Đề thi học kỳ I lớp 11 THPT chuyên Thái Nguyên năm 2012 - 2013 môn Vật lý (Có đáp án)

TRƯỜNG THPT CHUYÊN TN KỲ THI CHẤT LƯỢNG HỌC KÌ I NĂM HỌC 2012 – 2013
Môn thi: VẬT LÝ – lớp 11 chuyên
ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 45 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1 (6 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ: Các vôn kế,
Ampe kế đều lý tưởng
u
AB
= U
0
sin2πf(V) với U
0
= const.
1. Khi f = f
1
= 50Hz người ta thấy
I
A
= Vôn kế V
1
chỉ 100V, Vôn kế V
2
chỉ ;
điện áp tức thời giữa hai đầu vôn kế lệch pha nhau π/2. Tính R, L, C, U
0
. Viết biểu thức u
L
theo
thời gian.
2. Thay đổi tần số dòng điện đến giá trị f
2

thì điện áp giữa hai đầu vôn kế V
2
lệch pha π/4 so
với điện áp giữa hai bản tụ điện. Tính f
2
. Viết biểu thức u
C
.

Cho biết U
C
có đạt giá trị cực đại không? Nếu có, hãy giải thích.
Bài 2 (4 điểm)
B n h t nh A, B, C, D có cùng kh i l ng m vố ạ ỏ ố ượ à
u mang i n tích d ng, c n i v i nhauđề đệ ươ đượ ố ớ
b ng b n s i dây m nh có cùng chi u d i L trongằ ố ợ ả ề à
không khí. Các dây không giãn, kh i l ng c aố ượ ủ
dây không áng k . T ng c p hai h t A v C, B vđ ể ừ ặ ạ à à
D có i n tích b ng nhau. Bi t i n tích c a m iđệ ằ ế đệ ủ ỗ
h t A, C b ng q. Khi h cân b ng, b n i n tích ạ ằ ệ ằ ố đệ ở
b n nh c a hình thoi ABCD có góc các nh A,ố đỉ ủ ở đỉ
C l 2( (hình v ). B qua tác d ng c a l c h p d n v l c c n c a môi tr ng. à ẽ ỏ ụ ủ ự ấ ẫ à ự ả ủ ườ
a) Tính i n tích Q c a m i h t B, D.đệ ủ ỗ ạ
b) Kéo hai h t A, C v hai phía ng c nhau theo ph ng AC sao cho m i h t l chạ ề ượ ươ ỗ ạ ệ
kh i v trí cân b ng ban u m t o n nh r i buông cho dao ng. Tìm chu kìỏ ị ằ đầ ộ đ ạ ỏ ồ độ
dao ng.độ
c) Gi thi t khi các i n tích ang n m yên v trí cân b ng thì các dây ng th iả ế đệ đ ằ ở ị ằ đồ ờ
b t t t c th i. Tìm t s gia t c c a h t A so v i gia t c c a h t B ngay sauị đố đứ ứ ờ ỉ ố ố ủ ạ ớ ố ủ ạ
khi t dây. đố
********** Hết **********

Họ và tên thí sinh:…………………………………. Số báo danh……………………….
Chữ kí giám thị 1: …………………………………. Chữ kí giám thị 2………………….
);A(/ 23
)V(3100
A C
B
D
α
L
D
L
E
R
C
B
A
A
V
1
V
2
ĐÁP ÁN MÔN LÝ LỚP 11 CHUYÊN
Bµi 1 (6 ®iÓm)
1. Khi f = f
1
= 50Hz.
Gi¶n ®å vÐc t¬ cã d¹ng:
1,0
1,0
0,5

0,5
2. Gãc lÖch pha gi÷a u
2
vµ u
C
lµ π/4. Tõ gi¶n ®å
1,0
1,0
0,5
21
UU

⊥
).(Z.ZR
gcottggcottg
/:Cã
)(
I
U
ZR
)(
I
U
ZR
CL
C
L
3
2
2200

1
3
200
2
2121
21
2
22
1
22
=↔
ϕ=ϕ↔ϕ−=ϕ→
π=ϕ+ϕ
==+
==+
( )
( )











π
==→Ω=

π
=
ω
=→Ω=
Ω=
→
−
F.
Z
CZ
H
Z
LZ
R
)(),(),(Tõ
C
C
L
L
4
10
3
31
3
300
3
1
3
100
100

321
( ) ( )
( ) ( )
VUVZ.IU
ZZRZ
cL
1450750
3
7
100
0
2
2
=→==→
Ω=−+=→
( )
( )
( )( )
V42,2t100sin250u
.rad42,285,0
6
gãcmétuvíisophasímu
rad85,0gãcmétivíisophatrÔurad85,0
3
2
R
ZZ
tg
.
6

gãc1ivíisophasímurad
6
3
1
R
Z
tg
V50Z.IU
L
L
CL
11
L
1
LL
+π=
=+
π
→
→−=ϕ→−=
−
=ϕ
π
→
π
=ϕ→==ϕ
==
( )
( )
A

