Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ – KHỐI 11
NĂM 2018
Thời gian làm bài 180 phút

TRƯỜNG THPT CHUYÊN
LÊ THÁNH TÔNG – QUẢNG NAM
(ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ)

(Đề này có 03 trang, gồm 6 câu)

Bài 1 (4 điểm)
Một tụ điện phẳng với mỗi bản tụ là một
hình chữ nhật chiều dài b, chiều rộng a

a

(hình 1). Hai bản tụ cố định, nằm thẳng

h

x

đứng, đối diện nhau và cách nhau đoạn d .
b

Lúc đầu, tụ điện được nối vào nguồn một

Hình 1

chiều có suất điện động E không đổi. Sau
đó, tụ điện được ngắt khỏi nguồn và nhúng thẳng đứng trong một điện môi lỏng có hệ
số điện môi ε, khối lượng riêng ρ. Chất điện môi có thể trượt không ma sát trên mặt
bản tụ. Tính chiều cao h mà cột chất lỏng dâng lên giữa hai bản tụ.
Bài 2 (3 điểm)
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai đoạn dây dẫn Ox và Oy vuông góc với nhau. Một
thanh kim loại mảnh AB có khối lượng m và chiều dài L. Đầu A của thanh có thể
trượt không ma sát dọc theo đoạn dây dẫn Oy, đầu B của thanh có thể trượt không ma
sát dọc theo đoạn dây dẫn Ox. Toàn bộ hệ được đặt trong từ trường đều B vuông
góc với mặt phẳng ngang như hình 2.
y

y

y
A

A
v0

B

B

A
O

Hình a


B

B

x

α
O

Hình b
Hình 2
1

x
B

x

B
O

Hình c


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Ban đầu thanh nằm dọc trục Ox, cung cấp đầu A của thanh một vận tốc đầu v0 dọc
theo trục Oy. Trong quá trình chuyển động, hai đầu A, B của thanh luôn tiếp xúc với
các dây dẫn Ox, Oy (như hình 2.b). Vận tốc của thanh giảm dần đến khi thanh nằm

dọc với trục Oy thì vận tốc bằng không. Cho biết điện trở của thanh AB là R, các
đoạn dây dẫn có điện trở không đáng kể. Bỏ qua hiện tượng tự cảm. Xác định v0.
Bài 3 (4,0 điểm)
Vào những ngày nắng to, mặt đường hựa hấp thụ mạnh ánh sáng Mặt trời nên
bị nung nóng và làm nóng phần khí sát mặt đường. Kết quả là nhiệt độ của không khí
thay đổi theo độ cao. Giả thiết rằng chiết suất của không khí phụ thuộc theo nhiệt độ
a
T

theo biểu thức n  1  . Người ta tìm được mối liên hệ của T theo độ cao z tính từ
1
bT 2 
mặt đường có dạng như sau: z  1 
 . Trong đó a,b và k là các hằng số
k  T  a 2 

dương (b>1)
1. Một nguồn sáng điểm nằm trên mặt đường ( z= 0) phát ra ánh sáng theo mọi
phương. Mặt đường coi là mặt phẳng ngang. Xác định dạng đường truyền của một tia
sáng phát ra ừ nguồn theo phương ban đầu hợp với phương ngang một góc α0.
2. Xác định khoảng cách xa nhất để một người còn có thể nhìn thấy nguồn
sáng, biết mắt người đó ở độ cao h so với mặt đường.
Bài 4 (3,0 điểm)
Cho hệ cơ học gồm hai vật nặng, một vật có khối
M
M

lượng M, hai vật kia mỗi vật có khối lượng là m=nM. Hai vật
có thể chuyển động trên một vòng tròn và được nối với hai lò
xo nh có độ cứng như nhau và bằng k như hình 3. Khi hệ ở

vị trí cân bằng hai lò xo có độ dài tự nhiên. Li độ của từng
vật nặng 1, 2 khỏi vị trí cân bằng của nó được ký hiệu lần
2

