11vinh long 2018

Trên đĩa gắn một vành rấtnhẹ có bán kính r  , trên vành quấn một sợi dây nhẹ không dãn, đầu kia của dây được nốivới vật có khối lượng m, vắt qua một ròng rọc nhẹ.Ban đầu cho đĩa nằm giữ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH LONGTRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM

ĐỀ ĐỀ NGHỊ

KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ XXIV - 2018MÔN VẬT LÝ 11

Câu 1: (5 điểm)

Cho cơ hệ như hình vẽ Đĩa đồng chất có khối lượng m, bán kính R. Xe đẩy có khối

lượng M 2m, chiều dài L1m Xe có thể chuyển động dễ dàng Trên đĩa gắn một vành rấtnhẹ có bán kính

r  , trên vành quấn một sợi dây nhẹ không dãn, đầu kia của dây được nối

với vật có khối lượng m, vắt qua một ròng rọc nhẹ.

Ban đầu cho đĩa nằm giữa xe đẩy, dây được giữ căng Sau đó người ta thả nhẹ cho hệchuyển động Biết rằng đĩa lăn không trượt trên xe Cho g 10 m/s2 Xác định thời gian đĩalăn trên xe và quãng đường vật m rơi xuống tương ứng.

Câu 2: (5 điểm)

Một vật rắn códạng tấm phẳng,mỏng, đồng chất hình bán nguyệt tâm O, khối lượng m, bán kính R.Tấm phẳng có thể chuyển động quay trong mặt phẳng thẳng đứng,không ma sát quanh trục cố định vuông góc với mặt phẳng của tấm quaM nằm trên đường kính và cách O một khoảng bằng R như hình vẽ.

1 Xác định vị trí khối tâm G của tấm phẳng.

2 Chứng minh rằng tấm phẳng dao động điều hòa, suy ra chu kì daođộng của tấm phẳng?

3 Bây giờ ta xét trường hợp trục quay cố định vuông góc với mặtphẳng của tấm qua tâm O Trên đường OG qua khối tâm, người ta gắn thêm một vật nhỏ khốilượng m1 = m/2 vào tấm, cách O một đoạn x Cho hệ dao động điều hòa quanh trục qua O.Tìm x để chu kỳ dao động của hệ là nhỏ nhất, tìm chu kì đó.

Câu 3: (5 điểm)

Điện tích q được phân bố đều trên một vòng dây mảnh, tròn có bán kính

R được đặt nằm ngang trong không khí (hình vẽ) Lấy trục Oz thẳng đứng

trùng với trục của vòng dây Gốc O tại tâm vòng.

1 Tính điện thế V và cường độ điện trường E tại điểm M nằm trên trục Oz

với OM = z Nhận xét kết quả tìm được khi zR.

2 Xét một hạt mang điện tích đúng bằng điện tích q của vòng và có khốilượng m Ta chỉ nghiên cứu chuyển động của hạt dọc theo trục Oz

a Từ độ cao h so với vòng dây, người ta truyền cho hạt vận tốc v 0

hướng về phía vòng.Tìm điều kiện của v để hạt có thể vượt qua vòng dây Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực.0

O

G M

m, q 0

Z

b Xét có ảnh hưởng của trọng lực, chọn khối lượng m thỏa mãn điều kiện

2 2

= 50 (Ω); R) D là một điốt lí tưởng Ampe kế có điện trở không đáng kể Đặt vào hai đầuđoạn mạch AB một điện áp xoay chiều uAB 200 2 cos100 ( )t V Dòng điện qua tụđiện cùng pha với điện áp uAB Tính giá trị điện dung C của tụ và số chỉ của ampe kế.

Câu 5: (5 điểm)

Cho hệ 03 thấu kính (L1), (L2), ( L3) đặt đồng trục và được sắp xếp như hình vẽ Vậtsáng phẳng, nhỏ có chiều cao AB đặt vuông góc với trục chính, ở trước (L1) và chỉ tịnh tiếndọc theo trục chính.Hai thấu kính (L1) và ( L3)

được giữ cố định tại hai vị trí O1 và O3 cáchnhau 70 (cm) Thấu kính (L2) chỉ tịnh tiến trongkhoảng O1O3 Các khoảng O1M = 45 (cm), O

1N = 24 (cm).

1 Đầu tiên vật AB được đặt tại điểm M,

thấu kính (L2 ) đặt tại vị trí cách (L1) khoảng O1O2 = 36 (cm), khi đó ảnh cuối của vậtAB cho bởi hệ ở sau ( L3) và cách ( L3) một khoảng bằng 255 (cm) Trong trường hợp nàynếu bỏ (L2 ) đi thì ảnh cuối không có gì thay đổi và vẫn ở vị trí cũ Nếu không bỏ (L 2 ) màdịch chuyển nó từ vị trí đã cho về phía (L3) một đoạn 10 (cm), thì ảnh cuối ra vô cực Tìmcác tiêu cự f1 , f2, f3 của các thấu kính.

