- Trang chủ >>
- Đề thi >>
- Đề thi lớp 11
ĐỀ THI HSG LỚP 11 MÔN VẬT LÍ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (325.33 KB, 2 trang )
KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN
KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
LẦN THỨ X, NĂM 2017
ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ LỚP 11
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 15/4/2017
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm 02 trang)
Câu 1: TĨNH ĐIỆN (4,0 điểm)
a
Một tụ điện phẳng với mỗi bản tụ là một
hình vuông cạnh a. Hai bản tụ cố định, nằm
ngang, đối diện nhau và cách nhau đoạn d.
Khoảng không gian giữa hai bản được lấp đầy
bởi một tấm điện môi đồng nhất có hằng số điện
(E, r = 0) d
môi ε, khối lượng M như hình 1. Tấm điện môi
m
có thể trượt không ma sát. Tụ điện được nối vào
nguồn điện không đổi có suất điện động E và
điện trở trong không đáng kể. Một chất điểm
Hình 1
r
với vận tốc v0 tới găm vào tấm điện môi và mắc lại trong đó. Bỏ qua hiệu ứng bờ của tụ điện.
1. Tìm giá trị tối thiểu của v0 để chất điểm m đánh bật được tấm điện môi ra khỏi tụ điện.
2. Với giá trị v0 tối thiểu ở trên, tìm thời gian để tấm điện môi ra khỏi tụ điện.
khối lượng m chuyển động theo phương ngang
Câu 2: ĐIỆN TỪ (5,0 điểm)
Một thanh AB mảnh chiều dài ℓ0, nhiễm
điện với mật độ điện tích dài là λ > 0. Đầu A của
y
A
ℓ
E
thanh có thể trượt dọc theo tường thẳng đứng Oy,
ℓ0; λ
đầu B của thanh có thể trượt dọc theo mặt sàn nằm
ngang Ox, tường và sàn cách điện với thanh.
Người ta kéo đầu B của thanh dọc theo trục Ox với
r
vận tốc không đổi v0 . Xét tại thời điểm khi thanh
O
AB hợp với phương ngang góc φ như hình 2.
uu
r
B0
u
u
r
v0
φ
Hình 2
B
x
1. Tính vận tốc của điểm E trên thanh cách đầu A của thanh đoạn ℓ theo ℓ, ℓ0, v0 và φ.
r
2. Tính lực từ tác dụng lên thanh nếu hệ thống trên được đặt trong từ trường đều B0 vuông góc với
mặt phẳng Oxy, chiều như hình vẽ, trong hai trường hợp sau:
a) Trường hợp 1: Thanh AB nhiễm điện đều với mật độ điện tích dài λ không đổi.
b) Trường hợp 2: Thanh AB nhiễm điện không đều có mật độ điện tích dài tăng dần từ A đến B theo
quy luật λ = k .l (trong đó k là hằng số dương; l là biến số chiều dài).
1
Câu 3: QUANG HÌNH (4,0 điểm)
y
Một đoạn sợi quang thẳng có dạng hình trụ
bán kính R, hai đầu phẳng và vuông góc với trục sợi
quang, đặt trong không khí sao cho trục đối xứng của
θ
nó trùng với trục tọa độ Ox. Giả thiết chiết suất của
α
O
x
chất liệu làm sợi quang thay đổi theo quy luật:
n = n1 1 − k 2 r 2 , trong đó r là khoảng cách từ điểm
x
Hình 3
đang xét tới trục Ox, n1 và k là các hằng số dương. Một tia sáng chiếu tới một đầu của sợi quang tại
điểm O dưới góc αnhư hình 3.
1. Gọi θ là góc tạo bởi phương truyền của tia sáng tại điểm có hoành độ x với trục Ox. Chứng minh
rằng ncosθ = C, trong đó n là chiết suất tại điểm có hoành độ x trên đường truyền của tia sáng và C là
một hằng số. Tính C.
2. Viết phương trình quỹ đạo biểu diễn đường truyền của tia sáng trong sợi quang.
3. Tìm điều kiện để mọi tia sáng chiếu đến sợi quang tại O đều không ló ra ngoài thành sợi quang.
t
Cho biết:
∫
0
dt
1
bt
= arcsin
với a, b là hằng số dương.
a
a 2 − b2 t 2 b
Câu 4: DAO ĐỘNG CƠ (4,0 điểm)
Một thanh mảnh đồng chất OC có khối lượng m, chiều dài 2R có thể quay không ma sát trong
mặt phẳng thẳng đứng quanh trục cố định nằm ngang đi qua O. Một đĩa D đồng chất, có cùng khối
lượng m, tâm C, bán kính R gắn với thanh OC nhờ trục quay nằm ngang đi
qua C, có thể quay không ma sát quanh trục đó. Trong quá trình chuyển
động, đĩa D lăn không trượt trên một đĩa A cố định, tâm O, bán kính R
O
A
(Hình 4).
1. Thiết lập phương trình vi phân của độ lệch θ của thanh OC so với
phương thẳng đứng.
2. Tính chu kì dao động nhỏ của hệ “thanh OC + đĩa D”.
Câu 5: PHƯƠNG ÁN THỰC HÀNH (3,0 điểm)
C
D
Hình 4
Cho các dụng cụ sau: 01 nguồn điện không đổi; 01 tụ điện chưa biết điện dung; 01 điện trở có
giá trị khá lớn đã biết; 01 microAmpe kế; dây nối không có điện trở; khóa đóng, ngắt mạch điện; đồng
hồ bấm dây và giấy kẻ ô li đến mm.
Hãy đề xuất một phương án thực nghiệm để đo điện dung của tụ điện.
Yêu cầu: Trình bày cơ sở lý thuyết, các bước tiến hành, sơ đồ mạch điện, lập bảng số liệu, vẽ đồ thị
và cách tính C (không yêu cầu đánh giá sai số).
----------- HẾT ----------(Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)
Họ và tên thí sinh: .............................................................. Số báo danh: …………………...
2
