14 đề và đáp án đề xuất môn vật lí 11

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG NAM ĐỊNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2022- 2023 MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 11 (Thời gian làm 180 phút) ĐỀ thi THI ĐỀ02 XUẤT (Đề gồm trang) Bài Một cầu rắn không dẫn điện tâm O, bán kính R, số điện mơi    , có điện tích khối  r R , 0 số r khoảng cách tính từ tâm cầu phân bố không đều: Một điểm M nằm cầu, cách tâm O cầu khoảng r (r < R) a) Tính điện tích tồn phần cầu b) Tính cường độ điện trường điểm M c) Tính điện M Bài Hệ “súng điện từ” gồm hai ray có điện trở khơng B K đáng kể đặt song song, cách khoảng l mặt phẳng nằm ngang Các ray nối với l C R qua tụ điện có điện dung C, tích đến hiệu điện U0 Hệ đặt từ trường thẳng đứng B Người ta đặt vng góc lên hai ray dẫn có khối lượng m U0 m điện trở R Bỏ qua độ tự cảm hệ, ma sát Hình dẫn ray Dấu tụ chọn cho chuyển khóa K, dẫn bị bắn xa tụ (Hình 1) a) Tìm tốc độ tối đa mà đạt tụ cịn phóng điện b) Gọi hiệu suất “súng điện từ” tỉ số động mà nhận lượng tụ điện lúc đầu Tìm điều kiện để giá trị hiệu suất cực đại Bài 3.1 Xét khối cầu suốt có bán kính R, chiết suất n, đặt khơng khí Hình Ta coi khối cầu suốt thấu kính cầu Một điểm sáng S nằm trục thấu kính cách tâm thấu kính khoảng d , cho ảnh S' cách tâm thấu kính khoảng d ' Chứng minh cơng thức thấu kính cầu 1 n   Hình d d' R n 3.2 Một bể cá hình cầu, bán kính R làm thủy tinh mỏng, suốt, chứa đầy nước Người quan sát đặt mắt M khoảng cách xa bể cá, nhìn theo đường kính AB hình cầu Phía sau bể cá đặt gương phẳng vng góc với đường kính AB cách tâm cầu khoảng R Trên đường kính AB có Hình cá nhỏ (xem điểm sáng S), bơi dọc theo AB từ B đến A với vận tốc v0 khơng đổi Hình Cho chiết suất khơng khí 1, chiết suất nước n=4 /3 Đúng lúc cá qua tâm O a) Xác định vị trí hai ảnh cá mà người nhìn thấy b) Tính vận tốc hai ảnh nói từ suy tốc độ tương đối chúng Bài Cho hệ dao động, lò xo nhẹ chiều dài tự nhiên L có độ cứng 2k k gắn với vật có kích thước nhỏ (coi chất điểm) có khối lượng m 2m, trượt khơng ma sát mặt L phẳng ngang Ban đầu vật để vị trí cho chiều dài xo khoảng cách hai vật L ( hình 4).Vào thời điểm t = 0, thả nhẹ đồng thời hai vật chúng chuyển động đến va chạm hoàn toàn mềm với a) Xác định biên độ dao động vận tốc cực đại hệ vật b) Xác định khoảng thời gian từ thả hệ vật đến hệ có tốc độ cực đại lần ( bỏ qua khoảng thời gian va chạm hai vật) 2k m 2m k Hình Bài Cho dụng cụ linh kiện sau: + Một nguồn điện không đổi có điện trở r biết suất điện động E chưa biết + Một điện kế hiển thị kim có vạch O bảng hiển thị có điện trở Rg chưa biết + Điện trở R1 điện trở R2 biết + Một biến trở điều chỉnh đến giá trị cụ thể + Một điện trở Rx chưa biết + Một công tắc + Dây nối phù hợp Em trình bày phương án tiến hành để xác định Rx - HẾT - HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KV DH & ĐB BẮC BỘ TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG NAM ĐỊNH Bài 1: a KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ NĂM HỌC 2022- 2023 MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 11 HƯỚNG DẦN CHẤM ĐỀ2 