Đề thi môn vật lý lớp 11 trường THPT chuyên Cao Bằng tỉnh Cao Bằng

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN CAO BẰNG TỈNH CAO BẰNG
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ
LỚP 11
(Đề này có 01 trang, gồm 05 .câu)
C1
C2
C3
K1
K2
K
E
Hình vẽ1 1
Câu 1 (04 điểm ). Trong khuôn khổ mẫu nguyên tử cổ điển của Hiđrô, hãy đánh giá độ lớn cảm ứng từ tại tâm quỹ đạo tròn của electron. Cho biết bán kính quỹ đạo tròn này (bán kính Bohr) là rB = 5,3.10-11m. 
 Câu 2(05 điểm ). Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ 1. Biết nguồn có suất điện động E, các tụ điện C3 = 2C1 = 2C2 = 2C. Ban đầu khóa K đóng, khóa K1 và K2 ngắt. Sau khi tụ C1 và C2 nạp điện xong thì ngắt khóa K và đóng khóa K1. Khi trạng thái cân bằng tĩnh điện được thiết lập trong mạch thì ngắt khóa K1 và đóng khóa K2. Hỏi điện lượng sau cùng trên mỗi tụ điện bằng bao nhiêu?
Câu 3 (04 điểm ). Hai thấu kính hội tụ L1 và L2 có tiêu cự f1 = 10 cm và f2 = 30 cm ghép đồng trục cách nhau l = 50 cm. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính, A thuộc trục chính, đặt trước thấu kính L1. 
1. Từ vị trí ban đầu, nếu dịch vật lại gần thấu kính L1 thêm 10 cm thì ảnh qua quang hệ không đổi chiều nhưng chiều cao ảnh thì giảm 3 lần. Xác định vị trí ban đầu của vật.
2. Đặt thêm thấu kính hội tụ L3 có tiêu cự ngắn f3 = 2,5 cm vào khoảng giữa hai thấu kính trên thì thấy một chùm sáng song song tới quang hệ cho chùm ló cũng là chùm song song.
 a) Xác định vị trí đặt L3.
 b) Chứng minh rằng khi đó nếu đặt vật AB như ý (1) trước quang hệ thì ảnh của AB qua quang hệ có hệ số phóng đại không đổi. Tìm hệ số phóng đại đó.
Câu 4 (05 điểm ). Hình 2
m1
m2
k
F
Cho cơ hệ gồm hai vật có khối lượng m1 và m2 được nối với nhau bằng một lò xo rất nhẹ có độ cứng k, chiều dài tự nhiên l0. Hệ được đặt trên một mặt phẳng ngang trơn nhẵn. Một lực không đổi có phương nằm ngang (dọc theo trục của lò xo) bắt đầu tác dụng vào vật m2 như hình 2.
 a) Chứng tỏ các vật dao động điều hoà. Tính biên độ, chu kỳ dao động của mỗi vật. 
 b) Tính khoảng cách cực đại và khoảng cách cực tiểu giữa hai vật trong quá trình dao động.
Câu 5 (02 điểm ). Xác định khối lượng riêng của chiếc nút chai bằng bấc. Chỉ sử dụng các dụng cụ sau: Lực kế, bình chia độ chứa nước, nút chai, sợi chỉ, quả cân đồng.
HẾT
 Người thẩm định	 Người ra đề
 Trần Thu Huệ
ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ OLYMPIC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN CAO BẰNG 2015
MÔN: VẬT LÝ 11
(Đáp án gồm trang)
Câu 1 : 4 ( Điểm )
 Giải
- Lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân nguyên tử Hiđrô đóng vai trò là lực hướng tâm ta được:
- Chu kỳ chuyển động tròn của electron quanh hạt nhân:
- Chuyển động tròn của electron coi như một dòng điện tròn, cường độ dòng điện là:
- Cảm ứng từ tại tâm của quỹ đạo là:
Câu 2 : ( 5 Điểm )
Giải
Sau khi đóng K (K1, K2 vẫn ngắt) C1 và C2 mắc nối tiếp hình vẽ 1a, điện lượng của chúng bằng nhau.
	(1) 
Sau khi ngắt K, đóng K1, C1 và C3 tạo thành mạch kín hình vẽ 1b. Giả thiết điện tích của chúng là , 
+ -
+ -
+
-
C1
C2
C3
K1
K2
K
E
Hình vẽ 3b
+ -
+ -
+
-
C1
C2
C3
K1
K2
K
E
Hình vẽ 3c
+ -
+ -
C1
C2
C3
K1
K2
K
E
Hình vẽ 3a
Tacó: (2); ...
Mặt khác (3).
