Đề thi học sinh giỏi năm 2018 môn vật lý lớp 11 chuyên lam sơn, thanh hóa

Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Trường THPT chuyên Lam Sơn Thanh Hóa
Môn: VẬT LÍ
Lớp: 11

Câu 1.
Ba quả cầu giống nhau được đặt tại 3 đỉnh của tam giác đều cạnh a, được nối với nhau
bằng các sợi dây. Điện tích và khối lượng của mỗi quả cầu là q và m. Người ta cắt một
trong các sợi dây. Tìm vận tốc cực đại của quả cầu ở giữa. Bỏ qua tác dụng của trọng
lực.
Câu 2.
Một khung dây dẫn hình vuông mỗi cạnh a và một dòng điện thẳng I0 nằm trong mặt
khung dây. Độ tự cảm của khung dây là L, điện trở của nó là R. Khoảng cách giữa I0 và
OO’ là b. Quay khung dây xung quanh trục OO’ góc 1800 rồi dừng lại. Tính điện lượng
đi qua khung.
b

O
1

2

I0
O’

Câu 3. Một kính hiển vi vật kính có tiêu cự f1 = 0,8 cm, đường kính chu vi thấu kính D1
= 0,4 cm; thị kính có tiêu cự f1 = 2,5 cm, đường kính chu vi thấu kính D2 = 0,8cm. Một
người mắt không có tật, khoảng cực cận Đ = 25 cm, quan sát vật nhỏ AB qua kính hiển
vi ở trạng thái mắt không điều tiết, khi đó, số bội giác là G∞ = 150.

1. Xác định vị trí vật AB và độ dài quang học của kính hiển vi?
2. Coi quang tâm O2 nằm sát mắt. Xác định góc mở φ của thị trường kính hiển vi. Trong
mặt phẳng chứa vật, vuông góc với trục chính thì đường kính vùng sáng mà mắt quan
sát được là bao nhiêu?
3. Để tận dụng toàn bộ chùm sáng qua kính người quan sát đưa mắt xa thị kính một ít.
Xác định vị trí mắt, góc mở φ của thị trường mà người đó nhìn được trong trường hợp


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

này? Cho rằng đường kính con ngươi của mắt người quan sát d0 = 1 mm, hỏi toàn bộ
chùm sáng qua kính có lọt vào mắt không?

Câu 4.
Cho hệ như hình vẽ, k1 = 100 N/m; k2 = 200 N/m; m = 200 g. Ròng rọc nhẹ, không có
ma sát ở trục. Dây nối nhẹ, không dãn. Nâng vật lên theo phương thẳng đứng đến lúc
các lò xo không biến dạng thì thả nhẹ. Chứng minh vật dao động điều hòa, viết phương
trình dao động của vật.

k1

m
k2

Câu 5.
Cho các dụng cụ sau:
+ Một viên bi đặc, đồng chất có dạng hình cầu.
+ Một thước Panme.
+ Một đồng hồ bấm giây.
+ Một gương cầu lõm chưa biết bán kính cong.

Hãy xây dựng cơ sở lý thuyết và từ đó nêu phương án thí nghiệm đo bán kính cong của
gương cầu lõm trên.


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

HƯỚNG DẪN CHẤM
Trường THPT chuyên Lam Sơn Thanh Hóa
Môn: VẬT LÍ
Lớp: 11

Câu 1.
Lực căng dây tương tác giữa A, B và lực tương tác giữa A, C là nội lực
……………………………………………….

0,5 điểm

Khối tâm của hệ đứng yên vì FBC  FCB  A dịch chuyển trên Oy lại gần O (do đối
xứng)
……………………………………………….

0,5 điểm

y
A

OG
B

x

C

yB  yC  

ABC luôn cân, để G đứng yên thì

……………………………………………….

yA
2
0,5 điểm

Hệ ngừng chuyển động khi A, B, C thẳng hàng trên trục x
kq 2
FC =
4x 2

……………………………………………….

kq 2
kq dx
dAC = FCdx =
 AC = 4x
4x 2

a

2

a/2

kq 2
=
4a

……………………………………………….
Động năng của hệ:

W=2

0,5 điểm

0,5 điểm

myC2 my 2A
my 2A
my 2A
3my2A
=
+
=

2
2
4
2
4

……………………………………………….

