báo danh: ……………………… Lưu ý: - Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Trang 3/3 - Cán coi thi không giải thích thêm Trang 4/3