Đề thi học sinh giỏi năm 2018 môn vật lý lớp 11 chuyên lê quý đôn, quảng trị

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT QUẢNG TRỊ TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN (ĐỀ GIỚI THIỆU) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI - ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC: 2017 – 2018 MÔN: VẬT LÝ - LỚP 11 Thời gian làm bài: 180 phút Bài 1: (4 điểm) Một tụ điện phẳng đặt điện trường cường độ E0 có đường sức điện hướng với đường sức điện bên tụ Tụ tích đến điện tích q, diện tích tụ S cách khoảng d Hãy xác định cơng cực tiểu để: a Đổi chỗ vị trí tụ b Xoay tụ song song với đường sức điện trường c Rút tụ khỏi điện trường Bài 2: (5 điểm) Hai cực anốt catốt đèn điốt chân không hai kim loại song song Nếu hiệu điện hai cực U êlectrơn chuyển động từ catốt với vận tốc đầu không đáng kể đến anốt thời gian T Nếu hiệu điện hai cực có biểu thức: U AK 3T T 3T  U k 20  t  10  k 20  0 T  k 3T  t   k  1 3T  10 20 20 với k số tự nhiên tăng dần từ 0, 1, 2, … thời gian chuyển động electrôn từ catôt đến anôt bao nhiêu? Bỏ qua tác dụng trọng lực Bài 3: (4 điểm) Khi đặt thấu kính mỏng lồi mơi trường đồng khoảng cách từ quang tâm O thấu kính tới tiêu điểm phía Nếu mơi trường hai phía thấu kính có chiết suất n1 n2, phía thấu kính có tiêu điểm F1 F2 Gọi f1 = OF1 f2 = OF2 a Đặt vật sáng phẳng nhỏ AB vng góc với trục (A nằm trục chính, cách thấu kính đoạn d) thu ảnh thật A'B' cách thấu kính đoạn d' Lập cơng thức liên hệ d, d', f1, f2 b Chiếu tia sáng tới O tạo với trục góc nhỏ 1 Tìm góc  tạo tia ló trục theo n1, n2 1 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 c Tìm hệ thức liên hệ f1, f2, n1, n2 Bài 4: (4 điểm) Cho hệ gồm lò xo nằm ngang đầu cố định gắn vào tường, đầu lại gắn vào vật có khối lượng m=100g, lò xo nhẹ có độ cứng k=10N/m Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng ngang =0,1 Từ vị trí lò xo khơng biến dạng truyền cho vật vận tốc v0 nằm theo phương ngang hướng xa tường có độ lớn v0 = 74,33cm/s a Tính quãng đường vật dừng dao động b Nếu đặt vật nặng cố định cách vị trí ban đầu vật đoạn x = 1cm hình vẽ Tính qng đường vật dừng dao động Biết va chạm hai vật hoàn toàn đàn hồi Câu : (3 điểm) Một thí nghiệm vật lý gồm thiết bị sau: 01 nguồn điện chiều, dây điện, 01 điện cực nhơm hình dạng vòng tròn bán kính R = 6,5 cm, 01 điện cực trụ bán kính 1,2 mm, 01 Vơn kế, đĩa sứ chứa chất điện phân Được bố trí hình bên Ta nghiên cứu thay đổi điện phụ thuộc vào khoảng cách tới điện cực dương.Lấy điện cực âm Khoảng cách r tính từ cực dương a Khi có dòng điện, véctơ mật độ dòng điện J tương đương với vectơ cường độ điện trường E , nghiên cứu phân bố dòng điện rút kết luận cấu trúc điện trường Hãy lập luận để rõ có phân bố đối xứng dòng điện điện tính theo cơng thức: r (r)  A  Bln   A,B số  r0  r0 "bán kính hiệu dụng" gần bán