Đề thi học sinh giỏi năm 2018 môn vật lý lớp 11 chuyên thái nguyên

Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SỞ GD&ĐT THÁI NGUYÊN TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI BẬC THPT VÙNG DUYÊN HẢI & ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM HỌC 2017-2018 Mơn:Vật lí; Lớp: 11 ĐỀ GIỚI THIỆU Thời gian: 180 phút không kể thời gian phát đề Bài - Tĩnh điện (4điểm ) Tụ phẳng gồm hai mỏng tròn lớn chất cách điện, có diện tích S giữ cố định Q Q khơng khí, cách đoạn nhỏ d, tích điện tích +Q -Q phân bố bề mặt Ở tâm có khoét lỗ nhỏ Dọc theo đường m  q  thẳng qua lỗ, từ xa có cầu nhỏ khối lượng m tích điện tích +q chuyển động phía tích điện +Q (H1) d (H1) a/ Tìm vận tốc nhỏ cầu cầu để xuyên qua tụ điện ? b/Nếu vận tốc lúc đầu cầu lớn gấp đôi vận tốc tối thiểu câu a khỏi tụ điện điểm N có vận tốc ? Bài 2- Điện từ (5 điểm ) : Cho mạch dao động điện từ gồm tụ điện phẳng có điện dung C0 cuộn dây cảm có độ tự cảm L Trong mạch có dao động điện từ với chu kỳ T0 Khi cường độ dòng điện mạch đạt cực đại người ta điều chỉnh khoảng cách tụ điện cho độ giảm cường độ dòng điện mạch sau tỉ lệ với bình phương thời gian ; chọn gốc thời gian lúc bắt đầu điều chỉnh tụ điện a/ Hỏi sau khoảng thời gian t ? ( t tính theo T0 ) kể từ lúc bắt đầu điều chỉnh cường độ dòng điện mạch khơng ? b/ Người ta ngừng điều chỉnh điện dung tụ điện lúc cường độ dòng điện mạch khơng Hãy so sánh lượng điện từ mạch sau điều chỉnh với lượng điện từ mạch trước điều chỉnh ? Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Bài - quang hình ( điểm ): Cho khối chất suốt mỏng có tiết diện thẳng phần tư hình tròn bán kính R có chiết suất tỉ đối so với môi trường đặt khối chất n Chiếu tia sáng đơn sắc SH đến mặt bên OA theo phương vng góc với mặt (HV3) A S H I R n O B HV a/ Biết n = xét trường hợp tia sáng phản xạ toàn phần lần mặt cong điểm I ló khỏi mặt bên OB Hãy xác định giá trị lớn nhỏ góc lệch tia tới tia ló khỏi khối chất b/ Giả sử chiết suất n thay đổi theo phương bán kính tuân theo quy luật : n(r) = + a , r khoảng cách từ điểm ta xét đến O a số Tìm giá trị a để đường tia sáng khối chất cung tròn tâm O Bài - dao động ( điểm ): Có lắc đơn chiều dài l ( coi cầu lắc chất điểm , khối lượng dây lắc không đáng kể ) Dưới điểm treo O theo phương thẳng đứng , cách O khoảng x ( x < l ) có đinh cố định điểm C HV4 Độ dài dây l xác định x thay đổi lần thay đổi làm cho tình trạng dao động khác Dùng tay kéo cầu cho dây thẳng hướng sang trái , độ cao cầu không vượt điểm O sau thả tay nhẹ nhàng để cầu dao động tự Nếu sau dây lắc bị đinh cản lại vừa đủ để kích cầu lên lại đập trúng vào đinh khoảng cách x tối thiểu phải ? O x l C  HV4 Bài – phương án thực hành ( điểm ) : Xác định độ lớn điện tích nguyên tố phương pháp điện phân : Cho dụng cụ sau : Bộ dụng cụ điện phân , nguồn điện chiều , cân có cân , am pe kế, đồng hồ bấm giây dây dẫn Hãy nêu sở lý thuyết - Phương án tiến hành - Lập bảng số liệu ………………………………………………………… Người đề : Nguyễn Mạnh Sỹ ĐT : 0912.663.400 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Đáp án Câu Điểm a/ Các tụ làm chất cách x Q điện nên điện tích q di chuyển Q E khơng làm phân bố lại điện tích tụ Chọn mốc điện mặt phẳng ’ Câu1 (4đ) đối xứng xx hình vẽ m  M A N q 0,5đ - Điện điểm M ( Trên +Q ) x/ d UMA = VM – VA = E Với E = = => …………… VM = E = CĐ điện trường hai tụ phẳng … 0,5đ 0,25đ Để bay qua lỗ M ( tức bay tới N ) động q xa phải thỏa mãn : Wđ ≥ qVM = => Wđmin = m = ………… vmin = b/ Gọi u vận tốc q N Áp dụng định lý động : WđN – Wđ đầu = mu2 - m Ta có …………… UAN = VA – VN = E = q(V∞ - VN ) = - qVN ===> VN = - E ………… 0,75đ 0,5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Vậy ta có : 0,75đ 2 mu - m Mà : m => = = q(V∞ - VN ) = - qVN = q E = => m(4 mu2 = )=4 ……… => u = 0,75đ ……………………………… A B a/ Giả sử thời điểm t dòng điện mạch có chiều chạy từ B qua cuộn dây sang A hình vẽ Ta có : Câu2 (5đ) - L (1) …… = Theo đề ta có : I – I0 = - at2 Mặt khác : → …………… = - 2at 0,25đ 0,5đ = i = I0 – at2 Suy : qB = I0t - ……………… ( qB(0) = ) Thay vào (1) ta : 2aLt - 0,5đ =0 → C= (2) ……… Xét thời điểm t = t1 i = ta có I0 = at12 0,5đ (3) Mặt khác theo (2) lúc t = ( chưa điều chỉnh tụ ) : (4) …… C0 = 0,5đ Từ ( 3) (4) ta tìm : t1 = Biết ban đầu mạch có dao động điện từ với T0 = Từ ta có : t1 = ………… 0,75đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 b/ Năng lượng điện từ mạch chưa điều chỉnh tụ : với Q0 = I0 W0 = ………………………………… 0,5đ - Điện tích tụ điện ngừng điều chỉnh : qB(t1) = I0t1 - = I0 = Q0 0,5đ ………………………… - Điện dung tụ ngừng điều chỉnh : C = = C0 - → W= LC0 0,5đ ………… C = C0 = = = W0 0,5đ …………… ýa: - Đề cho tia sáng phản xạ A toàn phần I , góc tới i I khơng nhỏ góc giới I S H D hạn phản xạ toàn phần igh Với sinigh = → i ≥ 450 = →igh = 450 0,5đ O K B r Câu3 (4đ) - Do tia sáng sau phản xạ toàn phần lần I đến mặt OB nằm miền KB Với IK vng góc với OB - Góc lệch lớn tia sáng ứng với trường hợp tia ló khỏi mặt OB điểm K - Dễ dàng tính góc lệch cực đại Dmax = 900 0,5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Góc lệch nhỏ tia sáng ứng với trường hợp tia ló khỏi mặt OB điểm B - Từ hình vẽ ta có OIB tam giác Suy góc tới tia sáng B i = 300 - Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng B : → r = 450 = 1,0đ - Do góc lệch nhỏ : Dmin = 900 - 450 = 450 ýb: - Từ quy luật : - Suy : = 0,5đ A n( r ) = + a (1) C H S - Khi tia sáng theo cung tròn CD D  Có góc tâm α quang trình tia sáng : s = n.