THI ĐỀr XUẤT dq  dV  4 r dr  R 4 r dr  Q = 0 R b Áp dụng định lý O - G ta suy được: E.4 r  r r  dV  q 0 0   0 r 4 r dr R  0 4 r 0 4 r E.4 r  r d r   R   R  E 0 r 4 R c Đặt OM = r0 Ta có: V (R)  dV Edr  R  dV  Edr V (r ) r R   R  R2 Q V (r )  V ( R)  r dr V ( R)    4R 4 R 4 R 4 r với V (r )  Do 0 R 0  R3 r  0    4R3  r    4 4R  3  12R Bài 2: Phương trình định luật Newton: F ma BI m dv dQ B dt dt Tích phân lên ta được: Ta lại có: E mv max B Q0  Q  Q Q Bv  IR  Bv max C C Giải ta được: v max  BCU m  B2 2 C (1) (2) m  BCU  mv 2max    m  B2 2C  Động cực đại thanh: 2 CU 02 Năng lượng tụ ban đầu: Hiệu suất “súng”:   mB2 2 C  m  B  C 2   m B2 2C      B22C m   0, 25 2 Điều kiện cực đại m B  C Bài 3: 3.1 Sơ đồ tạo ảnh: Sd ,KK LCC d ❑ S LCC d , KK❑ S2 ,n d , n → ' ' → Ta có: Rn d 1 n n−1 + '= → d '1= d1 d1 R ( n−1 ) d 1−R Mặt khác: d '1 +d 2=2 R → d2 = ( n−2 ) d 1−2 R R ( n−1 ) d1 −R Lại có: R−(n−2)d n 1−n + '= → d '2= R d d −R ( n−1 ) d 1+ ( n−2 ) R Đặt: d + R=d ; d'2 + R=d ' Thì: ( d¿ ¿1+ R) nR d'= ¿ ( n−1 ) d 1+ ( n−2 ) R Suy ra: 1 n−1 + = (¿) d d' R n Công thức (¿) gọi cơng thức thấu kính cầu Khi d=∞ ta tiêu cự thấu kính: nR f= 2(n−1) 3.2 Xét trình tạo ảnh thứ nhất: Sd ,n LCC ( A ) d ,KK❑ S1 → ' Với d 1=R thì: '2 d n 1−n + '= → d '1=−R → v 1=−n 12 (−v 01)= v 01 d d −R d1 Xét trình tạo ảnh thứ hai: Sd ,n LCC ( B ) d , KK❑S d GP ❑ S❑ d 3d → ' → ' ❑ , KK LCC ( B ) d , nS d , n LCC ( A ) d , KK❑S5 ' → → ' Với d 2=R thì: '2 d n 1−n −4 + '= → d '2=−R → v 2=−n 22 v 02= v d d −R 02 d2 d 3=2 R−d '2=3 R →d '3 =−d 3=−3 R → v 3=−v 2= v '2 d =2 R−d '3=5 R −d ' → d =10 R → v = v 3=−4 v 02 n n−1 4 + '= n d 24 d4 d4 R { { d 5=2 R−d'4=−8 R d'52 v ' → d =2 R → v =−n v = 02 n 1−n 5 + = d5 d d '5 −R Vậy: Vận tốc ảnh thứ nhất: v1 =4 v 01 /3 Vận tốc ảnh cuối trình tạo ảnh thứ hai: v5 =v 02 /3 Mặt khác ta lại có: v 01=−v 02 Suy hai ảnh chuyển động ngược chiều nên vận tốc tương đối chúng có độ lớn v / Bài 4: 2k 2m m k x Chọn trục tọa độ 0x hình vẽ Phương trình dao động vật A B có khối lượng m 2m thứ tự x1  L 2k L k cos t, x2  cos t m 2m L k L 2k cos t0  cos t 0 2m m Khi gặp x1= x2 hay    2k  1  2k k  Lcos      t0cos     2m     m  2  m   1  cos      2   cos        2   k   t 0 2m   1  2k 2k k  k     t       t0 (2n  1) m 2m  2m   2  m      2k 2k k  k     t0       t0 (2n  1) m 2m   m 2m        2k k      t0    2m   2  m Giải ta lấy nghiệm có thời điểm nhỏ Rút thời điểm hai vật gặp lần Li độ gặp vận tốc vật v10  x0  t0   2m k L k L cos t0  2m v L 2k L 6k L 2k  , v20   10 m m m 2 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng V0  Kh mv01  2mv02 L A   vM  A 0 3m 3m chứng tỏ x0 = A biên độ dao động hệ K h  3K Hệ tương đương có hai lị xo mắc song song độ cứng hệ Vận tốc cực đại L K VM= m , 2 3m m  2 3k k 2) Chu kỳ dao động hệ T= Thời gian từ thả đến hệ có vận tốc cực đại lần  2m 2  t = t0 + T/4 = k m k Bài - Cơ sơ lí thuyết: mạch cầu cân - Tiến hành: + Mắc mạch hình vẽ: Điều chỉnh Rb cho điện kế số không Rx Rb Xác định giá trị Rx theo công thức: Lặp lại phép đo nhiều lần (tối thiểu 5-7 lần) Điền giá trị đo vào bảng sau Lần R2 R1 Giá trị TB Rx Rx ΔRRx Rx Kết thu Rx Rx Rx