k
M

k
M
m
Hình
M 3


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

lượt là x1 , x2 .Tìm biểu thức x1 và x2 của hai quả nặng theo thời gian.
Bài 5 (3,0 điểm) : Cho mạch điện như hình 4. Các cuộn cảm L1 và L2 được nối với
nhau qua một điốt lý tưởng D. Tại thời điểm ban đầu khóa K mở, còn tụ điện với điện
dung C được tích điện tới hiệu điện thế U0. Sau khi đóng khóa một thời gian, hiệu
điện thế trên tụ điện trở nên bằng không.
a. Hãy tìm dòng điện chạy qua cuộn cảm L1 tại thời điểm đó.
b. Sau đó, tụ điện được tích điện lại đến một hiệu điện thế cực đại nào đó. Tìm hiệu
điện thế cực đại đó.

Hình 4

Bài 6 (3 điểm)
Cho các dụng cụ sau:
- Một nam châm hình chữ U

- Một nguồn điện một chiều.
- Một biến trở.
- Một vôn kế có nhiều thang đo.

- Một thanh kim loại mỏng đồng chất, bằng đồng, tiết diện đều hình chữ nhật.
- Thước đo chiều dài.
- Cuộn chỉ.
- Cân đòn và các quả nặng.
- Dây nối và khóa K.
a) Xây dựng cơ sở lý thuyết để đo mật độ hạt electron tự do trong thanh kim loại.
b) Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.
c) Trình bày cách xây dựng bảng số liệu và cách xử lý số liệu.
--------- Hết ---------Người ra đề
3


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Nguyễn Đức Nhân
0905.943004
HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

TRƯỜNG THPT CHUYÊN
LÊ THÁNH TÔNG – QUẢNG NAM
(ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ)

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ – KHỐI 11
NĂM 2018
Thời gian làm bài 180 phút

(Đề này có 03 trang, gồm 6 câu)

Bài 1 (4 điểm)
Một tụ điện phẳng với mỗi bản tụ là một
hình chữ nhật chiều dài b, chiều rộng a

a

(hình 1). Hai bản tụ cố định, nằm thẳng

h

x

đứng, đối diện nhau và cách nhau đoạn d .
b

Lúc đầu, tụ điện được nối vào nguồn một

Hình 1

chiều có suất điện động E không đổi. Sau
đó, tụ điện được ngắt khỏi nguồn và nhúng thẳng đứng trong một điện môi lỏng có hệ
số điện môi ε, khối lượng riêng ρ. Chất điện môi có thể trượt không ma sát trên mặt
bản tụ. Tính chiều cao h mà cột chất lỏng dâng lên giữa hai bản tụ.
Hướng dẫn:
Gọi h là chiều cao mà bề mặt chất lỏng dâng lên giữa hai bản cực.
x là chiều cao phần tụ điện tiếp xúc với chất lỏng.
Trước khi nhúng vào điện môi, tụ có điện tích: Q 


 0 abE
d

(1) ......................(0,5đ)

Khi nhúng vào điện môi, điện dung cua tụ
C  C1  C2 

 0bx  0b(a  x)
d



d



 0b

   1 x  a  (2)..............(0,5đ)
d 

Định luật bảo toàn năng lượng cho ta công của lực điện mà tụ tác dụng lên điện môi
bằng độ giảm năng lượng của tụ. Do đó:
dA  dW ......................(0,5đ)
 Q2 
Q
Q2



dQ

dC (3)

C
2C 2
 2C 

Hay: Fdx  d 

4


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Vì điện tích của tụ không đổi nên: dQ  0 (4) ......................(0,5đ)
dC  0b

  1 (5) ......................(0,5đ)
dx
d

mà

Thay (1),(4),(5) vào (3) ta được F 

 0 a 2bE 2
2d

  1 ......................(0,5đ)

