Đề thi môn vật lớp 11 trường THPT chuyên Hà Giang tỉnh Hà Giang

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ GIANG TỈNH HÀ GIANG
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT
LỚP 11
(Đề này có 02 trang, gồm 05 câu)
Câu 1 (04 điểm)
* Mạch điện xoay chiều gồm 3 phần tử: điện trở thuần R, cuộn thuần cảm có độ tự cảm L và tụ có điện dung C mắc nối tiếp như (hình 1)
Biết uAN nhanh pha so với uMB và 
·
·
·
·
~
u
X
Y
Z
A
M
N
×
B
(hình 1)
* Nếu mắc mạch lại như (hình 2) thì cường độ hiệu dụng qua mạch chính là bao nhiêu? Biết dung kháng ZC = 50W và điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là 100V.
~
u
Z
A
B
(hình 2)
·
X
Y
·
D
·
Câu 2 (04 điểm)
 Cho một hệ thấu kính đồng trục gồm thấu kính O1 có tiêu cự f1 đặt trước thấu kính hội tụ O2 có tiêu cự f2 = 9cm. Một vật sáng AB đặt trước thấu kính O1 và cách thấu kính O1 một khoảng 12cm. Một màn M đặt sau thấu kính O2 và cách thấu kính O1 một khoảng a = 42cm. Di chuyển thấu kính O2 trong khoảng từ thấu kính O1 đến màn M, ta thấy thấu kính O2 có thể ở hai vị trí để trên màn M ta thu được ảnh rõ nét của AB. Hai vị trí này cách nhau một khoảng .
 a, Tính tiêu cự của thấu kính O1?
 b, Tính độ phóng đại của ảnh ứng với hai vị trí của thấu kính O2?
l
α
m
 c, Gọi L là khoảng cách giữa hai thấu kính O1 và O2. Chứng tỏ rằng không tồn tại một giá trị L > 0 nào để chùm tia tới song song sau khi đi qua hệ thấu kính trên sẽ cho chùm tia ló cũng song song?
Câu 3 (04 điểm)
Một cái đĩa quay quanh một trục thẳng đứng, trên đĩa có một viên bi khối lượng m được gắn với trục quay bằng một sợi dây không dãn có chiều dài = 18 cm và hợp với trục một góc . Hệ cần quay với chu kì ngắn nhất là bao nhiêu để viên bi không rời khỏi đĩa? 
Lấy g = m/s2( Bỏ qua lực ma sát giữa bi và đĩa)
Câu 4 (04 điểm)
Hình trụ tròn đặc đồng chất bán kính r, khối lượng m lăn không trượt từ trạng thái nghỉ trên một cái nêm khối lượng M có góc nghiêng α . Ban đầu nêm đứng yên có thể trượt không ma sát trên sàn ngang. Tìm gia tốc của tâm hình trụ đối với nêm và gia tốc của nêm đối với sàn. Bỏ qua ma sát lăn.
C
A
B
VB
VC = 0
s2
s1
h
VA = 0
a
Câu 5 (04 điểm)
Cho dụng cụ gồm:
Một hình trụ rỗng có khối lượng và bán kính trong chưa biết.
Mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng thay đổi được, nối tiếp với một mặt phẳng ngang.
Đồng hồ
Thước chia độ
Ống thăng bằng
Thước kẹp
Yêu cầu:
Xác định hệ số ma sát lăn của hình trụ. ( Biết hệ số ma sát ở mặt phẳng ngang và nghiêng như nhau).
Xác định bán kính trong của hình trụ bằng cách cho hình trụ lăn trên hai mặt phẳng.
.................HẾT.....................
Người thẩm định
Quách Thành Chung
ĐT: 0915.316.627
Người ra đề
Nguyễn Toàn Thắng
ĐT: 01693.647.868
HƯỚNG DẪN CHẤM (gồm 05 trang)
MÔN: VẬT LÍ, LỚP 11
Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo thang điểm đã định.
Câu
Nội dung
Điểm
1
Do mạch có ba phần trở R, L, C mà uAN nhanh pha so với uMB thì đoạn mạch AN gồm có R, L và đoạn mạch MB gồm có R và C Þ x là cuộn thuần cảm L, Y là điện trở thuần R và Z và tụ C. 
~
u
X
Y
Z
×
×
×
A
M
N
×
B
Từ 
Hình (2) được vẽ lại như sau:
~
u
·
A
B
·
iR
L
·
R
D
C
IL
i
Giản đồ véc tơ cho mạch này là:
Ta có:	
	mà	
	nên 	
	Þ U = UAD	
0,5
1,0
1,0
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
2
 a, Tính tiêu cự của thấu kính O1? 