kính điện cực trụ b Thực nghiệm thu bảng phụ thuộc điện vào khoảng cách tới tâm r (cm) 0,5 1,5 2,5 3,5 φ (V) 5,43 3,87 3,01 2,41 1,99 1,65 1,37 4,5 5,5 1,14 0,92 0,73 0,56 0,41 Hãy bảng số liệu thể tính đắn cơng thức lí thuyết Từ đó, xác định hệ số A B HẾT Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT QUẢNG TRỊ ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN (ĐỀ GIỚI THIỆU) VỰC DUYÊN HẢI - ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC: 2017 – 2018 MÔN: VẬT LÝ - LỚP 11 Thời gian làm bài: 180 phút Người đề: LÊ CHÍ, SĐT: 0915853065 Bài 1: (4 điểm) Một tụ điện phẳng đặt điện trường cường độ E0 có đường sức điện hướng với đường sức điện bên tụ Tụ tích đến điện tích q, diện tích tụ S cách khoảng d Hãy xác định cơng cực tiểu để: a Đổi chỗ vị trí tụ b Xoay tụ song song với đường sức điện trường c Rút tụ khỏi điện trường HƯỚNG DẪN CHẤM Công thực cực tiểu trình xảy chậm, lúc khơng có toả nhiệt Theo định luật bảo tồn lượng cơng cực tiểu độ biến thiên lượng điện trường Amin  W (1) Với điện trường chồng chất điện trường E0 điện trường riêng tụ E1 Mà E1  U q q   (2) d Cd  S ĐIỂM 0,5 0,5 a Khi đổi vị trí bản, điện trường E1 đổi chiều  S  E0  E1  d W   S  E0  E1  d   2 E0 E1Sd (1) (2)  Amin  W  2qE0 d b Khi xoay tụ song song với đường sức điện trường ngoài, E1  E0 W   S  E0  E12  d  S  E0  E1  d 1,0  (1) (2)  Amin  W  qE0 d   E0 E1Sd 1,0 c Khi rút tụ khỏi điện trường W   SE12 d  S  E0  E1  d     E0  2E E1  Sd 2 (1) (2)  Amin  W   E02 Sd  2qE0d 1,0 Bài 2: (5 điểm) Hai cực anốt catốt đèn điốt chân không hai kim loại song song Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Nếu hiệu điện hai cực U êlectrơn chuyển động từ catốt với vận tốc đầu không đáng kể đến anốt thời gian T Nếu hiệu điện hai cực có biểu thức: U AK 3T T 3T  U k 20  t  10  k 20  0 T  k 3T  t   k  1 3T  10 20 20 với k số tự nhiên tăng dần từ 0, 1, 2, … thời gian chuyển động electrôn từ catôt đến anôt bao nhiêu? Bỏ qua tác dụng trọng lực HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM Gọi khoảng cách hai cực L khối lượng êlectrôn m Nếu hiệu điện hai cực U electrơn thu gia tốc không đổi là: a F eU  (1) m mL 0,5 Mặt khác, aT (2) L 0,5 Nếu hiệu điện hai cực biến đổi qng đường êlectrơn là: a T  l1    ;  10  T T a T  T  l2  v1    a    ; 10 20  10   20  2 T a T  a T  l3  v1       ; 10  10   10  a T  T  l4  v2      ;  10   20  … a T  l2 n1   2n  1   ;  10  a T  l2 n  n    10  Tổng quãng đường mà êlectrôn chuyển động nhanh dần là: 2,0 a T  a T  L1  l1  l3   l2 n1    1    (2n  1)    n 2  10   10  0,5 Tổng quãng đường mà êlectrôn chuyển động thẳng là: a T  a  T  n  n  1 L2  l2  l4   l2 n    1    n      10   10  2 0,5 a T Vậy: L  L1  L2     3n2  n  (3) 0,5  10  Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Từ (2) (3) ta có: 3n  n  200  n 8 Vậy thời gian chuyển động electrơn là: T '8 