α.r B O 0,5đ - Vì quang trình tia sáng phải thỏa mãn điều kiện đạt cực trị tức : α = O = hay Nên : =- (2) - Từ ( ) ( ) ta có : ………… 1,0đ ……… 1,0đ = - - Tại điểm r = R n(R) = + - Do : =- - → a=-4 …………………………………………………… Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Sau lắc bị đinh cản lại , lắc chuyển động tròn Gọi khối lượng cầu lắc m cầu lắc chịu tác dụng hai lực : - Trọng lực : P = mg lực căng sợi dây T - Gọi vận tốc cầu trước vướng vào đinh điểm C v , góc phương trọng lực dây treo α (Hình vẽ ) ta có phương trình : T + mgcosα = Câu4 (4đ) O (1 ) 0,75đ Trong trình chuyển động lắc bảo tồn Chọn điểm treo O mốc Gọi θ góc hợp v x T C dây treo phương thẳng đứng vị m  mg trí ban đầu thả tay Áp dụng định luật bảo tồn ta có : - mglcosθ = mv2 - mg (2) 0,5đ - Khi dây treo lắc bị cản sau cầu rơi trúng vào đinh C vị trí dây treo bắt đầu trùng Thời điểm lực căng T = O ; từ sau cầu chịu tác dụng trọng lực chuyển động giống vật bị ném xiên Giả sử vị trí vận tốc cầu : v = v0 ; dây treo lắc hợp phương thẳng đứng góc α = α0 - Từ biểu thức ( ) ta có : = g( l – x )cosα0 (3) …… 0,5đ - Thay ( 3) vào ( ) ta tìm : 2Ɩcosθ = 3( x – Ɩ )cosα0 + 2x (4) ……… - Để cầu trúng vào điểm C quan hệ sau phải thỏa mãn : 0,25đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 ( Ɩ – x )sinα0 = v0cosα0t ( Ɩ – x )cosα0 – v0sinα0t + gt2 (5) (6) …… 0,75đ - Từ ( ) ( ) khử thời gian t ta có : 0,25đ = (7) …… - Từ ( ) ( ) ta tìm : cosα0 = ( ) ……… 0,25đ - Thay vào ( ) ta tìm : cosθ = ………… 0,25đ - Từ ta : Khi θ lớn cosθ nhỏ , hay x nhỏ Trị số θ tối đa ,ta tìm x nhỏ : x( + ) = l → x = 0,464Ɩ ……………… 0,5đ …………………………………………………………………… Bước 1: Cơ sở lý thuyết : Với dụng cụ cho : Dựa vào công thức định luật Faraday điện phân ( Hoặc sử dụng kiến thức hóa học điện phân chương 0,25đ trình hóa học lớp 11 ) Câu5 (3đ) Bước : phương án tiến hành thí nghiệm Ta mắc mạch điện theo sơ đồ hình vẽ Đo dòng điện I chạy qua dung 0,25đ dịch điện phân nhờ Ampe kế - Đo thời gian ∆t dòng điện chạy qua nhờ đồng hồ bấm giây A - Điện lượng Q qua dung dịch điện phân : Q = I.∆t Xác định khối lượng chất giải 0,5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 phóng điện cực: 0,5đ m = mS – mt - mt : khối lượng điện cực ban đầu - mS : khối lượng điện cực sau thời gian điện phân - Số nguyên tử xuất điện cực : N= …… 0,25đ ……… 0,25đ ……… 0,5đ - Trong : n hóa trị nguyên tố ; e độ lớn điện tích nguyên tố - Số ngun tử tính theo cơng thức : N= m - Trong : A nguyên tử lượng NA số Avogadro Từ ta có : e = * Bảng số liệu : Đại lượng Lần đo CĐ dòng điện Thời gian Khối lượng I (A) ∆t (s) m (g ) Lần1………… …………… …………… …………… Lần2………… …………… ………… …………… ……… ………… …… ………… 0,5đ ... O 0,5đ - Vì quang trình tia sáng phải thỏa mãn điều kiện đạt cực trị tức : α = O = hay Nên : =- (2) - Từ ( ) ( ) ta có : ………… 1,0đ ……… 1,0đ = - - Tại điểm r = R n(R) = + - Do : =- - → a =-4 ……………………………………………………... Ta có : Câu2 (5đ) - L (1) …… = Theo đề ta có : I – I0 = - at2 Mặt khác : → …………… = - 2at 0,25đ 0,5đ = i = I0 – at2 Suy : qB = I0t - ……………… ( qB(0) = ) Thay vào (1) ta : 2aLt - 0,5đ =0 → C= (2)... vận tốc q N Áp dụng định lý động : WđN – Wđ đầu = mu2 - m Ta có …………… UAN = VA – VN = E = q(V∞ - VN ) = - qVN ===> VN = - E ………… 0,75đ 0,5đ Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline :