Đề thi học sinh giỏi năm 2018 môn vật lý lớp 11 chuyên nguyễn bỉnh khiêm, quảng nam

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2017 - 2018 ĐỀ ĐỀ NGHỊ ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ LỚP 11 Thời gian 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 03 trang) Bài 1: Tĩnh Điện (4 điểm) a Một hình vng mỏng có cạnh a , tích điện với mật độ điện tích mặt  Tìm điện thơng gửi qua mặt hình vng (hình vng có hai mặt) b Một hình lập phương cạnh a , có sáu mặt tích diện với mật độ điện tích mặt  Tìm điện thơng gửi qua mặt hình lập phương c Tìm lực mà năm mặt hình lập phương ý b) tác dụng lên mặt lại Biết độ điện thẩm chân không  o Bài 2: Điện Điện Từ (5 điểm) Một hình trụ tròn (C) dài l , bán kính R, làm vật liệu có điện trở suất phụ thuộc vào khoảng cách tới trục theo công thức   0 r2 1 2R2 ,  B số dương Đặt vào hai đầu hình trụ hiệu điện khơng đổi U a Tìm cường độ dòng điện chạy qua hình trụ b Tìm độ lớn cảm ứng từ điểm M cách trục hình trụ đoạn x 1   a2 2 Chon mặt Gauss hình lập phương vừa đủ bao bọc hình lập phương mang điện Vì lý đối xứng nên điện thơng qua mặt hình lập phương 0.5đ Theo định luật Gauss, ta có: 0.5đ 6total 1.c Điểm  q  6 a  0 0 => tatal   a2 0 Vì lý đối xứng, lực năm mặt hình lập phương tác dụng lên mặt 0.25đ lại hướng vng góc với mặt phẳng Xét diện tích dS mặt hình lập phương cần tính, gọi En thành 0.25đ phần pháp tuyến điện trường mặt lại tạo dS Lực tác dụng lên phần diện tích dF  En dq   En dS Lấy tích phân theo toàn mặt lập phương ta được: 0.5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 F    En dS   En dS  5 điện tích năm mặt lại S S hình lập phương gửi qua mặt xét Theo ngun lí chồng chất điện thơng ta có: total  5  1 => 5  total  1  2.a 0.5đ  a2 2  2a2 Cuối F  2 0.5đ Chia khối trụ thành ống hình trụ trục với khối trụ có bề dày dr Xét ống trụ có bán kính r, điện trở ống trụ 0.5đ dR    r  l  dS   l  1- r   2 rdr  2R2    Cường độ dòng điện chạy qua ống: dI  0.25đ U 2 U  r2  1   rdr  dR  l  R    Cường độ dòng điện chạy qua khối trụ có bán kính r < R là: 2 U I  r  l r r2  Ur  r2  1    1  rdr   2R   4R2   l 0    (1) Khi r = R ta tìm dòng điện tồn phần chạy qua khối trụ: I 2.b 0.25đ 0.25đ 3 UR 4 l Do tính đối xứng trụ nên đường cảm ứng từ dòng điện chạy qua khối trụ gây đường tròn đồng tâm, tâm đường tròn nằm trục khối trụ 0.5đ Chọn đường tròn, bán kính r, có tâm trục khối trụ Áp dụng định lý Ampere có:  Bdl  0  I (c) 0.25đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  Ux2  x2  1   Trường hợp x < R : B.2 x    I   x  l  4R2   0.5đ  Ux  x2  1    B 2 l  2 R   Trường hợp x > R: 2.c 3 UR 3 UR B.2 x   I   B 0 4 l  lx 0 Từ thông gửi qua diện tích ống trụ:   kt. r Suất điện động cảm ứng xuất ống có độ lớn: 0.5đ 0.25đ 0.25đ    '  t   k r Dòng điện chạy tròn quanh trục nên điện trở lớp trụ từ r đến r + dr dR    r   2 r 2 r  dS  r2  1    ldr  2R2    Cường độ dòng điện cảm ứng xuất ống trụ là: dI  0.25đ 0.25đ klr  r2  1   dr dR   R   0   Cường độ dòng điện cảm ứng tồn phần khối trụ là: 0.5đ R 3klR I   dI  16  0 3.a O 0.25đ F  tan 3.b  d     D   tan  2f f d d Sơ đồ tạo ảnh 0.25đ 0.25đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 K I S1 O1 J F1 S   O S2  F N S1  S2 F1 d1 O2 L M d1 ' F2 d2 d 2' Ta có d1    d1  f1 0.25đ d = O1O2 - d1 = e- f1 d2  d 2f (e  f1 )f  d  f e  (f1  f ) Xét hai tam giác S1O1I S1O2L: tan 1 O1I O L OS    O L  O1I 2 O1S1 O 2S1 O1S1  Xét hai tam giác S2O2L S2ON: tan  Từ ta có: 0.5đ O L ON ON   O L  O 