Đề thi môn vật lớp 11 trường THPT chuyên Hà Giang tỉnh Hà Giang11418

Một vật sáng AB đặt trước thấu kính O1 và cách thấu kính O1 một khoảng 12cm.. 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 t

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 tan AN  2 tan MB

* Nếu mắc mạch lại như (hình 2) thì cường độ hiệu dụng qua mạch chính là bao nhiêu? Biết dung kháng ZC = 50 và điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là 100V

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 l 24cm

a, Tính tiêu cự của thấu kính O1?

b, Tính độ phóng đại của ảnh ứng với hai vị trí của thấu kính O2?

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 l

Hệ cần quay với chu kì ngắn nhất là bao

0

60

 

nhiêu để viên bi không rời khỏi đĩa?

Lấy g = m/s2 2( Bỏ qua lực ma sát giữa bi và đĩa)

Câu 4 (04 điểm)

l α

m

 u

 B (hình 1)

 u

Z

(hình 2)



X

Y

 D



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

Câu 5 (04 điểm)

1 Cho dụng cụ gồm:

- Một hình trụ rỗng có khối

biết

tiếp với một mặt phẳng ngang

- Đồng hồ

- Thước chia độ

- Ống thăng bằng

- Thước kẹp

2 Yêu cầu:

a Xác định hệ số ma sát lăn của hình trụ ( Biết hệ số ma sát ở mặt phẳng ngang và nghiêng như nhau)

b 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)





C

A

B

s2

s1

h

VA = 0



ThuVienDeThi.com

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

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  x là cuộn thuần cảm L, Y là điện trở thuần R và Z và tụ C

Từ tan AN  2 tan MB L C Z L Z C

R

Z R

Z

2 2







 Hình (2) được vẽ lại như sau:

 Giản đồ véc tơ cho mạch này là:

Ta có: U2 U AD2 U DB2  2U AD U DBcos

I

I U U U

U

DB AD DB

mà AD Z C Z C Z L U DB I L Z L

I

U

.

; 2



AD DB DB

U

0,5

1,0

1,0

0,25 0,25 0,5 0,25

 u

 B

 u

 A

B



i R

L



R D

C

I L

i

DB U



AD U





U



I

R I



L I







 U = UAD

A Z

U Z

U I

C C



2

a, Tính tiêu cự của thấu kính O 1 ?

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 O2đối

xứng với nhau đối với trung điểm của đoạn thẳng A1A2

Ta có: d2 + d2’ = D và d2’ = d2 + l

Suy ra /

2 , d 2

và, do đó 2 2/ 2 2

2 2

9 4

d d D l f



48( )

  (loại nghiệm D = -12cm)

Ta lại có d1 = 12cm, d1’ = a – D = - 6 (cm)

Suy ra

/

1 1

1 1

12( )

d d

d d



Vậy O1 là thấu kính phân kì

b, Tính độ phóng đại của ảnh ứng với hai vị trí của thấu

kính O 2 ?

+ Khi O2ở vị trí 1: 1/ 21/

1

1 21

.

d d k

d d



Với d1= 12cm, d1’ = -6cm, /

21 12 , d 21 36

1 1, 5

k

  

+ Khi O2ở vị trí 2: 1/ 22/

2

1 22

.

d d k

d d



với d22 = d21 + l = 36 cm, d’22 = d’21 - l = 12 cm

Suy ra k2 = -1/6

c, Gọi L là khoảng cách giữa hai thấu kính O 1 và O 2 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

d   d  f   cmd  L d

Muốn cho chùm ló song song phải có /

d   d  f nghĩa là, theo (1)

L = f1 + f2 = -3 < 0

Suy ra không tồn tại một giá trị L > 0 để chùm tia tới song

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

ThuVienDeThi.com

song sau khi đi qua hệ thấu kính sẽ cho chùm tia ló song song.

3

- Xác định các lực tác dụng lên vật m: Trọng lực , phản lực P

và lực căng (Biểu diễn trên hình vẽ)

Q



T

- 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:

+ + = P = m (1)

Q

T

ht F



a



Với là gia tốc hướng tâm, có độ lớn: a = R = sin a

2

- Chọn trục ( ) theo phương vuông góc với phương của (tức  l

là vuông góc với ), chiếu (1) lên ( ), kết quả: T



- P.cos300 + Q.cos300 = - m.2 lsin600cos600

Hay: - P + Q = - m.2 lcos600

Suy ra: Q = mg - m.2 lcos600

- Điều kiện để bi không trượt khỏi đĩa: Q 0

g - cos600 0

g ( T chu kì quay của) hệ

T

.

2 l

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 P và lực ma sát F ms

Trụ có gia tốc a đối với nêm, nêm có gia tốc a0, nên trụ có

gia tốc

) (aa0

0,25

0,25

l α

m Q



P



T

a

( ) 

Fms P a

a o

Ta có PF ms m(aa0)( 1 )

Trên Ox : mgsin F ms m(aa0cos)( 2 )

Phương trình quay của trụ:





2

2

mr I

r

F ms  

Trụ lăn không trượt nên :  a / r

Nên

2 2

ma mr

F ms    (3)

Thay (3) vào (2) ta được

) 4 )(

cos sin

(

3

2

0 

g

Mặt khác vận tốc của tâm hình trụ đối với sàn v s vv0 (5)

Chiếu (5) lên trục z nằm ngang: v sz vcosv0 (6)

Bảo toàn động lượng theo phương ngang:

) 7 ( ) (

Mv

mv sz     

Lấy đạo hàm hai vế của (7) theo thời gian ta được

) 8 ( ) (

ma   

cos

) (

0

 m

m M a



cos 2 ) (

3

2 sin

2

 m m M

mg a







cos 2 ) (

3

sin ) (

2

2

 m m M

g m M a









0,5

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,5

0,5 0,5

5 a 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= .mg(s1+s2) ( góc  đủ nhỏ  cos  1) (0,25đ)

mgh = .mg(s1+s2) 

2

1 s s

h





b 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:

2 2

2

.

2

1

2

1

s mg I

mV B   B 

Có

R

V B

B 

2

1

r R m

0,5

0,5

0,5 0,5

v

vo



vs

z

ThuVienDeThi.com

Với: R: bán kính ngoài của hình trụ

r: bán kính trong của hình trụ

2 2 2

2

2

1 2

1

s mg R

V r R

m



2 2

2 2

2 4 . . . 3R

V

R s g r

B





(2) Mặt khác trên đoạn đường s1 ta có:

1 2

1

2

1

at v at

1

1

2t

s

v B 

Từ (1), (2) và (3): . 2. 1 2 2 3

1

2







s s

s s

t h g R r

0,5

0,5

1,0