R
U
Iëng hcéngcãch¹mtrong
,tgZZ.Hzf
s/rad
C
.ZR
Z
R
tg
max
//
C
/
L
/
//
C
/
C
2
7
0350
2
3100
10
1
4
2
3

==→
==ϕ→=→=
π
ω
=→
π==ω↔=→==
π
→
−
( )
/
CC1
C
/
Cmax
/
C
U750V1503100.
2
3
U;ffKhi:cãi¹L
.V
2
t.3100sin1450u
V750Z.IU
=>===







π
−π=→
==
I
ϕ
1
ϕ
2
1
U

2
U

C
U

L
U

R
U

không đạt cực đại.
0,5
Bài 2 (4 điểm)
a) Khi cân bằng, lực căng dây là F :
(1) (2)

( 1 điểm )
b) K
h i
các điện tích A, C ở hai đầu đờng chéo này có
độ dời là x
1
và - x
1
và có vận tốc ; Vì dây
không giãn và góc thay đổi rất ít nên:

v
2
= - v
1
cotg (0,25 điểm)
Bảo toàn năng lợng:
(0,25 điểm)
Biến đổi :

và

Do đó:
Với:
.

Dao động có ; (0,5
điểm)
c) Khi đứt dây đồng thời các hạt ra xa vô cùng, từng đôi có vận tốc v'
1

và v'
2
nh nhau. Gia
tốc ngay sau khi đứt dây là
; (0,5 điểm)
(0,5 điểm)
= a
1
sin (0,5
điểm)
/
C
U
2
2 2
kqQ kq
(2F )cos .
L (2L cos )
a
a
- =
2
2 2
kqQ kQ
(2F )sin .
L (2Lsin )
a
a
- =
2

3
Q
tg .
q)
a
ổ ử
ữ
ỗ
ữ
=
ỗ
ữ
ỗ
ữ
ỗ
ố ứ
3
Q q tg=
'
1 1
v x=
'
2 2
v x=
1 2
v cos v sin =
2 2
1 2
1
2

mv mv
1 kq 2kQ
E 2 2 2q( )
2 2 2 2Lcos 2x 2L
1 kQ 2kq
2Q( ) hs
2 2Lsin 2x 2L
a
a
= + + + +
+
+ + =
+
2
1 1
2 2
1 1
kq kq kq x x
(1 )
2Lcos 2x 2Lcos (1 x / Lcos ) 2Lcos Lcos L cosa a a a a a
= ằ - +
+ +
2 2
2 2
2
2
kQ kq x x
(1 )
2Lsin x 2Lsin Lsin Lsina a a a
ằ - +

+
).(Z.ZR
gcottggcottg
/:Có
)(
I
U
ZR
)(
I
U
ZR
CL
C
L
3
2
2200
1
3
200
2
2121
21
2
22
1
22
=
==

=+
==+
==+
2
2
1
2 1
x
x x cot g (1 cot g )
2Lsin
+

2 2
2 2 2
1 2
1 1
2 2 2 2
2kqQ kq x kQ x
E mv (1 cotg ) ( )x Ax hs
L 2L cos 2L sin
a
a a
= + + - + + =
2 2 2 2 2 2
2
1 2 1
3 3 3 3 3 3
kq x kQ x kq x
A (1 cot g )
2L cos 2L sin 2L cos

a
a a a
= + = +
2 2
2 3
1 2
2 2 2
1
1 2 1
2 2 2 2 2 2 2 2
(x x )
kq tg ( x cot g )
kq x kQ x kq x
2Lsin
( )
2L cos 2L sin 2L cos 2L sin
a a
a
a a a a
-
- -
+ = +
2 2
2
1
2 3
kq x
(1 cot g )
4L cos
a

a
ằ - +
2 2
2 2 2
1
1
3 3
3kq x
E mv (1 cotg ) (1 cot g ) hs
4L cos
a a
a
= + + + =
2
3 3
3kq x
x" 0
4mL cos a
+ =
2
3 3
3kq
4mL cos
w
a
=
3 3
2
2 4mL cos
T

3kq
p a
w
= =
2
1
2 2 2
kq 2kqQ
a cos
m4L cos mL
a
a
= +
2
2
2 2 2
kQ 2kqQ
a sin
m4L sin mL
a
a
= +
2
2
2 2 2
2 3
2 2 2
kQ cos 2kqQ
a cos sin cos
m4L sin mL

kq tg cos 2kqQ
sin cos
m4L sin mL
a
a a a
a
a a
a a
a
= +
= +
2
2 2 2
kq sin 2kqQ
sin cos
m4L cos mL
a
a a
a
= +
q
Q
A
C
B
D
Q
q