Cho sơ đồ tạo ảnh:
 (O1) (O2) 
AB A1B1 A2B2 
 d1 d’1 d2 d’2 
Kí hiệu D là khoảng cách từ A1B1 đến A2B2. Vì O2 là thấu kính hội tụ, A2B2 là ảnh thật nên A1B1 là vật thật đối với O2. Vì D không thay đổi khi O2 di chuyển nên hai vị trí của O2 đối xứng với nhau đối với trung điểm của đoạn thẳng A1A2 .
Ta có: d2 + d2’ = D và d2’ = d2 + .
Suy ra 
 và, do đó cm
 (loại nghiệm D = -12cm).
Ta lại có d1 = 12cm, d1’ = a – D = - 6 (cm).
Suy ra 
Vậy O1 là thấu kính phân kì.
b, Tính độ phóng đại của ảnh ứng với hai vị trí của thấu kính O2?
+ Khi O2 ở vị trí 1: 
Với d1= 12cm, d1’ = -6cm, 
+ Khi O2 ở vị trí 2: 
 với d22 = d21 + = 36 cm, d’22 = d’21 - = 12 cm
Suy ra k2 = -1/6
c, Gọi L là khoảng cách giữa hai thấu kính O1 và O2. Chứng tỏ rằng không tồn tại một giá trị L > 0 nào để chùm tia tới song song sau khi đi qua hệ thấu kính trên sẽ cho chùm tia ló cũng song song?
Khi chùm tới song song 
Muốn cho chùm ló song song phải có nghĩa là, theo (1) 
 L = f1 + f2 = -3 < 0
Suy ra không tồn tại một giá trị L > 0 để chùm tia tới song song sau khi đi qua hệ thấu kính sẽ cho chùm tia ló song song.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
3
l
α
m
- Xác định các lực tác dụng lên vật m: Trọng lực , phản lực và lực căng. (Biểu diễn trên hình vẽ).
- Viết được phương trình động lực học cho vật: ( Gia tốc quay của vật chính là gia tốc quay của đĩa xung quanh trục thẳng đứng) khi ta xét chuyển động của cả hệ trong mặt phẳng gắn với mặt đất:
 + + = = m (1) 
Với là gia tốc hướng tâm, có độ lớn: a = R.= ..sin.
- Chọn trục () theo phương vuông góc với phương của (tức là vuông góc với ), chiếu (1) lên (), kết quả: 
 - P.cos300 + Q.cos300 = - m.sin600cos600
 Hay: - P + Q = - m.cos600 
Suy ra: Q = mg - m.cos600
- Điều kiện để bi không trượt khỏi đĩa: Q 0
 g - cos6000
 g . ( T chu kì quay của) hệ 
 T 0,6 (s) 
Vậy để hệ quay với chu kì ngắn nhất để viên bi không rời khỏi đĩa là:
 Tmin = 0,6 (s)
1,0
0,5
0,25
0,5
0,5
1,0
0,25
4
Vì bảo toàn động lượng nên trụ đi xuống sang phải, nêm chuyển động sang trái.
Hình trụ chịu tác dụng của trọng lực và lực ma sát 
Trụ có gia tốc đối với nêm, nêm có gia tốc , nên trụ có gia tốc 
Ta có 
Trên Ox : 
Phương trình quay của trụ: 
Trụ lăn không trượt nên : 
Nên (3)
Thay (3) vào (2) ta được 
Mặt khác vận tốc của tâm hình trụ đối với sàn (5)
Chiếu (5) lên trục z nằm ngang: (6)
Bảo toàn động lượng theo phương ngang: 
Lấy đạo hàm hai vế của (7) theo thời gian ta được 
Suy ra : 
Từ (4) và (9) ta được 
Thay (10) vào (9) được 
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,5
0,5
5
Thả cho hình trụ bắt đầu lăn xuống từ đỉnh A của mặt phẳng nghiêng, hình trụ lăn xuống B rồi tiếp tục đi trên mặt ngang và dừng lại ở C. 
Ta có:	EA = mgh
	EC = 0
EA – EC = Ams= m.mg(s1+s2) ( góc a đủ nhỏ Þ cosa » 1) (0,25đ)
mgh = m.mg(s1+s2) Þ (1)	 
Chọn mốc thế năng ở mặt phẳng ngang.
Cơ năng tại B có giá trị bằng công của lực ma sát trên đoạn đường BC:
Có và 	
Với: 	R: bán kính ngoài của hình trụ
	r: bán kính trong của hình trụ
	(2)	
Mặt khác trên đoạn đường s1 ta có:
	 (3)	
Từ (1), (2) và (3): 	 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
 Hết