2
   1 x  a 

Cột chất lỏng đạt trạng thái cân bằng khi trọng lực của cột chất lỏng cân bằng với lực
F.
Do đó: F=mg
Hay

 0 a 2bE 2
2d

Vậy h 

  1
  ghbd ......................(0,5đ)
2
   1 x  a 

  1
 0a2 E 2
......................(0,5đ)
2
2d  g    1 x  a  2



Bài 2 (3 điểm)
Trên mặt phẳng nằm ngang có hai đoạn dây dẫn Ox và Oy vuông góc với nhau. Một
thanh kim loại mảnh AB có khối lượng m và chiều dài L. Đầu A của thanh có thể
trượt không ma sát dọc theo đoạn dây dẫn Oy, đầu B của thanh có thể trượt không ma

sát dọc theo đoạn dây dẫn Ox. Toàn bộ hệ được đặt trong từ trường đều B vuông
góc với mặt phẳng ngang như hình 2.
y

y

y
A

A
v0

B

B

A
O

Hình a

B

B

x

α
O


x

Hình b
Hình 2

B

5

x

B
O

Hình c


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Ban đầu thanh nằm dọc trục Ox, cung cấp cho đầu A của thanh một vận tốc đầu v0
dọc theo trục Oy. Trong quá trình chuyển động, hai đầu A, B của thanh luôn tiếp
xúc với các dây dẫn Ox, Oy (như hình 2.b). Vận tốc của thanh giảm dần đến khi
thanh nằm dọc với trục Oy thì vận tốc bằng không. Cho biết điện trở của thanh AB là
R, các đoạn dây dẫn có điện trở không đáng kể. Bỏ qua hiện tượng tự cảm. Xác định
v0.
Hướng dẫn:
Gọi  là góc tạo bởi thanh kim loại và trục Ox
Gọi G là khối tâm của thanh.
Tại thời điểm bất kỳ, ta luôn có tọa độ khối tâm
L

cos 
2
(1) ......................(0,25đ)
L
y  sin 
2

x

Do đó, cơ năng của thanh tại thời điểm bất kỳ
1
1
1
mL2 2 mL2 2
Wd  mx '2  my '2  I G '2 
' 
 (2) ......................(0,5đ)
2
2
2
6
6

Biểu thức từ thông qua mạch kính OAB
1
2

1
4


  B L.sin  .L.cos   BL2 sin 2 (4) ......................(0,25đ)

Suất điện động cảm ứng trong quá trình thanh chuyển động:
d
 

dt

1
d ( BL2 sin(2))
1
4
 BL2 cos(2 )
dt
2

(5) ......................(0,25đ)

Độ giảm năng lượng của đoạn dây đúng bằng lượng nhiệt tỏa trên đoạn dây:


dW  2

(6) ......................(0,5đ)
dt
R

Suy ra:
3 B 2 L2
d  

cos2 (2 )d
4 Rm

(7) ......................(0,5đ)
6


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Gọi ω0 là tốc độ góc ban đầu của thanh.
Tích phân 2 vế biểu thức () ta được

0

3B L
Rm

 d   4

0

2 2 2

 cos (2 )d
2

(8)

0


3 B 2 L2
......................(0,5đ)
 0 
16 mR

Vậy vận tốc v0 cần cung cấp cho thanh ban đầu:
v0 

L
3 B 2 L
......................(0,25đ)
0 
2
32 mR

Bài 3 (4,0 điểm)
Vào những ngày nắng to, mặt đường hựa hấp thụ mạnh ánh sáng Mặt trời nên
bị nung nóng và làm nóng phần khí sát mặt đường. Kết quả là nhiệt độ của không khí
thay đổi theo độ cao. Giả thiết rằng chiết suất của không khí phụ thuộc theo nhiệt độ
a
T

theo biểu thức n  1  . Người ta tìm được mối liên hệ của T theo độ cao z tính từ
1
k 