L

x
y
O
ﾧ (0,5 ®iÓm)
1
2
a
cot g
a
= α
TR NG THPT CHUYÊN TH I NGUYÊNƯỜ Á
THI CH NH TH CĐỀ Í Ứ
KÌ THI CH T L NG H C K I N M H C 2021 2013Ấ ƯỢ Ọ Ỳ Ă Ọ –
Môn thi: V t lí L p 11 Ch ng trình nâng caoậ – ớ – ươ
Th i gian l m b i 45 phútờ à à
Câu 1: (3 i m) để Nêu b n ch t c a dòng i n trong kim lo i? Nêu nguyên nhân gây raả ấ ủ đệ ạ
i n tr c a kim lo i? Gi i thích s ph thu c c a i n tr su t kim lo i theo nhi t ?đệ ở ủ ạ ả ự ụ ộ ủ đệ ở ấ ạ ệ độ
Câu 2. (3 i m) để M t h t electron chuy n ng trong kho ng không gian gi a hai b nộ ạ ể độ ả ữ ả
kim lo i ph ng M, N c n i v i ngu n i n m t chi uạ ẳ đượ ố ớ ồ đệ ộ ề
( hình v ). Coi i n tr ng trong lòng hai b n l u. Banẽ đệ ườ ả à đề
u h t chuy n ng t b n M v i v n t c vđầ ạ ể độ ừ ả ớ ậ ố
o
= 2000 km/s
d c theo ph ng ng s c v t i úng b n N thì h t .ọ ươ đườ ứ à ớ đ ả ế đà
B qua tác d ng c a tr ng l c, bi t mỏ ụ ủ ọ ự ế
e
= 9,1.10
-31
kg, q =
-1,6.10

-19
C.
1. Phân tích các giai o n chuy n ng c a h t trong i n tr ng?đ ạ ể độ ủ ạ đệ ườ
2. Xác nh hi u i n th Uđị ệ đệ ế
NM
?
3. Xác nh i n th c a i m K m t i ó v n t c c a h t ch còn m t n a so v iđị đệ ế ủ để à ạ đ ậ ố ủ ạ ỉ ộ ử ớ
ban u. Bi t i n th c a b n M l 200,53 V?đầ ế đệ ế ủ ả à
Câu 3. (4 i m) để Cho m ch i n nh hình v . Rạ đ ệ ư ẽ
1
= 2 , RΩ
2
l bi n tr v ang có giá trà ế ở àđ ị
5 , èn có ghi: 3V – 3W. RΩ đ Đ
p
l m t bình i n phân ng dung d ch Aà ộ đ ệ đự ị
g
NO
3
có anot
b ng b c, i n tr c a bình có giá tr 4 . B ngu n g m 7ằ ạ đệ ở ủ ị Ω ộ ồ ồ
pin gi ng nhau ghép n i ti p, m i pin có su t i n ng e =ố ố ế ỗ ấ đệ độ
1,5V, i n tr trong r = 0,5 . i n tr c a vôn k vô cùngđệ ở Ω Đệ ở ủ ế
l n, i n tr ampek không áng k .ớ đ ệ ở ế đ ể
1. Tính s ch c a vôn k v ampek ?ố ỉ ủ ế à ế
2. Xác nh l ng ch t c gi i phóng ra catot c ađị ượ ấ đượ ả ở ủ
bình i n phân trong kho ng th i gian 48 phút 15 giây?đ ệ ả ờ
3. Thay i giá tr c a bi n tr Rđổ ị ủ ế ở
2
èn sáng bình th ng. Tính Rđể đ Đ ườ

2
? Hi u su tệ ấ
v công su t tiêu th trên b ngu n khi ó?à ấ ụ ộ ồ đ
H T Ế
Thí sinh không c s d ng t i li u. Giám th không gi i thích gì thêm.đượ ử ụ à ệ ị ả
H v tên thí sinh Ch ký giám th ọ à ……………………………… ữ ị……………………………
e

