Đề thi đề xuất kì thi học sinh giỏi các trường chuyên khu vực duyên hải và đồng bằng bắc bộ năm 2015 môn Vật Lý khối 11 của trường chuyên NINH BÌNH

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ KHỐI 11 NĂM 2015 TRƯỜNG THPT CHUYÊN LƯƠNG VĂN TỤY TỈNH NINH BÌNH ĐỀ THI ĐỀ XUẤT Thời gian làm 180 phút (Đề có 02 trang, gồm 05 câu) Câu Tĩnh điện (4,0 điểm) Hai vật khối lượng m trượt khơng ma sát cứng nằm ngang, nối với sợi dây nhẹ, khơng giãn, có chiều dài 2l (Hình 1) Một vật khác có khối lượng 2m gắn vào trung điểm dây Ban đầu, giữ cho ba vật độ cao sợi dây không chùng Thả nhẹ hệ, hóy xác định vận tốc cực đại vật Câu Điện xoay chiều (5,0 điểm) Một mạch điện gồm điện trở hình tạo thành theo cách sau Xuất phát từ hình vng cạnh có chiều dài L, điện trở R Nối trung điểm cạnh hình vng dây điện trở để tạo thành hình vng tiếp tục đến vô hạn Hãy xác định điên trở hai đỉnh đối diên hình vuông ban đầu (Coi tất dây điện trở mạch có tiết diện điện trở suất)  α m v l Hình 2m  u m C D A• M • A• D’ Hình E •B • N C’ Câu Quang hình (4,0 điểm) l E’ •B α =4 Một người qua suối nhỏ, nhìn xuống nước theo phương hợp với mặt nước góc nhiên người nhận thấy đáy suối có nhẫn kim cương Khi đến nơi, nhìn theo phương thẳng đứng xuống, ngạc nhiên thấy tự nhiên bị nâng lên cao lúc đầu Nếu cho so với lúc đầu nhìn nhẫn dường nâng lên đoạn 18,2 cm Hỏi độ sâu suối Chiết suất nước 4/3 Câu Dao động (5,0 điểm) ω Bài 2/5 Một dây kim loại cứng mảnh yx=; ax uốn cho đặt trục Oy trùng với y0 phần dây phần cịn lại trùng với đồ thị hàm số với x >0 (xem hình vẽ) Quay dây theo phần thẳng đứng dây với vận tốc Một hạt có khối lượng m đặt cho chuyển động khơng ma sát dọc theo dây Tìm toạ độ () hạt vị trí cân chu kỳ dao động bé hạt xung quanh vị trí cân Câu Phương án thực hành (3,0 điểm) Khung dây quay từ trường Cho rơto hình trụ bán kính R, có khung dây đồng N vịng, diện tích S Khối lượng tồn rôto M Hai đầu khung dây nối với hai điện cực vành khuyên đồng Vành khuyên Rơto đặt từ trường vng góc với trục đồng quay nằm ngang Trục quay roto gối lển Trục vịng bi Khi roto quay, mơmen cản Mc xuất quay ma sát trục quay, điện cực chổi than ma sát với khơng khí Cho số dụng cụ: - 01 đồng hồ đo vạn Khung dây đồng N vũng, diện tích S - 02 sợi dây khơng dãn, có sợi dây dài gấp vài lần chu vi đáy hình trụ Một sơi dây khác dài, dây có vạch chia để đo chiều dài - Một số gia trọng cần thiết biết khối lượng - Công tắc điện đồng hồ đo thời gian - Cặp điện cực chổi than giá đỡ cần thiết Hình Yêu cầu: Bằng cách dùng gia trọng sợi dây, người ta làm mơmen quay - Hãy vẽ sơ đồ thí nghiệm mơ tả phương pháp thí nghiệm nhằm khử mômen cản M c để rôto quay - Hãy xây dựng biểu thức tính gia trọng hiệu chỉnh để rôto quay - Đưa biểu đo giá trị thực nghiệm Từ sơ đồ thí nghiệm, thiết lập biểu thức xác định suất điện động rơto quay từ trường, từ rút cơng thức tính cảm ứng từ trung bình B theo số vôn kế - Lập bảng biểu đo giá trị thực nghiệm Hết HẾT Người đề Đoàn Xuân Huỳnh .ĐT: 0976501816 ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT Lí KHỐI 11 Câu Nội dung cần đạt Gọi u vận tốc cầu v cos α = u sin α 2m v vận tốc hai cầu m (hai cầu m có vận tốc m α m thời điểm) dây hợp l l với phương ngang góc α Vì dây 2m ln căng nên ta có: (1) Mặt khác, theo định luật bảo tồn lượng, ta có: (2) 1 2mu + mv = 2mgl sin α Suy ra: 2 (3) 2 ≤cos α = 00 sin= 90 α Khi hai v = gl sin α − u v maxgl sin21 ≤ gl ⇒ v ≤ gl α gl cầu m chạm vào , tức Suy hai cầu chạm u = [theo (1)] Lúc bất đẳng thức (3) trở thành đẳng thức Vậy vận tốc cực đại cầu 2m bằng: (khi ) Từ (1) ta có , vào (2) u (tg 2α + 1) = gl sin α v = utgα (α ≠ 90 ) ta được: Suy ra:  v  u Câu Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 u = gl cos α sin α = gl cos α − cos α Theo bất đẳng thức Cauchy, ta có: u = gl (2 − cos α ) cos α cos α 3/  − cos α + cos α + cos α  gl Dấu ≤ gl  2  =   2 − cos α = cos α ⇔ cos α = ⇔ cos α =   xảy 3 Suy vận 6gl cos tốc cực đại hai cầu m u max = α = 3 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu Do số ô vuông mắc R[ AB] (= , C '= M1ACM22 R0, = kR (1) kR N' );( N C R0 );( D,,D⇒ E E ' ) C,C’ bên vô hạn nên • điện trở hai đỉnh đối diện hình M1,N1 vuông tỷ lệ với điện trở cạnh lớn ’ D,D’• • • E,E hình vng đó: (với k > M2 số) Do tính đối xứng mạch điện nên điểm có điện • •B1 A• nên ta chập chúng lại Đồng A thời tách M thành N thành điện trở mạch khơng đổi Ta có N2 mạch hình vẽ sau: Trong đó: R [ A1 ,B1 ] = k ⋅ R A1M = k ⋅ R AC ⇒ R [ A1 ,B1 ] = k ⋅ R2 (2) Điện trở tương đương toàn mạch: R R R = kR = + R DE + 1 4 ⇒ = = + + R R2 R/2 2 R + kR kR − ⇒ DE = + R /+ k − 11 − + 23 2k +2 2 2⇒ k + ( − 1)k − 2k = ≈ =,6591 0 (3)  2 (Loại nghiệm thứ hai) ⇒  R [ A ,B ] ≈ 0,659R  1− − Vậy, điện trở hai