0,5 T T   1, 2T 10 20 Bài 3: (4 điểm) Khi đặt thấu kính mỏng lồi mơi trường đồng khoảng cách từ quang tâm O thấu kính tới tiêu điểm phía Nếu mơi trường hai phía thấu kính có chiết suất n1 n2, phía thấu kính có tiêu điểm F1 F2 Gọi f1 = OF1 f2 = OF2 a Đặt vật sáng phẳng nhỏ AB vng góc với trục (A nằm trục chính, cách thấu kính đoạn d) thu ảnh thật A'B' cách thấu kính đoạn d' Lập công thức liên hệ d, d', f1, f2 b Chiếu tia sáng tới O tạo với trục góc nhỏ 1 Tìm góc  tạo tia ló trục theo n1, n2 1 c Tìm hệ thức liên hệ f1, f2, n1, n2 HƯỚNG DẪN CHẤM Bài 3: a Dựa vào tính chất tiêu điểm cách vẽ phương pháp quang hình ta tìm vị trí vật AB ảnh A'B' hình bên ĐIỂM n1 B n2 f1 A O F1 d F2 f2 A' 0,5 d' B' Từ hình vẽ ta có: AB F1 A y d  f1    (1)…………………………………………… A'B' OF1 y' f1 FO f2 AB y    (2)…………………………………………… A'B' A ' F2 y ' d ' f 0,25 0,25 Từ (1) (2) ta có: d  f1 f2 f f     ……………………………………………… f1 d ' f d d' b Có thể coi phần trung tâm thấu kính mỏng mỏng song song, tia tới sau lần khúc xạ thành tia ló, quang lộ phóng to vẽ hình, 1 góc tới,  góc ló tương ứng,  góc pháp tuyến tia sáng song song Giả sử chiết suất thấu kính n, theo định luật khúc xạ được: n1 sin 1  n sin   n sin   n1 1 n  0,5 n2 0,25  2 sin  n1  sin 1 n2 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 0,25 Đối với tia sát trục 1 ,2 2 n  1 n2 nên sin 1  1 sin    đó: …………………………………………………… 0,5 c n1 B n2 1 A F2 2 O d Ta có: tan 1  B' y y' ; tan   d d' Vì 1 2 nhỏ nên ta có: d   d' A' d y  y n   (3) d ' y ' 1 y ' n2  y 1 ; d' y' 2 0,5 y  y  y'  y'  y  y' Từ (1) (2)  d  f1 1    f1   ; d '  f 1    f   y' y   y'    y   f y d (4) ……………………………………………………  d ' f2 y ' Từ (3) (4)  n1 f n n     …………………………… n2 f f1 f 0,5 0,5 Bài 4: (4 điểm) Cho hệ gồm lò xo nằm ngang đầu cố định gắn vào tường, đầu lại gắn vào vật có khối lượng m=100g, lò xo nhẹ có độ cứng k=10N/m Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng ngang =0,1 Từ vị trí lò xo khơng biến dạng truyền cho vật vận tốc v0 nằm theo phương ngang hướng xa tường có độ lớn v0 = 74,33cm/s a Tính quãng đường vật dừng dao động b Nếu đặt vật nặng cố định cách vị trí ban đầu vật đoạn x = 1cm hình vẽ Tính qng đường vật dừng dao động Biết va chạm hai vật hoàn toàn đàn hồi HƯỚNG DẪN CHẤM a Vị trí cân vật chuyển động từ trái sang phải O1, từ phải sang trái O2 với: ĐIỂM O1O  O2O  x0  0,5  mg k  1cm Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Vị trí biên cách O đoạn A1 xác định: mv0 kA12    mgA1 2  A1  6,5cm 0,5 Hiệu khoảng cách từ O đến hai vị trí biên liên tiếp xác định: kAk 12 kAk    mg  Ak 1  Ak  2 2 mg  A  Ak  Ak 1   2cm k 0,5 Khi vị trí biên thuộc đoạn O1O2 vật dừng dao động Dễ thấy biên A4 = 0,5cm vật dừng lại Vậy quãng đường vật dừng là: 0,5 s  A1  A2  A3  A4  14cm b Vận tốc vật va chạm lần đầu xác định: mv0 mv12 kx     mgx 2 k  v1  v0  x0  2 gx  72, 28cm / s m Do