N
M
A
V
R
1
Đ
R
2
e, r
A B
R
p
P N.ĐÁ Á
Câu 1.
Câ
u
Ý N i dungộ
Than
g
i mđể
1

1
L dòng chuy n d i có h ng c a các electron t do ng c chi u i nà ể ờ ướ ủ ự ượ ề đệ
tr ngườ
1,0
2
Do s m t tr t t c a m ng tinh th kim lo i l m c n tr chuy n ng cóự ấ ậ ự ủ ạ ể ạ à ả ở ể độ
h ng c a các electron t do gây ra i n tr c a kim lo i.ướ ủ ự đ ệ ở ủ ạ
1,0
3
Khi nhi t t ng, các ion kim lo i dao ng nhi t c ng m nh. Do ó,ệ độ ă ạ độ ệ à ạ đ
m t tr t t c a m ng tinh th t ng c ng l m c n tr chuy n ng cóđộ ấ ậ ự ủ ạ ể ă à à ả ở ể độ
h ng c a các electron t do. Vì th i n tr su t c a kim lo i t ng.ướ ủ ự ế đệ ở ấ ủ ạ ă
Ng c l i, nhi t kim lo i gi m thì i n tr su t c ng gi m.ượ ạ ệ độ ạ ả đệ ở ấ ũ ả
1,0
Câu 2.
Câ
u
Ý N i dungộ
Than
g
i mđể
2
1
Theo hình v , b n M mang i n d ng, b n N mang i n âm nên i nẽ ả đệ ươ ả đ ệ đ ệ
tr ng u trong lòng hai b n h ng t M sang N.ườ đề ả ướ ừ
- Giai o n 1: H t electronđ ạ ạ chuy n ng t b n M n b nể độ ừ ả đế ả
N cùng chi u i n tr ng, l cề đệ ườ ự i n ng c chi u chuy n ngđệ ượ ề ể độ
nên h t chuy n ng ch m d n.ạ ể độ ậ ầ
0,5
- Giai o n 2: H t chuy n ngđ ạ ạ ể độ t b n N tr l i b n M ng cừ ả ở ạ ả ượ

chi u i n tr ng, l c i n cùngề đệ ườ ự đệ chi u chuy n ng. H t chuy nề ể độ ạ ể
ng nhanh d n.độ ầ
0,5
2
Áp d ng nh lí bi n thiên ng n ng.ụ đị ế độ ă
W
Nđ
-W
Mđ
=
qU
MN
=
-qU
NM

1,0
3
0,5
M t khác: ặ
0,25
0,25
Câu 3.
Câ
u
Ý N i dungộ
Than
g
i mđể
3 1

S m ch i n: {(Rơđồ ạ đệ
1
ntR
p
)//R
đ
}ntR
2
.
i n tr c a èn: Đệ ở ủ đ
i n tr t ng ng: Đệ ở ươ đươ
0,25
Su t i n ng v i n tr trong c a b ngu n: ấ đệ độ àđệ ở ủ ộ ồ
E
b
= 7e = 10,5V, r
b
= 7r = 3,5 Ω
0,25
C ng dòng i n m chườ độ đ ệ ạ
chính:
0,25
S ch vôn k : Uố ỉ ế
V
= E
b
– Ir
b
= I.R
tđ

= 7 V.
0,25
EqF


=
EqF


=
)(375,11
22
1
0
2
2
V
q
mv
UqUmv
o
NMNMo
−==⇒−=−⇔
q
mv
UqUmv
vv
v
qUmvmvqUWW
o

MKMKo
oM
K
MKMKMKđMđK
8
3
8
3
22
2
1
2
1
2
2
22
−=⇒=−⇒







==
=−⇔=−
VUU
q
mv
U

MNMK
o
MN
53,8
4
3
2
2
≈=⇒
−
=
)(192 VVVVU
KKMMK
=⇒−=
Ω== 6
2
đm
đm
đ
P
U
R
Ω=+
++
+
= 7
)(
2
1
1

R
RRR
RRR
R
pđ
đp
tđ
A
btđ
b
IA
rR
E
I ==
+
= 1
2

0,5
L ng ch t gi i phóng ra ượ ấ ả ở
catot: b c.ạ
0,5
3
Khi èn sáng bình th ng thì: Uđ ườ
đ
= U
mđ
= 6 V; I
đ
= I

mđ
= 1 A.
Dòng qua R
1
: nên I = I
đ
+
I
1
= 1,5 A.
0,25
M t khác: Uặ
AB
= E
b
–
Ir
b
= 5,25 V
0,25
V y: ậ
0,5
Hi u su t ngu n: ệ ấ ồ
0,5
Công su t tiêu th c a b ngu n: P = Iấ ụ ủ ộ ồ
2
r
b
= 7,875 W
0,5








=
=
⇒





==+
==
+
AI
AI
AIII
I
I
R
RR
đ
đ
đ
đ

p
3
1
.
3
2
1
2
1
1
1
1
gtI
n
A
F
m 08,1
1
1
==
A
RR
U
I
p
đ
5,0
1
1
=

+
=
VRIUU
đpAB
25,2.
12
=−=⇒
Ω== 5,1
2
2
I
U
R
%50==
b
AB
E
U
H