0,5 điểm


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Áp dụng định lí động năng cho hệ kể từ lúc bắt đầu chuyển động cho đến ngay trước khi
dừng
AB + AC = 2AC = W

2
2k
kq 2 3myA
=
 vAmax = q
3ma
2a
4



……………………………………………….

1,0 điểm

Câu 2.
Khi khung quay, từ thông qua nó biến thiên  có dòng điện cảm ứng I, sđđ E và sđđ tự
……………………………………………….

cảm etc

0,5 điểm

Công nguồn điện trong thời gian dt
E Idt - L

dI
.Idt = I2Rdt
dt



-

d
Idt - LIdI = I2Rdt
dt

……………………………………………….

1,0 điểm

Chia hai vế cho IR được

d L
 dI  Idt 
R R

t

q =  Idt = 0

1
   LI 
R

……………………………………………….
Khi khung dừng lại I = 0  I = 0  q = -

0,5 điểm

 1   2

R
R

……………………………………………….

0,5 điểm

Tìm 
Xét dS = adr cách I0 khoảng r B =
1 =

b
 0 I0a
ln
ba
2

 0 I0

;
2r

d =

 0 I0
adr
2r

……………………………………………….

1,0 điểm

Tương tự (cận tích phân từ b đến b + a) chú ý do khung quay nên n đổi chiều do đó
2 = -

 0 I0a b  a
ln
b
2

……………………………………………….

q = 0 I0a  ln b  ln b  a 
2R 

ba

b 



q=

 0 I0a b  a
ln
2R b  a

……………………………………………….
Câu 3.

0,5 điểm

1,0 điểm


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
L
L
1. Sơ đồ: Sd 
d ' S1 d 
d ' S2 ()
1

1

G 

Đ
f1f 2

2

2

1

2

 δ = 12cm

…………………………………….

0,25 điểm

Khoảng cách 2 thấu kính: L = δ + (f1 + f2) = 15,3cm
……………………………………………….

0,25 điểm

Quan sát trạng không điều tiết d2’ = ∞  d2 = f2

d1' .f1
(L  f 2 )f1

d1’ = L – d2 = L – f2  d1  '
= 0,853 cm
d1  f1 L  f1  f 2
……………………………………………….

0,5 điểm

L1
O2 d 
 n d ' O2 '

2. Dựng ảnh của mắt tại O2:
M
O1

O2

O2’
)ϕ

B
A

N

d = L => d '  d.f1  0,844 cm

…………………………………….

d  f1

tan

 D1 / 2


   26,60
2
d'

………………………………………….

0,5 điểm
0,5 điểm

Khoảng cách từ AB đến O2’ là: Δd = AO1 – O2’O1 = d1 – d’ = 9.10-3 cm
……………………………………………….

0,25 điểm


Đường kính vùng sáng chứa AB: MN = 2d.tan = 43 µm
2
……………………………………………….

0,25 điểm

3. Để tận dụng toàn bộ ánh sáng, dựng ảnh thấu kính L1 qua thấu kính L2:
L2
L1 d 
 n d3 ' L1 ' (O1’ trùng với vị trí O của mắt)
3

L1
d0

L1’≡

ϕ’(

O2

O1

O

d3 = L  d 3 '  d 3f 2  2,99 cm
d3  f 2

…………………………………….

0,25 điểm


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369



Cần dịch mắt ra xa O2 là 2,99 cm

* Góc mở φ’: tan

………………………………. 0,25 điểm

 ' D2 / 2


 φ’ = 30 ………………………………. 0,25 điểm
2
l

* Chùm sáng tới phủ kín L1 coi như vật có độ cao D1 cho ảnh qua O2 có độ cao D1’

D1 ' d 3 '

 D1 '  0,78mm ………………………………………….
D1 d3

0,5 điểm

D1’ < d0 chứng tỏ toàn bộ ánh sáng lọt vào con ngươi mắt.
……………………………………………….

