Đề thi môn: Vật lí lớp: 11 trườngTHPT chuyên Tuyên Quang

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TUYÊN QUANG
*
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN:VẬT LÍ
LỚP:11
Đề thi có 02 trang, 05 câu
O
U0+0
I0+0
U
I
Hình 1
K
C
E
R
r
Đ1
Đ2
Hình 2
Câu 1 (4 điểm): Hai điôt không lí tưởng giống nhau
có đường đặc trưng vôn-ampe như trên 
hình 1 được mắc vào mạch điện như hình 2.
Cho biết R = 16Ω, r = 4Ω, suất điện động 
của nguồn lí tưởng E = 4V, điện dung của 
tụ C = 100µF. Các tham số trên đường đặc
trưng vôn- ampe của điôt: U0 = 1V, 
I0 = 50mA.
a) Đóng khóa K, hỏi tụ được nạp đến hiệu 
điện thế bằng bao nhiêu?
b) Sau khi nạp điện cho tụ, mở khóa. Tính 
nhiệt lượng tỏa ra trên R và trên mỗi điôt.
Câu 2 (4 điểm): Một khung dây dẫn hình chữ nhật abcd đặt trong mặt phẳng thẳng đứng. ab là cạnh nằm ngang chiều dài l1, bc dài l2, khối lượng khung là m, điện trở R. Phía dưới khung là khu vực từ trường đều, cảm ứng từ B, có phương vuông góc với mặt phẳng khung dây như hình vẽ. Giới hạn trên và dưới khu vực từ trường đều là các đường thẳng PP' và QQ' cùng song song với ab và chúng cách nhau một khoảng H (H > l2). Cạnh dưới cd của khung dây cách PP' khoảng h. Thả cho khung dây rơi tự do trong mặt phẳng thẳng đứng. Biết rằng sau khi khung dây tiến vào từ trường cho đến trước khi cạnh ab qua biên PP" thì vận tốc khung dây đã đạt tới đã đạt tới giá trị tối đa. Hỏi cả quá trình từ khi khung dây bắt đầu rơi xuống đến khi cạnh cd của nó chạm biên QQ' thì lực ampe của từ trường tác dụng vào khung dây thực hiện công là bao nhiêu?
H
Q'
h
P
l2
l1
c
a
b
d
P'
Q
Câu 3 (4 điểm): Một thấu kính phân kì có độ lớn tiêu cự là 0,6m được đặt sao cho một tiêu điểm chính của nó trùng với đỉnh một gương cầu lõm và đồng trục với nhau. Tính tiêu cự của gương, biết rằng vật thật đặt tại vị trí bất kì trước thấu kính qua hệ luôn cho ảnh cuối cùng là thật.
Câu 4 (4 điểm): Một thanh mảnh đồng chất có chiều dài L = 2(m), khối lượng m được dựng thẳng đứng trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang. Sát đầu dưới của thanh có một vật nhỏ cùng khối lượng m. Thanh bắt đầu đổ xuống theo chiều như hình vẽ. Tìm vận tốc lớn nhất của vật nhỏ. Lấy g = 10m/s2.
Câu 5 (4 điểm): 
Cho các dụng cụ sau:
- Một thấu kính phân kì.
- Một thấu kính hội tụ.
- Một đèn sáng nhỏ.
- Một thước đo có vạch chia đến milimet.
- Một màn tối cố định.
- các giá đỡ cần thiết.
Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.
- HẾT -
NGƯỜI RA ĐỀ
Nguyễn Tuyết Hạnh
0915.480.459
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN 
TUYÊN QUANG
ĐÁP ÁN MÔN:VẬT LÍ
LỚP: 11
Câu 1
Hướng dẫn chấm
Điểm
4 điểm
O
U0+0
I0+0
U
I
Hình 1
K
C
E
R
r
Đ1
Đ2
Hình 2
a) Giả sử sau khi đóng khóa K mạch đã ổn định thì cường độ dòng điện qua điôt là I > I0, khi đó hiệu điện thế hai đầu mỗi điôt là U0. Cường độ dòng điện trong mạch là: = 0,1A > I0. Vậy điều giả sử là đúng.
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ: U = U0 + IR = 2,6V
b) Mở khóa K, tụ phóng điện qua Đ2 , có 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Tụ phóng điện đến khi hiệu điện thế trên điôt bắt đầu giảm. Cuối giai đoạn này hiệu điện thế trên tụ là: U' = I0R + U0 = 1,8V.
Điện lượng tụ đã phóng: Δq = C( U - U') = 8.10-5 C.