mặt đường có dạng như sau: z  1 


. Trong đó a,b và k là các hằng số

2
T  a  
bT 2

dương (b>1)
1. Một nguồn sáng điểm nằm trên mặt đường ( z= 0) phát ra ánh sáng theo mọi
phương. Mặt đường coi là mặt phẳng ngang. Xác định dạng đường truyền của một tia
sáng phát ra ừ nguồn theo phương ban đầu hợp với phương ngang một góc α0.
2. Xác định khoảng cách xa nhất để một người còn có thể nhìn thấy nguồn
sáng, biết mắt người đó ở độ cao h so với mặt đường.
Hướng dẫn:
Từ dữ kiện đề bài, ta biến đổi được n 

b
. ) ......................(0,5đ)
1  kz

Chia lớp không khí thành các lớp rất mỏng có độ dày dz, gọi α(z) là góc hợp bởi tia
sáng với phương ngang ở độ cao h, ta có
n( z ) cos   z   const  n(0) cos  0  cos  0 b  cos   cos  0 1  kz ) ......................(0,5đ)
7


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369
1

cos 2  

2 cos  .sin 


d ) ......................(0,5đ)
Từ đó z  1  2   dz 
k  cos  0 
k cos 2  0

Mặt khác ta có tan  

dz
2 cos 2 
 dx 
d ) ......................(0,5đ)
dx
k cos 2  0

Tích phân hai vế cho ta


1
1
1


x
 2  sin 2    2 0  sin 2 0   ) ..................(0,5đ)
   sin 2  
2
k cos  0 
2
k cos 2  0 


0

Vậy
1

 z  k cos 2  (cos 2  cos 2 0 )

0
) ......................(0,5đ)

2


sin
2

1
0
0
x 
 2  sin 2  

k cos 2  0
2k cos 2  0

Đường truyền tia sáng bị giới hạn bởi tia ứng với α0 = 0, hay
1

 z  2k 1  cos 2 
) ......................(0,25đ)


 x  1  2  sin 2 

2k

Khoảng cách L xa nhất thỏa mãn :
1

h  2k 1  cos 2 
) ......................(0,25đ)

 L  1  2  sin 2 

2k

Giải phương trình ta được
Với kh << 1 thì L 

4h
) ......................(0,5đ)
k

Bài 4 (3,0 điểm)
Cho hệ cơ học gồm hai vật nặng, một vật có khối
M
M

lượng M, hai vật kia mỗi vật có khối lượng là m=nM. Hai vật
có thể chuyển động trên một vòng tròn và được nối với hai lò
xo nh có độ cứng như nhau và bằng k như hình 3. Khi hệ ở

vị trí cân bằng hai lò xo có độ dài tự nhiên. Kích thích để hai

k
M

k
M
m
Hình
M 3

8


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

vật dao động nhỏ xung quanh vị trí cân bằng.Tìm biểu thức li độ x1 và x2 của hai quả
nặng theo thời gian.
Hướng dẫn:
Sử dụng định luật II Newton, ta viết được các phương trình động lực học cho
Vật 1 :

Mx1''  2k ( x1  x2 )

(1) ......................(0,5đ)

Vật 2 :

nMx2''  2k ( x2  x1 )


(2) ......................(0,5đ)

Đặt 02 

k
M

 x1''  202 ( x1  x2 )
Từ hai phương trình trên suy ra:  ''
(3)
2 2
x



(
x

x
)
 2
0
2
1
n


Từ (3) ta suy ra: ( x1''  x2'' )  

2(n  1) 2

0 ( x1  x2 )
n

(4) ......................(0,5đ)

 2(n  1)

0t    , với A là biên độ
n



Phương trình (4) có nghiệm: x1  x2  A cos 
dao động.

(5) ......................(0,25đ)

Mặt khác vì hệ cô lập nên ngoại lực tác dụng lên hệ cân bằng:
Mx1''  nMx2''  0 ......................(0,5đ)

Hay x1  nx2  Bt  C (6), ......................(0,25đ)
với B, C là các hằng số phụ thuộc vào trạng thái ban đầu của hệ.
Từ (5) và (6), ta suy ra biểu thức của x1 và x2 theo thời gian là


 2(n  1)

1 
0t     Bt  C 
 x1 

 nA cos 
n  1 
n




(3) ......................(0,5đ)


 2(n  1)


1 
0t       Bt  C 
 x2  n  1  A cos 
n







Bài 5 (3,0 điểm) : Cho mạch điện như hình 4. Các cuộn cảm
L1 và L2 được nối với nhau qua một điốt lý tưởng D. Tại thời
9
Hình 4



Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

điểm ban đầu khóa K mở, còn tụ điện với điện dung C được tích điện tới hiệu điện
thế U0. Sau khi đóng khóa một thời gian, hiệu điện thế trên tụ điện trở nên bằng
không.
a. Hãy tìm dòng điện chạy qua cuộn cảm L1 tại thời điểm đó.
b. Sau đó, tụ điện được tích điện lại đến một hiệu điện thế cực đại nào đó. Tìm hiệu
điện thế cực đại đó.
Hướng dẫn:
a. Khi khóa K đóng thì Diot đóng, nên ta có mạch dao động gồm tụ C và cuộn L1. Tại
thời điểm tụ phóng hết điện thì theo định luật bảo toàn năng lượng:
CU 0 L1 I L
C
......................(0,5đ)

 IL  U0
2
2
L1

b. Gọi i1 là dòng điện chạy qua cuộn thứ nhất, i2 là dòng điện chạy qua cuộn thứ 2 ở
một thời điểm t sau khi tụ đã phóng hết điện.
Ta có theo định luật Ôm: e1  e 2  0
 L1i1'  L2i2'  0 . ......................(0,5đ)
 Nghiệm của phương trình có dạng : L1 i1 + L2i2 = A với A là một hằng số.

......................(0,25đ)
- Tại thời điểm khi dòng điện chạy qua cuộn L1 đã đạt giá trị cực đại là U 0
dòng qua L2 bằng 0, nên A = U 0


C
thì
L1

C
C
 L1 i1 + L2i2 = U 0
......................(0,25đ)
L1
L1

- Khi hiệu điện thế giữa hai đầu tụ đạt cực đại thì dòng qua tụ bằng 0, còn dòng
chung đi qua 2 cuộn cảm là i12. Ta có : (L1 +L2)i 12 = U 0
 i 12 

U 0 L 1C
L1  L 2

......................(0,5đ)

10

C
L1


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

- Giả sử hiệu điện thế cực đại giữa hai đầu bản tụ sau đó là Um. Tại thời điểm khi tụ
điện tích điện lại và hiệu điện thế của nó đạt cực đại thì phần năng lượng tập trung ở

tụ điện là
WC 

1
CU m2 ......................(0,25đ)
2

2
1
1 L 1CU 0
2
- Phần còn lại tập trung ở cuộn cảm: W L  (L 1  L 2 )i 12 
2
2 L1  L 2

......................(0,25đ)
1
2

1
2

- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng : CU 02  CU m2 

2
1 L 1CU 0
2 L1  L 2

......................(0,25đ)
U m U 0


L2
L1  L 2

......................(0,5đ)

Bài 6 (3 điểm)
Cho các dụng cụ sau:
- Một nam châm hình chữ U
- Một nguồn điện một chiều.
- Một biến trở.
- Một vôn kế có nhiều thang đo.
- Một thanh kim loại mỏng đồng chất, bằng đồng, tiết diện đều hình chữ nhật.
- Thước đo chiều dài.
- Cuộn chỉ.
- Cân đòn và các quả nặng.
- Dây nối và khóa K.
a) Xây dựng cơ sở lý thuyết để đo mật độ hạt electron tự do trong thanh kim loại.
b) Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.
c) Trình bày cách xây dựng bảng số liệu và cách xử lý số liệu.
11