2S2 O 2S2 OF OF O I O 2S1  OF ON O1S1 O 2S2 0.5đ d O1I   1;O 2S1  d ;O1S1  d1  f1 ;O 2S2  d2 với OF = f; ON  d Kết (e  f ) f f e d 1 1 1       e (e  f )f f f d ff f f f f f 2 f 12 2 e  (f  f ) Cuối ta có D  D1  D2  eD1D2 0.5đ 0.25đ Trường hợp đặc biệt: e  D  D1  D2 e  f1  f D  , hệ vô tiêu 3.c Muốn cho độ tụ D không phụ thuộc vào chiết suất thuỷ tinh, ta phải có 0.5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 dD 0 dn Hay dD1 dD2 dD dD2  e 0 dn dn dn dn Đặt D1   n  1 A ; D2   n  1 B với A, B hệ số khơng đổi, khơng phụ 0.5đ thuộc n Do dD1 dD  A;  B  A  B  e(BD1  AD )  dn dn Mà BD1  AD2   n  1 AB nên e  4.a f1  f 2 0.25đ Vì rắn nhẹ khơng khối lượng nên lực căng hướng dọc theo ,nếu khơng có ngẫu lực gây mơmen quay làm gia tốc góc tiến tới vô Như ,trong trường hợp góc    0.25đ vai trò sợi dây Phương trình định luật NEWTON cho vật A: kx  T sin   m x '' A 0.25đ (1) Trong hệ qui chiếu gắng với vật A, có thêm lực qn tính tác dụng lên vật B Phương trình chuyển động vật B theo hai phương tiếp tuyến pháp tuyến với quỹ đạo m x ''cos   m g sin   m L '' B B  B  T  m x ''sin   m g cos   m L '2   B B B 0.5đ (2) (3) Từ (3) rút T  mB L '2  mB x ''sin   mB g cos vào (1) ta 0.5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369  mA  mB sin   x '' kx  mB  L '2  g cos   sin     x ''cos   L '' g sin   Nhân hai vế phương trình với mB cos  cộng vào phương trình ta được:  mA  mB  x '' kx  mB L  ''cos    '2 sin      x ''cos   L '' g sin   4.b 0.5đ (4) (5) Khi góc  nhỏ ta có phép gần cos  gần 1, sin  gần  ,  '2 gần đơn giản hóa hệ phương trình 0.5đ   mA  mB  x '' kx  mB L ''     x '' L '' g  4.c Đặt nghiệm x  xm cos t   x  ;    m cos t    , đạo hàm vào hệ 0.5đ   k   mA  mB    x  mB L 2     2   x   g   L   Viết lại hệ dạng ma trận 0.25đ  k   mA  mB    mB L   x           g   L         Phương trình có nghiệm khác không định thức không: 0.5đ  k   mA  mB     g   L   mB L  mA L   kL   mA  mB  g    kg  kL   mA  mB  g   kL   mA  mB  g   4kLmA g   2m A L 2 Với thông số hệ cho mA  2mB kL  mA g , ta nhận hai lần số   5.a 0.25đ 2g g   L 2L Lập sơ đồ mạch điện, mắc đọc số sơ đồ: U1, U2, 0.25đ U1’,U2’ - Vẽ sơ đồ mạch điện Gọi E suất điện động nguồn điện; Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 RV1 , RV2 điện trở hai vôn kế Lập công thức: Theo định luật Ơm cho mạch kín, ta có: U1 RV I1  ; I2  U2 Rv 0.75đ (1) Sơ đồ 1: Mạch kín gồm nguồn Vơn kế 1: E  U1  r.I1  U1  r U1 (2) RV Sơ đồ 2: Mạch kín gồm nguồn Vôn kế 2: E  U  r.I  U  r U2 RV (3) Sơ đồ 3: Mạch kín gồm nguồn hai vơn kế mắc nối tiếp, ta có: U '2 RV  U '1 RV (4) Khử r (2) (3) kết hợp với (4) ta được: U1 RV E  U1  RV U E  U Hay U '2 U E  U  U '1 U E  U 0.75đ (5) (6) Ta tìm suất điện động: E 0.25đ 0.5đ U1.U (U '2  U '1 ) U1.U '2  U U '1 Kết luận : Dùng sơ đồ mạch điện khảo sát đọc số hai vôn kế ta tìm suất điện động nguồn điện Hết ĐIỆN THOẠI: 0913832400 GIÁO VIÊN RA ĐỀ 0.5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 VÕ QUỐC Á ... HẾT -GV đề: VÕ QUỐC Á SĐT:0913832400 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2017 - 2018. .. HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2017 - 2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÝ LỚP 11 Câu 1.a Nội dung Chọn mặt Gauss hình hộp chử nhật có đáy hình vng cạnh a chiều cao 0.25đ... trình định luật NEWTON cho vật A: kx  T sin   m x '' A 0.25đ (1) Trong hệ qui chiếu gắng với vật A, có thêm lực qn tính tác dụng lên vật B Phương trình chuyển động vật B theo hai phương tiếp