0,25 điểm

Câu 4.
Chọn Ox +, gốc O  VTCB
……………………………………………….
Ở vị trí cân bằng: P = T0 = F02 =

k
F01
hay mg  k 2 l02  1 01 (1)
2
2

……………………………………………….

Luôn có
x1 

k 2 l2 

k11
2

k1x 1

2

2k 2 x 2
(2)
k1

Với m:

mg - k 2l02 = 0

0,5 điểm

(3)

Nếu chỉ có k1 thì khi k1 biến dạng x1 → vật dịch chuyển 2x1

……………………………………………….
*

0,25 điểm

kết hợp với (1)  k 2 x 2 

……………………………………………….

*

0,25 điểm

0,25 điểm

Nếu chỉ có k2 thì khi k2 biến dạng x2 → vật dịch chuyển x2

……………………………………………….
Khi có cả 2 lò xo thì

2x1 + x2 = x



……………………………………………….
Tại li độ x khi vật đang dao động:

0,25 điểm
4k 2 x 2
k1x
 x2  x  x2 
k1
4k 2  k1

0,25 điểm

mg - k 2  l02  x 2  = ma = mx”

……………………………………………….

0,25 điểm


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369


k1x 
mg - k 2  l2 
 = mx”
4k

k

2
1



x” + 2x = 0

……………………………………………….
trong đó

=

k1k 2
100.200
10


 rad/s 
m  4k 2  k1 
0,2  4.200  100 
3

……………………………………………….
Vậy vật DĐĐH với phương trình:

l02 

0,25 điểm

x = Acos(t + )

……………………………………………….
Theo (3)

0,25 điểm

0,25 điểm

mg 0, 2.10
1



m  1cm
k2
200
100

…………………………………….
l01 

2k 2 l02 2.200.1

 4cm
k1
100

0,25 điểm

…………………………………….

0,25

điểm
Khi cả 2 lò xo cùng không biến dạng thì vật ở trên vị trí cân bằng cách VTCB:
2l01 + l02 = 9cm

……………………………………………. 0,25 điểm

9

 x 0  9  A cos 

cos     0   
Lúc t0 = 0 → 


A
v

0


Asin

A  9cm
0


sin   0

……………………………………………….
Vậy

 10

x  9cos 
t    cm
 3


0,25 điểm

………………………………………. 0,25 điểm

Câu 5.
Trường hợp 1: Bi chuyển động không ma sát trên mặt cong của gương. Khi đó dao
động của bi giống dao động của con lắc đơn có độ dài R  r nên chu kì của bi là
T  2

Rr
.
g

……………………………………………….

0,5 điểm

Dùng thước Panme đo r , dùng đồng hồ đo T , dựa vào công thức trên tính được R .
……………………………………………….

0,5 điểm


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Trường hợp 2: Bi chuyển động có ma sát trên
mặt cong của gương. Phương trình của
chuyển động quay cho tâm quay tức thời K

mgsin .r  I K  , trong đó  

a0

r

2
7
và I K  IG  mr 2  mr 2  mr 2  mr 2 .
5
5
………………………………. 0,5 điểm
Vì G chuyển động tròn quanh C nên ta có

vG  (R  r) suy ra a G  (R  r) .
………………………………. 0,5 điểm
Thay I K và a G vào phương trình chuyển động quay và chú ý sin    vì góc  (rad)
nhỏ,

ta

được

7
Rr
mgr  mr 2

5
r

hay

 

5g
0
7(R  r)

………………………………. 0,5 điểm
Phương trình này chứng tỏ bi dao động điều hòa với chu kì T  2

7(R  r)
.
5g

………………………………. 0,25 điểm
Dùng thước Panme đo r , dùng đồng hồ đo T , dựa vào công thức trên tính được R .
………………………………. 0,25 điểm

Người ra đề:
Di động:

Trịnh Thọ Trường

0912601386