Từ (2) và (3) ta được: . .
Sau khi ngắt K1, đóng K2 thì C2 và C3 tạo thành mạch kín hình vẽ 1c. Gọi điện lượng cuối cùng của tụ là , giả sử dấu của điện tích của tụ C3 không đổi. Ta có:
	(4) 
 và (5) 
	Giải hệ (4), (5) ta được: .
	 mang giá trị âm chứng tỏ dấu của trái với giả thiết ban đầu.
Câu 3 : ( 4 Điểm )
Giải
1. Xác định vị trí ban đầu của vật.
Sơ đồ tạo ảnh:
.
Ở vị trí ban đầu, hệ số phóng đại ảnh qua hệ là:
..
Dịch vật lại gần thấu kính thêm 10 cm thì hệ số phóng đại ảnh là:
Theo đề: k = 3k’. Nên d1 = 15 cm.
 Vị trí ban đầu của vật cách thấu kính thứ nhất 15 cm.
2. Đặt thêm thấu kính hội tụ L3 có tiêu cự ngắn f3 = 2,5 cm vào khoảng giữa hai thấu kính trên thì thấy một chùm sáng song song tới quang hệ cho chùm ló cũng là chùm song song.
a) Xác định vị trí đặt L3: Giả sử L3 cách L1 một đoạn x. Sơ đồ tạo ảnh:
Để thỏa mãn điều kiện đề bài thì: ; 
Thay số và giải phương trình tìm được x = O1O3 =15 cm; O2O3 = 35 cm
b) Chứng minh rằng khi đó nếu đặt vật AB như ý (1) trước quang hệ thì ảnh của AB qua quang hệ có hệ số phóng đại không đổi. Tìm hệ số phóng đại đó.
H3
H2
H1
O2
O3
O1
F2
F1’
Cách 1: Chứng minh k không đổi và tìm k bằng cách vẽ hình
Thay số: k = 3.
Cách 2: Giải bằng phương pháp đại số, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
Câu 4 : ( 5 Điểm )
Giải
a) Xét trong hệ quy chiếu gắn với khối tâm G của cơ hệ.
Gia tốc của khối tâm: 
Gọi O1 và O2 lần lượt là vị trí của m1 và m2 khi lò xo ở trạng thái tự nhiên: O1O2 = l0;
Vị trí O1 và O2 lần lượt cách G những đoạn l1 và l2, thoả mãn điều kiện: 
m1l1 = m2l2 = m2(l0 - l1) l1 = ; l2 = .
Ta coi hệ trên gồm : vật m1 gắn vào một đầu lò xo có chiều dài l1, đầu kia của l1 được gắn cố định vào G và vật m2 gắn vào một đầu của lò xo có chiều dài l2, đầu kia của l2 được gắn cố định vào G.
Độ cứng của các lò xo l1 và l2: và ;
* Phương trình dao động của các vật: 
Chọn các trục toạ độ cho mỗi vật gắn với khối tâm G của cơ hệ như trên hình vẽ.
- Vật m1 : 
hay 
 Đặt: ; (*): vật m1 dao động điều hoà. Nghiệm phương trình (*) có dạng: 
- Vật m2: hay .
Đặt: ; : vật m2 dao động điều hoà. Nghiệm phương trình (*) có dạng: 
* Chu kì dao động của các vật:
 - Vật m1 : ; 
 - Vật m2 : .
 * Biên độ dao động của các vật:
 - Vật m1: 
 Khi t = 0 
 x1 = 0 
 v1 = 0
- Vật m2 : 
Khi t = 0 	 
 x2 = 0 
 v2 = 0
b) Khoảng cách cực đại và cực tiểu giữa hai vật trong quá trình dao động : Hai vật dao động cùng pha trên hai trục toạ độ cùng phương ngược chiều nên: 
 lmax = l0 + 2(A1 + A2) = l0 + 2; lmin = l0
Câu 5 : ( 2 Điểm )
Giải
- Cơ sở lý thuyết
* Khối lượng riêng của nút chai được xác định: với m và V là khối lượng và thể tích của nút chai.	
- Các bước tiến hành phép đo
* Bước 1: Dùng lực kế để xác định trọng lượng P của nút chai . 
* Bước 2: Dùng chỉ buộc quả cân đồng rồi nhúng vào bình nước ta xác định được thể tích của quả cân. 
* Bước 3: Dùng chỉ gắn quả cân với nút chai rồi thả vào bình nước ta xác định được thể tích của quả cân và nút chai. 
* Thể tích của nút chai là . 	
* Từ đó tính được .	
* Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào độ chính xác của việc xác định P, và . 
................... Hết ..................