Đề thi môn vật lí lớp 11 trường THPT chuyên Hoàng Văn Thụ Hòa Bình10193

Mỗi pít tông sẽ di chuyển được một khoảng bao nhiêu sau khi cấp cho khí một nhiệt lượng Q?. Không gian giữa hai bản tụ được lấp đầy bởi hai lớp điện môi cứng, cùng chiều dày, có hằng số

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 1 và 2 (Hình) Lớp điện môi 1 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 1bắt 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 0 t L hãy:

v

 

1 Viết biểu thức điện dung của tụ theo thời gian t

2 Tính lực điện tác dụng lên lớp điện môi 1 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

B0thẳng 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 f 1 và f 2, đặt đồng trục cách nhau l

Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính cách L1một khoảng d 1 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 f 1 , f 2 và d 1 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

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:

S

mg p

p1  0 

S

mg p

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:

1 1 1

1 V n R T

Trong đó số mol khí n1, n2 được xác định từ điều kiện ban đầu:

1

1 1

2

RT

HS p

1

2 2

RT

HS p

Từ (2) và (3) ta nhận được: V1 2 V 2

Từ đó ta tính được độ dịch chuyển của pít tông dưới và pít tông trên là

S

V

2



S

V V

Gọi U , A là biến thiên nội năng và công thực hiện bởi cả hệ

 1 1 2 2  1 1 2 2 2 1 2 3 0 4  2

2

3 2

2

3 2

3 2

3

x mg S p p

p V V

p V p T

n T n

R



1 0 2

2

V p S

mg V

p

S

mg











<1đ>

2 0 2

0 2

2

x S p mg V

p S

mg V

p S

mg V

p

S

mg































Lại có QU A

3 0 4  2 4 3 0  2

2

3

x S p mg x

mg S

p

7,5p0S 10mgx2

) 4 3

( 5

6 0 1

mg S p

Q x





) 4 3

( 5

2 0 2

mg S p

Q x





Câu 2:

Khi rút một phần lớp điện môi 1ứng 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:

 0 

2

ln R '/ r



 0 

2

ln R / R '



 0 

3

2

ln R '/ r



 0 

2

ln R / R '



với R ' R2 r, a=ln R '/ r2 0 , b=ln R / R '2 0 





Các tụ ghép theo sơ đồ: (C1 nt C2) // (C3 nt C4)

Ta có: C = C12 + C34  2 1 2 1 2 (1) <1đ>

       

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: FdxdWdA

Fdx Udq U dC U dC

(1 )

 

     Nhận xét: F < 0 chứng tỏ lực điện hướng vào lòng tụ, F không đổi <1đ>

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

(1 )

 

    

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:

dt

dB b l dt

d

+ Dòng điện chạy trong mạch kín có cường độ:

dt

dB R 2

b l R 2

e

+ Lực tác dụng lên mỗi thanh bằng: d ( B ) 1đ>

R 4

b l B l i

2





+ Phương trình chuyển động của mỗi thanh có dạng: Hay:

dt

) B ( d R 4

b l dt

dv m

2 2

mR 4

b l

2



+ Tích phân hai vế của pt trên ta được: v0  0

0

B

0

2 2

) B ( d mR 4

b l dv

Suy ra vận tốc của mỗi thanh ngay sau khi từ trường được thiết lập là: 1đ>

mR 4

B b l v

2 0 2

0 

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)













0 //

2

0 //

1

B i l mx

B i l mx

+ Trong khoảng thời gian dt rất nhỏ kể từ thời điểm t, dòng điện cảm ứng có độ lớn:

B dS B l vdt B l v e

i

R Rdt Rdt R



Phương trình chuyển động của một thanh: 0

dv

m B vl

dt  0

dv

m B vl

dt 

=>

2 2 0

0

B l t mR

v v e

0

2

mR

Câu 04

d d A B d d A B

Muốn A2B2 là ảnh ảo thì A1B1phải nằm trong tiêu điểm vật của L2

Áp dụng nguyên lí thuận nghịch A2B2 là vật ảo đối L2 cho ảnh thật A1B1



(1) 1

2

1

k

  

 Ta có: d2' l d1 (2)

d1'd2 l (3)

1 1

1 1

f

1 1   (5)

1

'

f



 Tương tự:

(6)

2

1

k

2 2 2 2 (7)

1

k

Thay (4), (5), (6), (7) vào (2) và (3):

2

a) Xác định f1 f2 d1 theo l và k1chọn k1= - 1/2 ta có 1 ; 2 3 ; 1

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:

4

3

4

m

2

R

6

R

6

R AG

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: M A = - mg sin = - mg.R

4

6

R  15

Vì dao động nhỏ nên momen quán tính IA coi như không đổi và có giá trị:

IA = Im/A – Im’/A

2 2

2 2

32

29 4

9 4 4 4

2

1 2

1

mR R

m R m mR

mR



























g mgR mR

R

Vậy khối trụ sẽ dao động điều hòa với tần số góc:

g g

R R

20

R T

g





============Hết============