Đề thi môn vật lí lớp 11 trường THPT chuyên Hoàng Văn Thụ Hòa Bình

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ HÒA BÌNH
Đề thi đề xuất
ĐỀ THI MÔN VẬT LÍ
LỚP 11
Đề thi gồm 01 trang
Câu 1: (4 điểm)
Một xi lanh tiết diện S đặt dựng đứng chứa một chất khí đơn nguyên tử. Trong xi lanh chứa hai pít tông, mỗi pít tông có khối lượng m như hình vẽ. Khoảng cách giữa đáy xi lanh và pít tông phía dưới là H, khoảng cách giữa hai pít tông là 2H. Thành xi lanh và pít tông phía trên không dẫn nhiệt. Pít tông phía dưới dẫn nhiệt và có thể bỏ qua nhiệt dung của nó. Mỗi pít tông sẽ di chuyển được một khoảng bao nhiêu sau khi cấp cho khí một nhiệt lượng Q? Áp suất bên ngoài không đổi và bằng p0. Bỏ qua ma sát.
Câu 2: (4 điểm)
Một tụ điện trụ dài L, bán kính các bản tụ tương ứng là r và R. Không gian giữa hai bản tụ được lấp đầy bởi hai lớp điện môi cứng, cùng chiều dày, có hằng số điện môi tương ứng là e1 và e2 (Hình). Lớp điện môi e1 có thể kéo được ra khỏi tụ điện. Tụ điện được nối với hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi. Ở thời điểm t = 0, lớp điện môi e1 bắt đầu được kéo ra khỏi tụ điện với tốc độ không đổi v. Giả thiết điện trường chỉ tập trung trong không gian giữa hai bản tụ, bỏ qua mọi ma sát. Xét trong khoảng hãy:
1. Viết biểu thức điện dung của tụ theo thời gian t. 
2. Tính lực điện tác dụng lên lớp điện môi e1 ở thời điểm t.
3. Xác định cường độ và chiều dòng điện qua nguồn. 
Câu 3: (4 điểm)
Hai thanh ray dẫn điện đặt song song với nhau và cùng nằm trong mặt phẳng ngang, khoảng cách giữa chúng là l. Trên hai thanh ray này có đặt hai thanh dẫn, mỗi thanh có khối lượng m, điện trở thuần R cách nhau một khoảng đủ lớn b và cùng vuông góc với hai ray. Thiết lập một từ trường đều có cảm ứng từ B0 thẳng đứng trong vùng đặt các thanh ray. Bỏ qua điện trở các ray, độ tự cảm của mạch và ma sát. 
1. Xác định vận tốc của mỗi thanh dẫn ngay sau khi từ trường được thiết lập.
2. Xác định vận tốc tương đối giữa hai thanh tại thời điểm t tính từ thời điểm từ trường đã được thiết lập. 
Câu 4: (4 điểm)
Một tổ hợp gồm hai thấu kính hội tụ mỏng L1, L2 có tiêu cự thứ tự f1 và f2, đặt đồng trục cách nhau l. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1 một khoảng d1 qua L1 cho hệ số phóng đại k và qua hệ cho ảnh ảnh ảo ngược chiều, cùng độ lớn với vật và ở đúng vị trí vật. 
1. Xác định giá trị f1, f2 và d1 của tổ hợp theo l và k
2. Hãy chỉ ra một tổ hợp và dựng ảnh của vật qua tổ hợp đó.
Câu 5: (4 điểm)
Trên một khối đặc, đồng chất, bán kính R có khoét một lỗ tròn bán kính R/2 như hình vẽ. Hãy tính chu kỳ dao động nhỏ của khối trụ trên mặt phẳng nằm ngang, biết trụ chỉ lăn không trượt. 
==============Hết================
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HOÀNG VĂN THỤ HÒA BÌNH
Đề thi đề xuất
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN VẬT LÍ
LỚP 11
Đề thi gồm 01 trang
Câu 1:
Áp suất ở cả hai ngăn không đổi và tương ứng với ngăn trên và ngăn dưới là:
 ;	(1)	
Vì pít tông ở dưới dẫn nhiệt nên nhiệt độ khí hai ngăn bằng nhau. Từ pttt ra rút quan hệ giữa biến thiên thể tích và biến thiên nhiệt độ của khí ở mỗi ngăn:
 ;	(2) 	
Trong đó số mol khí được xác định từ điều kiện ban đầu:
 ;	(3) 	
Từ (2) và (3) ta nhận được: 
Từ đó ta tính được độ dịch chuyển của pít tông dưới và pít tông trên là
;	
Gọi là biến thiên nội năng và công thực hiện bởi cả hệ
Lại có 
ĐS: ;	
Câu 2:
Khi rút một phần lớp điện môi e1 ứng với chiều dài x ra khỏi tụ, phần còn lại trong tụ có chiều dài L - x. Tụ lúc này tương đương với hệ gồm 4 tụ có các điện dung lần lượt:
 ;
với 
Các tụ ghép theo sơ đồ: (C1 nt C2) // (C3 nt C4)
Ta có: C = C12 + C34 Þ (1)	
Dễ thấy hệ số A < 0. Như vậy điện dung của tụ trụ giảm đều theo thời gian.
