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 HÙNG VƯƠNG PHÚ THỌ

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

Câu 1 (4 điểm):

B

Một dây dẫn thẳng dài vơ hạn tích
điện đều đi qua điểm A đặt song

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ- KHỐI 11
Năm 2015
Thời gian làm bài: 180 phút
Đề này có 02 trang, gồm 5 câu)
A

h
C

A
h

song và cách một mặt phẳng cũng
tích điện đều một khoảng h ( hình

h

α

h

C

B

hình 1

vẽ 1). Biết rằng điện tích trên một

đơn vị độ dài của dây là λ và điện tích trên một diện tích của mặt phẳng là - σ.
Điểm B ở gần mặt phẳng tích điện và cách đường vng góc AC một khoảng h.
Xác định góc tạo bởi giữa đường sức điện đi ra từ A, đi qua B và đường vng
góc AC.

ω(t)

Câu 2 (5 điểm):

3
7

Một vành cứng ghép bởi 10 điện trở R giống nhau:
5 điện trở đều mắc trên vành, còn 5 điện trở bố trí

2

qua kích thước các điện trở và điện trở các thanh

O

9

4
5

B

đều tạo thành 5 nan hoa. Bán kính vành bằng r. Bỏ

D

8

C

1

E

10

6

A

hình 2

nối. Vành quay quanh trục đi qua tâm và vng góc
với mặt phẳng của nó trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ

song song

với trục quay và hướng vào trong. Vùng có từ trường có dạng hình quạt có đỉnh
ở tâm của vành và có góc ở tâm là 72 o. Mơ men qn tính của vành đối với trục
quay bằng Io. Tại thời điểm t, tốc độ quay của vành là ω(t).
a) Tìm biểu thức cường độ dịng điện qua mỗi điện trở.
b) Xác định biểu thức công suất tỏa nhiệt trên vành.
c) Tìm gia tốc góc của vành và hướng của nó.
Câu 3 (4 điểm):

1


Một khối trụ được làm bằng chất liệu trong suốt nhưng chiết suất của nó giảm
chậm khi tăng khoảng cách tới trục của khối trụ theo quy luật n (r) = no(1 – ar),
trong đó no và a là các hằng số đã biết. Cần phải tạo ra một chớp sáng ở cách
trục khối trụ một khoảng bằng bao nhiêu để một số tia sáng có thể lan truyền
theo vịng trịn xung quanh một tâm nằm trên trục hình trụ?
Câu 4 (4 điểm):
Một vật nhỏ có khối lượng m được gắn chặt

k1

giữa hai lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang
nhẵn. Một đầu lò xo được gắn chặt, đầu còn lại

m

k2

O

Hình 4

của lị xo kia để tự do (hình 4). Bỏ qua khối lượng các lò xo, độ cứng của mỗi lò
xo là k1= k1 = k. Vật đang ở vị trí cân bằng, người ta kéo đầu tự do của lị xo với
vận tốc khơng đổi u theo phương của lị xo đi ra xa vật.
a) Tìm khoảng thời gian ngắn nhất để vật nặng có vận tốc bằng u.
b) Ở thời điểm đó, tìm khoảng cách giữa vật nhỏ và vị trí ban đầu.
Câu 5 (3 điểm).
Cho các dụng cụ thí nghiệm sau: Một thấu kính có hai mặt cong có bán kính
khác nhau, nguồn sáng có thể làm vật sáng, bàn quang có thể đặt ở các tư
thế khác nhau, màn ảnh, thước chia độ, một số miếng kính phẳng trong
suốt, cốc nước (chiết suất n =1,333), một số thiết bị đơn giản sẵn có
trong các phịng thí nghiệm. Hãy xây dựng phương án thí nghiệm đo các
bán kính cong và chiết suất của thấu kính đã cho:
- Trình bày cơ sở lý thuyết.
- Trình bày phương án thí nghiệm và cách xử lý số liệu.
…………..Hết…………
Người ra đề: Thân Thị Thanh Bình ĐT: 0948 309 787

2

x


SỞ GD&ĐT PHÚ THỌ

ĐÁP ÁN ĐỀ THI VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ VIII

HÙNG VƯƠNG

MÔN: VẬT LÝ 11
Thời gian làm bài: 180’

Câu

Nội dung

Điể
m

Câu 1

Xét đoạn dây dẫn nằm trong mặt phẳng ứng với đoạn dây đó và

(4điểm

vng góc với mặt phẳng tích điện.

)

+ Tại điểm M ở rất gần mặt phẳng cách C

M

và cách dây dẫn lần lượt là x và r:

r

- Cường độ điện trường do dây dẫn gây ra

x
C

β

A

h

tại điểm M:
(1)
- Cường độ điện trường do mặt phẳng gây ra tại điểm M:

0,5

0,5

(2)
- Cường độ điện trường tổng hợp tại M:

α

I

- Cường độ điện trường tổng hợp

L

C
K

Trong đó:

h

M

x dx

tại M theo phương AC (vng góc với mặt phẳng) :
E(x)= E1cosβ + E2

r

- Thay (1), (2) vào (3), ta có:
3

x

B
G

(3)

, r2 = x2 + h2.

