Tùy theo năng lượng của nguyên tử mà êlêctrôn có thể chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính xác định, gọi là các quỹ đạo lượng tử hay quỹ đạo dừng.. Khi êlêctrôn chuyển động ở quỹ đạo [r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH YÊN BÁI ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi có 02 trang, gồm 07 câu) KỲ THI LẬP ĐỘI TUYỂN THAM DỰ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2013 - VÒNG Môn thi: VẬT LÝ Thời gian: 180 phút (không kể giao đề) Ngày thi: 12/11/2012 m F Hình Câu (3,0 điểm) Một vật nhỏ có khối lượng m nằm yên trên mặt phẳng ngang nhẵn Lúc t = 0, vật đó chịu tác dụng lực hợp với phương ngang góc không đổi, có độ lớn phụ thuộc thời gian theo quy luật F = k.t, với k là số dương (Hình 1) Xác định vận tốc vật lúc bắt đầu rời mặt phẳng ngang Tính quãng đường vật khoảng thời gian đó Câu (3,0 điểm) Cho mạch điện hình vẽ (Hình 2) Nguồn có suất điện động là E, điện trở không đáng kể (r = 0) Tụ điện có điện dung C, cuộn dây cảm có độ tự cảm L, Đ là điốt lý tưởng Khoá K đóng thời gian t0 ngắt Ở thời điểm khóa K ngắt, cường độ dòng điện qua cuộn cảm là I0 Tính I0 Biết giá trị cực đại dòng điện qua cuộn cảm sau v O khóa K ngắt 2I0 Chọn gốc thời gian là lúc khóa K ngắt A a Viết biểu thức điện tích trên tụ điện và cường độ R h dòng điện qua cuộn cảm theo thời gian Sau bao lâu (tính theo t0) Hình thì dòng điện qua cuộn cảm đạt giá trị cực đại ? b Vẽ phác đồ thị biểu diễn phụ thuộc dòng điện qua cuộn cảm và biến thiên điện tích trên tụ điện theo thời gian Câu (3,0 điểm) Một cầu rắn đồng chất bán kính R lăn không trượt với vận tốc v trên mặt phẳng nằm ngang và va chạm đàn hồi với bậc thềm có độ cao h < R (Hình 3) Biết không xảy trượt điểm va chạm, coi thời gian va chạm là ngắn Mô men A 2 mR m, Q quán tính cầu trục quay qua tâm nó là Tìm vận tốc v nhỏ theo h và R để cầu lăn qua bậc đó R Câu (3,0 điểm) Một mol khí lý tưởng nhận nhiệt lượng Q và dãn nở theo qui luật V = bP, b là hệ số không đổi Áp suất khí tăng từ P đến P2 Biết nhiệt dung mol đẳng tích là C v Tính b (theo Q , Cv , P2) Câu (3,0 điểm) g C q B Hình P1 , (2) Ở mặt vỏ cầu nhẵn bán kính R, người ta giữ chặt điện tích q điểm thấp B; điểm cao A, đặt cầu nhỏ khác có khối lượng m, mang điện tích Q (Hình 4) Bỏ qua ma sát Tìm điều kiện giá trị q để A là vị trí cân bền Q Chỉ xét dao động nhỏ Q mặt phẳng hình vẽ Chứng minh Q dao động điều hòa Tìm chu kỳ dao động Câu (3,0 điểm) Với phát triển khoa học, ngày người ta biết ánh sáng có tính chất lưỡng tính sóng hạt (vừa là sóng, vừa là hạt) Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có màu xác định và không bị tán sắc qua lăng kính Tính chất sóng chùm tia sáng đơn sắc đặc trưng bước sóng và tốc độ truyền sóng chân không, tính chất hạt đặc trưng tần số, lượng và động lượng Trong thực tế, ánh sáng lade có độ đơn sắc cao, có thể coi hoàn toàn đơn sắc f O f F Hình p E c , với Một chùm tia lade xung, hẹp, có lượng E có động lượng xác định công thức c 3.108 m / s là tốc độ ánh sáng chân không Tia lade xung là tia lade phát thời gian ngắn Một chùm tia lade xung, hẹp (coi tia sáng), có lượng E = 0,4J và kéo dài 9 khoảng thời gian t 10 s , chiếu vào thấu kính hội tụ mỏng, song song với trục chính thấu kính Khoảng cách từ chùm tia đến trục chính tiêu cự f thấu kính (Hình 5) Thấu kính hấp thụ nửa lượng xạ lade, phản xạ hai mặt thấu kính không đáng kể Tính lực trung bình chùm lade tác dụng lên thấu kính khoảng thời gian chiếu và xác định hướng lực đó Câu (2,0 điểm) 19 Theo mẫu nguyên tử Bo, nguyên tử hiđrô gồm hạt nhân có điện tích e 1, 6.10 C coi là đứng yên tâm nguyên tử và êlêctrôn có điện tích e chuyển động tròn xung quanh hạt nhân Năng lượng nguyên tử bao gồm động chuyển động tròn êlêctrôn và tương tác êlêctrôn và hạt nhân Tùy theo lượng nguyên tử mà êlêctrôn có thể chuyển động trên các quỹ đạo có bán kính xác định, gọi là các quỹ đạo lượng tử hay quỹ đạo dừng Bán h2 r n 34 4 kme , với h 6, 625.10 J.s gọi là kính các quỹ đạo lượng tử tính theo công thức 31 2 số Plăng, k 9.10 Nm / C là số tĩnh điện, m 9,1.10 kg là khối lượng êlêctrôn, n = 1, 2, 3, … gọi là lượng tử số trạng thái ứng với quỹ đạo có bán kính r Khi êlêctrôn chuyển động quỹ đạo lượng tử có lượng tử số n = với bán kính quỹ đạo r0 gọi là bán kính Bo, nguyên tử có lượng thấp nhất, gọi là trạng thái Tính bán kính Bo, tốc độ dài và chu kỳ quay êlêctrôn đó Tính tần số quay êlêctrôn trạng thái có lượng tử số n theo bán kính Bo 8 Áp dụng với n = 2, tính số vòng quay êlêctrôn 10 s .HẾT (3) Họ và tên thí sinh:…………………………………………….SBD Giám thị 1:………………………………………………… Chữ ký …………………………… Giám thị 2…………………………………… …………… Chữ ký …………………………… * Thí sinh không sử dụng tài liệu * Giám thị không giải thích gì thêm (4)