Tụ được nối với nguồn, hiệu điện thế giữa hai bản cực là U không đổi. Khi kéo lớp điện môi ra khỏi tụ một đoạn x = vt thì năng lượng trong tụ thay đổi, áp dụng định luật bảo toàn năng lượng có: với dA là phần công của nguồn thực hiện khi lớp điện môi được rút ra một đoạn dx. Vậy: 	(2) 	
Thay (1) vào (2) ta có: 
Nhận xét: F 
Chọn chiều dương của dòng điện đi vào bản cực nối với cực dương của nguồn, dòng điện trong mạch:
nhận thấy i có dấu âm và giá trị không đổi (khi đó nguồn điện trở thành nguồn thu). 	
Câu 03
Giai đoạn 1:
 + Trước hết ta hiểu rằng quá trình thiết lập từ trường mặc dù rất nhanh nhưng phải xẩy ra trong một khoảng thời gian nào đó. Ta xét một thời điểm tuỳ ý khi mà cảm ứng từ đang tăng lên. Sự tăng lên của từ trường
dẫn đến sự xuất hiện điện trường xoáy làm cho các electron chuyển động trong mạch. Do đó làm xuất hiện suất điện động cảm ứng:
 + Dòng điện chạy trong mạch kín có cường độ: 
 + Lực tác dụng lên mỗi thanh bằng: 	1đ>
 + Phương trình chuyển động của mỗi thanh có dạng: Hay: 
 + Tích phân hai vế của pt trên ta được: 	
 Suy ra vận tốc của mỗi thanh ngay sau khi từ trường được thiết lập là: 	1đ>
2. Giai đoạn 2: 
+ Sau đó từ trường ổn định với cảm ứng từ B0. Chọn t = 0 là lúc mỗi thanh có vận tốc v0(các vận tốc hướng về các thanh)
+ Xét tại thời điểm t: hai thanh có toạ độ tương ứng là x1, x2 và đang chuyển động đến gần nhau. Dòng điện cảm ứng có chiều chống lại sự giảm từ thông qua mạch nên dòng điện cảm ứng đổi chiều.
 + Pt chuyển động của hai thanh lần lượt là (chiều dương là chiều vận tốc của thanh bên trái ban đầu)
 + Trong khoảng thời gian dt rất nhỏ kể từ thời điểm t, dòng điện cảm ứng có độ lớn: 
 Phương trình chuyển động của một thanh:
=> 
v12= 2v nên ta được: 	1đ>
Câu 04
Muốn A2B2 là ảnh ảo thì A1B1 phải nằm trong tiêu điểm vật của L2 
Áp dụng nguyên lí thuận nghịch A2B2 là vật ảo đối L2 cho ảnh thật A1B1
 (1) 
Ta có: (2)
	 (3) 
 (4)
 (5) 
Tương tự: (6)
 (7) 
Thay (4), (5), (6), (7) vào (2) và (3):
 (5) 
2. 
a) Xác định f1 f2 d1 theo l và k1 chọn k1= - 1/2 ta có 
b) Dựng ảnh của vật qua tổ hợp đã chọn theo l 
Câu 05
Gọi m là khối lượng của hình trụ chưa khoét
Ta có khối lượn phần khoét là: m’ = m/4
Trọng tâm G của phần còn lại cách tâm O một 
khoảng 
OG xác định: 
m.OG = 	
Momen gây ra chuyển động quay quanh 
trục qua A là
	MA = IA.
Trong đó: IA là momen quán tính đối với 
trục quay A và là gia tốc góc.
Tại vị trí có góc lệch thì: MA = - mg. sin = -mg.R
Vì dao động nhỏ nên momen quán tính IA coi như không đổi và có giá trị: 
	IA = Im/A – Im’/A 
Hay là: 	
Do đó: 
Vậy khối trụ sẽ dao động điều hòa với tần số góc:
Nên chu kỳ dao động: 	
============Hết============