H

0,5


0,5
0,5

- Điện thơng qua mặt IKGH là:
(4)

+ Theo định lí Gauss, số đường sức điện đi ra khỏi đoạn dây dẫn L 0,5
là:
(5)
Coi các đường sức điện là phân bố đều tại các điểm gần dây dẫn thì 0,5
số đường sức điện đi ra khỏi góc 2α cũng là N1. Do đó:
(6)
- Từ (4), (5) và (6), ta có

0,5

a) Xét tại thời điểm to, các điện trở được

ω(t)

biểu diễn như hình vẽ. Thanh cứng nối

(5điểm

động cảm ứng xuất hiện trên OA là

D

8
3

7

R1 đóng vai trị như nguồn phát. Dịng
Câu 2 mạch chính đi từ O tới A, suất điện

C
2

O

9

4
5

B

1

E

10

6

A

)

0,5

- Do mạch có tính đối xứng nên chập các điểm B với E, C với D có
cùng điện thế. Khi đó :
;

0,5
;

⇒

0,5

r+∆r)
r)
r+∆r
r

4


- Áp dụng định luật Ơm cho tồn mạch:
0,5

0,5
0,5
0,5
0,5
0,5

b) Cơng suất của toàn mạch :
c) Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :
- Pdt = d(

1,0

⇔ Pdt = - Ioωdω ⇔

hay

Dấu (-) ở biểu thức biểu thị hướng của gia tốc ngược với hướng quay
của vành.
Câu 3 - Điều kiện để tia sáng lan truyền theo một đường tròn thì
(4điểm
)

(1)

0,5
0,5

Hay
Vì

(2)
nên

⇒

Theo bài ra, n(r) = no(1 – ar) ⇒

(3)
(4)

5

1,0
1,0


Từ (3) và (4), ta có :
1,0

⇒
Câu 4 * Chọn trục Ox như hình vẽ:
(4điểm
)

k1

m

Gốc tọa độ trùng vị trí ban

k2
x

O

đầu của vật.

Xét tại thời điểm t, vật có li độ x. Khi đó, đầu lị xo đi được một
đoạn ut.
- Phương trình vi phân mơ tả chuyển động của vật :
mx’’= k(ut – x) – kx ⇔

mx’’= kut – 2kx

(1)

- Đặt kut – 2kx = Y

(2)

Khi đó : Y’ = ku – 2kx’⇒ Y’’ = – 2kx’’⇒
- Thay(2), (3) vào (1), ta có :

(3)

0,5
0,5
0,5
0,5

(4)
- Phương trình có nghiệm Y = Acos(ωt + φ) với
Với điều kiện ban đầu : t =0, x=0, x’ = 0 ⇒ Y = 0, Y’ = ku.
Do đó : Acos φ = 0, -Aωsin φ = 0 ⇒
⇒

(5)

0,5

- Thay (5) vào (2), ta có
⇒

(6)

0,5

v =x’=
(7)

6


a. Khi vật có vận tốc bằng u thì : v = x’= u
⇔

b. Thay

0,5

0,5

vào (6), ta được

* Trình bày cơ sở lý thuyết.

Câu 5
(3
điểm)

0,5

1
1
1 
- Dựa vào công thức: = ( n − 1)  +

f
 R1 R 2 

- Dựa vào cách đo tiêu cự của thấu kính thơng thường có thể đo
được tiêu cự của một thấu kính .
1

1

0,5
1

- Hệ thấu kính ghép sát có f = f + f

h
A
* Phương án thí nghiệm:
- Đo tiêu cự f của thấu kính :

1
1
1 
= ( n − 1) 
+

f
 R1 R 2 

7

(1).

0,5


- Đặt mặt thứ nhất của thấu kính lên trên một tấm kính phẳng và cho
một giọt nước ( n =1,333) vào chỗ tiếp xúc giữa thấu kính và mặt
phẳng . Đo tiêu cự f1 của hệ, ta được:

1 1 1
= +
, trong đó fA là tiêu
f1 f f A

0,5

cực thấu kính phân kỳ bằng nước một mặt phẳng, một mặt lõm R1.

Do đó:

 1 
1
= (1,333 − 1) −

fA
 R1 

(2)
0,5

- Lặp lại bước 2 với mặt kia của thấu kính: ta đựơc:

1 1 1
= +
trong
f2 f fB

đó fB là tiêu cực thấu kính phân kỳ bằng nước một mặt phẳng, một
0,5
mặt lõm R2. Do đó:

 1 
1
= (1,333 − 1) −


fB
 R2 

(3).

- Từ (1), (2), (3), giải hệ ta thu được: n, R1, R2:
R1 =

(1,333 − 1) ff 1
(1,333 − 1) ff 2
; R2 =
;
f1 − f
f2 − f

8

n=

R1 R2
+1
( R1 + R2 ) f


9


10

11


12


13