va chạm đàn hồi O2 với vật nặng cố định nên vận tốc sau va chạm đổi chiều, giữ nguyên độ lớn vận tốc vị trí cân Vị trí biên cách O2 đoạn A1 xác định: A1  v1   7, 228cm 0,5 Vận tốc vật va chạm lần hai xác định: k  A1  x0  2  mv2 kx    mgA1 2  v2   A12  4A1 x0  48,30cm / s Với điều kiện để vật va chạm lần k là: Ak 1  4x  4cm Vị trí biên thứ hai cách O2 đoạn A2 xác định: A2  v2   4,83cm  4x 0,5 Tương tự: v3   A2  4A2 x0  20cm / s A3  v3  0,5  2cm  2x Vậy vật dừng dao động O1, quãng đường vật dừng là: s  x0  2A1  2A2  A3  27,116cm Câu : (3 điểm) 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Một thí nghiệm vật lý gồm thiết bị sau: 01 nguồn điện chiều, dây điện, 01 điện cực nhơm hình dạng vòng tròn bán kính R = 6,5 cm, 01 điện cực trụ bán kính 1,2 mm, 01 Vơn kế, đĩa sứ chứa chất điện phân Được bố trí hình bên Ta nghiên cứu thay đổi điện phụ thuộc vào khoảng cách tới điện cực dương.Lấy điện cực âm Khoảng cách r tính từ cực dương a Khi có dòng điện, véctơ mật độ dòng điện J tương đương với vectơ cường độ điện trường E , nghiên cứu phân bố dòng điện rút kết luận cấu trúc điện trường Hãy lập luận để rõ có phân bố đối xứng dòng điện điện tính theo cơng thức: r (r)  A  Bln   A,B số  r0  r0 "bán kính hiệu dụng" gần bán kính điện cực trụ dương b Thực nghiệm thu bảng phụ thuộc điện vào khoảng cách tới tâm r (cm) 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 φ (V) 5,43 3,87 3,01 2,41 1,99 1,65 1,37 1,14 0,92 0,73 0,56 0,41 Hãy bảng số liệu thể tính đắn cơng thức lí thuyết Từ đó, xác định hệ số A B HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM Bài 5: a Vì mật độ dòng điện phân bố đĩa phân tán từ tâm nên mật độ dòng điện tỉ lệ nghịch với chu vi vòng tròn với tâm tâm đĩa bán kính khoảng cách tới tâm: j  1/r Vì mật độ dòng điện tương đương với cường độ điện trường nên: E = a/r với a số Điện điểm cách tâm r tính là: r r     Edr  a ln  A r0 r0 0,5 r0 : bán kính đĩa Vậy: (r)  A  Bln r r0 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 c Lập bảng xử lý: 1,0 Vẽ đồ thị  phụ thuộc ln r , lấy r0 = 0,12cm r0 0,5 Kết quả: phụ thuộc tuyến tính, khẳng định đắn công thức (1) Từ đồ thị ta xác định được: A = 8,1 V B = -1,99 V 0,5 ... http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT QUẢNG TRỊ ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN (ĐỀ GIỚI THI U) VỰC DUYÊN HẢI - ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC: 2017 – 2018. .. GIỚI THI U) VỰC DUYÊN HẢI - ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC: 2017 – 2018 MÔN: VẬT LÝ - LỚP 11 Thời gian làm bài: 180 phút Người đề: LÊ CHÍ, SĐT: 0915853065 Bài 1: (4 điểm) Một tụ điện phẳng đặt điện... Nếu đặt vật nặng cố định cách vị trí ban đầu vật đoạn x = 1cm hình vẽ Tính qng đường vật dừng dao động Biết va chạm hai vật hoàn toàn đàn hồi Câu : (3 điểm) Một thí nghiệm vật lý gồm thi t bị