Nhiệt lượng tỏa ra trên điôt Đ2: Q1Đ = U0.Δq = 8.10-5 J
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta tính được nhiệt lượng tỏa ra trên R:
Q1R = 9,6.10-5 J
Giai đoạn 2: Từ lúc hiệu điện thế trên điôt bắt đầu giảm đến khi tụ phóng hết điện. Trong giai đoạn này có thể xem điôt như một điện trở có giá trị RĐ = U0/I0 = 20Ω
Ta có: 
Mà Q2Đ + Q2R = = 1,62.10-4 J. Do đó: Q2Đ = 9.10-5J; Q2R = 7,2.10-5J
Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra trên R là QR = Q1R + Q2R = 16,8.10-5J
tổng nhiệt lượng tỏa ra trên điôt Đ2 là Q2Đ = Q1Đ + Q2Đ = 17.10-5J
0,5 điểm 
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
Câu 2
Hướng dẫn chấm
Điểm
4 điểm
Gọi vận tốc khung dây khi cạnh cd chuyển động đến biên PP' của vùng từ trường là v1 thì: (1)
Sau khi cạnh cd đi vào vùng từ trường, khung dây chịu lực cản của từ trường nhưng do gia tốc trọng trường khung vẫn rơi xuống (theo đề bài) 
Gọi Δh1 là khoảng cách mà cạnh cd rơi xuống qua biên PP'và lúc đó vận tốc của khung cực đại v0 thì lúc đó suất điện động cảm ứng trong cd là E = B.l1.v0, dòng điện qua khung dây là: 
Lực Ampe tác dụng vào khung: 
Điều kiện để vận tốc cực đại là F = mg do đó ta được (2)
Từ khi cạnh cd rơi đến biên PP' đến khi cd qua biên đoạn Δh1 thì công của trọng lực thực hiện là A1 = mgΔh1 và công của lực Ampe là A2. Theo định lí động năng: A1 + A2 = (3)
Thay (1) , (2) vào (3) ta tìm được A2 = (4)
Sau khi đạt vận tốc v0, khung chuyển động đều. Khi khung chuyển động đều đi được khoảng Δh2 = l2 - Δh1 thì cạnh ab đi vào từ trường (qua PP"). Quá trình cạnh cd chuyển động đều xuống dưới đoạn Δh2 thì công trọng lực là 
A1' = mg Δh2; công của lực Ampe là A2' nhưng vận tốc khung không đổi nên theo định lí về động năng A1' + A2' = 0, 
do đó A2' = -A1' = - mg Δh2 = - mg(l2 - Δh1) (5)
Sau khi toàn bộ khung dây đi vào từ trường cho đến khi bc chạm biên dưới QQ' thì lực Ampe tác dụng lên toàn bộ khung dây bằng không, công của lực Ampe cũng bằng không, khung dây chỉ còn chịu tác dụng của trọng lực.
Vậy công của lực Ampe trong toàn bộ quá trình là: 
A = A2 + A2' = 
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
Câu 3
Hướng dẫn chấm
Điểm
4 điểm
Bài giải:
Sơ đồ tạo ảnh: 
Để ảnh S3 là thật thì ảnh S2 phải là vật ảo đối với thấu kính. Tức là S2 phải nằm bên phải thấu kính
Theo công thức thấu kính phân kì cho trường hợp vật ảo, ảnh thật ( d,d',f đều dương) ta có:
 suy ra . Do 
Vì S2 nằm bên phải thấu kính và cách thấu kính đoạn lớn nhất bằng tiêu cự nên ảnh S2 cách gương cầu một đoạn d2': 
Vật đối với gương là ảnh S1, S1 là ảnh ảo của nguồn thật S qua thấu kính lần thứ nhất. theo công thức thấu kính cho trường hợp này ta có: 
Do khoảng cách d1 từ S đến thấu kính thay đổi từ 0 đến nên khoảng cách từ S1 đến thấu kính là d1' thay đổi từ 0 đến fk
Vậy khoảng cách từ S1 đến gương là d2 = fk + d1' thay đổi trong khoảng từ fk đến 2fk; 
Như vậy đối với gương ta có khoảng cách từ vật đến gương là:
 (1)
khoảng cách từ ảnh đến gương là: (2)
Từ công thức của gương: (3)
Từ (2) và (3) suy ra: (4)
Từ (1) suy ra (5)
Từ (4) và (5) suy ra: 
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
Câu 4
Hướng dẫn chấm
Điểm
4 điểm
Gọi G là khối tâm của hệ, AG = L/4
Do không có ngoại lực tác dụng lên hệ theo phương ngang nên khối tâm G của hệ chỉ chuyển động theo phương thẳng đứng. Trong quá trình đổ xuống, khi vật nhỏ m chưa tách ra khỏi thanh thì vận tốc của vật nhỏ m bằng vận tốc của đầu A của thanh. Khi vận tốc của vật m cực đại thì nó tách ra khỏi thanh và chuyển động thẳng đều.
Xét thời điểm thanh hợp với phương ngang góc α: khi đó tọa độ khối tâm G theo phương thẳng đứng cách mặt phẳng ngang là: yG = . 
Vận tốc khối tâm G là: vG = yG' = = (1)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ tại vị trí ban đầu và vị trí góc lệch của thanh là α so với phương ngang: 2mg(1- sinα) = 2m (2)
Moomen quán tính của hệ với trục quay vuông góc với thanh và đi qua khối tâm của hệ là:
 (3)
Thay (1), (3) vào (2) ta được: (4)
Mặt khác dọc theo phương GA ta có: vAcosα = vGsinα (5)
Từ (4) và (5) suy ra: (6)
Đạo hàm (6) ta được 
Cho vA' = 0 ta được α 45,40
Thay α 45,40 vào (6) ta được vA 0,82m/s.
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,25điểm
0,25điểm
0,5điểm
0,5điểm
0,5điểm
Câu 5
Hướng dẫn chấm
Điểm
- Đặt đèn nhỏ S trước thấu kính hội tụ sao cho tạo ra một chùm sáng song song.
- Đặt thấu kính phân kì hứng chùm song song đó, rồi chiếu lên màn tối 
- Hình vẽ
- Tính tiêu cự của thấu kính phân kì:
Xét 2 tam giác đồng dạng FOP và FHN:
 (1)
Dùng thước đo các độ dài OH, OP, HN thay vào (1) ta tính được OF = f: tiêu cự thấu kính phân 
0,5điểm
0,5 điểm
1điểm
1điểm
1điểm