2 Tìm các vị trí của (L2) trong khoảng O1O3 mà khi đặt (L2 ) cố định tại các vị tríđó thì ảnh cuối có độ lớn luôn luôn không

thay đổi khi ta tịnh tiến vật AB trước (L1

Hình 3

W (kJ) Q

(kJ) 8 6 4 2

1 2 3 4

(1)

Trong hình bên là đồ thị của một chu trình biến đổi chuẩn tĩnh 1-2-3-4-1 của molkhí lý tưởng đơn nguyên tử bên trong một xylanh có piston Trục hoành của đồ thịbiểu diễn công nhiệt động và trục tung biểu diễn nhiệt lượng mà khí trao đổi với hệngoài.

1 Xác định nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất của khí trong chu trình?2 Vẽ đồ thị của chu trình trên giản đồ (p,V)?

Gọi a : gia tốc khối tâm của đĩa;1

a gia tốc của vật m đối với đất.2: a gia tốc của M đối với đất.3:Xét chuyển động của đĩa:

Với trục quay đĩa qua điểm tiếp xúc với xe: .3 2

4 /s 5

0,50,50,521 Vị trí khối tâm: (1,0 đ)

- Chọn trục Oz qua tâm và vuông góc với

 " g . 

Đặt: 2 2 9 2 169

 g.

0"



- Do tính chất đối xứng trục, cường độ điện trường do vành gây ra tại điểm Mtrên trục có tọa độ z:

2- a- Điện thế do vành gây ra tại tâm:

2 2

2 21

Tìm điện dung C của tụ

Vẽ giản đồ véctơ cho đoạn mạch AMB

0,5 + U AB U L UrUR1

0,5 + Nhận xét: để iC cùng pha với uAB thì: UABx = 0 0,5 Chiếu lên phương UR1  ULsinUR1Urcos

 z IL .sinL  R I1 R1r I .cosL 

0,75

R zz

2 Chiếu lên phương vuông góc UR1

+ UAB UABy UL.cosUr.sin z IL L.cosr I .sinL  L R1 1 R1

CRz IrI

Trong ½ chu kì dòng điện trong đoạn mạch IR2 1A

Trong ½ chu kì tiếp theo không có dòng điện chạy qua R2 0,5 + Đoạn mạch chính:

Trong ½ chu kì có dòng điện qua R2: 22

+ Sơ đồ tạo ảnh với hệ ba thấu kính :

+ Sơ đồ tạo ảnh với hệ hai thấu kính (L1), ( L3) :

Vì : /2/2B

A ; d/31 = d/32 nên : d32 = d31  d/

2 = d2 = 0 Ta có : d2 = O1O2 - d/

1 = O1O2 = 36 (cm)d3 = O2O3 - d/

2  d3 = O2O3 = 34 (cm)Tiêu cự của thấu kính (L1) : f1 = /

 =

 = 20 (cm)Tiêu cự của thấu kính (L3) : f3 = /

 =

0,25

Vì d/

33    d33 = f3 = 30 (cm)Mà d33 = O/

2O3 - d/

22  d/

22 = O/

2O3 - d33 = 24 - 30 = - 6 (cm)d22 = O1O/

2 - d/

1 = 46 - 36 = 10 (cm)Tiêu cự của thấu kính (L2) : f2 = /

 =

= - 15 (cm)

0,5 - Khi tịnh tiến vật AB trước thấu kính (L1), tia tới từ B song song vớitrục chính không đổi Có thể coi là tia này do một điểm vật ở vô cực trên trụcchính phát ra.

Nếu ảnh sau cùng có độ lớn không đổi, ta có một tia ló khỏi ( L3) songsong với trục chính cố định Có thể coi tia này tạo điểm ảnh ở vô cực trên trụcchính Hai tia này tương ứng với nhau qua hệ thấu kính.

Ta có : d1   d/

1 = f1 = 20 (cm)d/3    d3 = f3 = 30 (cm)

Gọi x là khoảng cách từ (L1) đến (L2) thỏa yêu cầu đề bài; ta có :d2 = x - d/

1 = x - 20 (1) d3 = 70 – x - d/

Từ (1) và (2) ta được: 70 - x -

= 30

 70x - 350 - x2 + 5x + 15x - 300 = 30x - 150

 x2 - 60x + 500 = 0 (*)Phương trình (*) cho ta 02 giá trịx = 50 (cm) ; x = 10 (cm)

0,250,5

T3 – T4 =

 ; T3 = T2 ; T2 – T4 =

 ; T4 =T2 -

 T2 = T1 -

R TC

QR T

T2 = T1 +

 = 2T1 = 2

VQC

Vậy: T2 = Tmax ; T1 = Tmin; 0,25

(1)(2)