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Hướng dẫn:
a) Để xác định mật độ hạt eletron tự do trong thanh đồng, ta sử dụng hiệu ứng Hall.
Bố trí mạch điện như hình vẽ

m


I

V

B

B

R ξ

K

Gọi B là cảm ứng từ trong khe giữa hai cực từ của nam châm.
Hiệu điện thế Hall là U 

1 IB
......................(0,25đ)
en0 d

Với I: là cường độ dòng điện, B là độ lớn của ứng từ trong khe.
e là điện tích nguyên tố, d là chiều dài của thanh.
n0 là mật độ electron tự do trong thanh.
Từ đó suy ra: n0 

1 IB
......................(0,25đ)
eU d

U được xác định bằng Vôn kế.

d được xác định bằng thước đo chiều dài.
Tích IB được xác định bằng cân đòn như sau:
Đặt thanh đồng lên cân đòn, sử dụng các quả cân điều chỉnh cho cân thăng bằng. Sau
đó cho dòng điện đi qua thanh đồng, điều chỉnh chiều vị trí của nam châm sao cho
lực từ tác dụng lên thanh đồng hướng thẳng đứng xuống dưới. Điều chỉnh các quả
cân để cân lại cân bằng.

12


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

Sự chênh lệch trọng lượng các quả cân trong hai trường hợp đúng bằng lực từ tác
dụng lên thanh. ......................(0,25đ)
Ta có: F  m.g  BIl  m.g
Từ đó: BI 

m.g
, với l là chiều dài của thanh đồng.
l

Thay vào công thức trên ta được n0 

m.g
......................(0,25đ)
eUd .l

Vậy, ta cần đo chiều dài l của thanh nằm trong từ trường, chiều dày d của thanh, xác
định sự thay đổi khối lượng Δm của các quả cân (khi có dòng điện và khi không có
dòng điện) và hiệu điện thế Hall U tương ứng.

c) Tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu:
Bước 1: Đo chiều dài của thanh đồng nằm trong từ trường và chiều dày d của thanh.
Bước 2: Dùng chỉ treo thanh kim loại nằm ngang trong từ trường và vuông góc với
đường sức từ vào một cánh tay đòn của cân.
Bước 3: Mắc mạch điện như hình vẽ. ......................(0,25đ)
Bước 4: Khóa K mở, chình cân đo thăng bằng, ghi lại giá trị khối lượng.
......................(0,25đ)
Bước 5: Đóng khóa K, điều chỉnh biến trở để thay đổi cường độ dòng điện chạy qua
mạch.Điều chỉnh cân thăng bằng, ghi lại sự thay đổi Δm. ......................(0,25đ)
Ghi lại giá trị trên Vôn kế. ......................(0,25đ)
Bước 6: Lặp lại các bước 4,5 để thu thập khoảng 5 bộ số liệu ứng với 5 vị trí khác
nhau của biến trở.
13


Tải file Word tại website – Hotline : 096.79.79.369

c) Xây dựng bảng số liệu và tính toán.
Lần đo

l

d

Δm

U

n0


1

......

.....

......

....

....

.....

....

....

....

....

....

5

....

....


....

....

....

- Xác định giá trị trung bình của chiều dài đo được l 

l1  ...  l5
......................(0,25đ)
5

- Xác định giá trị trung bình của chiều dày đo được
d

d1  ...  d5
......................(0,25đ)
5

- Xác định các giá trị n0i tương ứng với mỗi cặp giá trị Δmi và và Ui, cụ thể:
n0i 

g.mi
......................(0,25đ)
eU i d .l

- Mật độ hạt electron trong thanh là giá trung bình:
n0 

n01  ...  n02

......................(0,25đ)
5

--------- Hết ---------Người ra đề
Nguyễn Đức Nhân - 0905.943004

14