Đề thi học sinh giỏi môn Lý 11 - Kèm đáp án

Chia sẻ: Nguyen C | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

216
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo đề thi học sinh giỏi môn Lý lớp 11 kèm đáp án dành cho các em học sinh đang chuẩn bị cho kỳ kiểm tra, qua đó các em sẽ được làm quen với cấu trúc đề thi và củng cố lại kiến thức căn bản nhất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi môn Lý 11 - Kèm đáp án

SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT NĂM 2007 Môn: Vật lý - Thời gian 180 phút Đề chính thức Bài 1: Hai xe ôtô đồng thời xuất phát từ A và B trên cùng một đường thẳng. Xe thứ 1 1 nhất xuất phát từ A chạy với gia tốc không đổi trên quảng đường AB, quảng 3 3 1 đường tiếp theo chuyển động đều và quảng đường còn lại chuyển động chậm dần 3 1 với gia tốc có độ lớn bằng gia tốc trên quảng đường đầu tiên.Trong khi đó xe thứ 3 1 1 hai xuất phát từ B chuyển động nhanh dần đều trong thời gian đi từ B đến A, thời 3 3 1 gian chuyển động đều và thời gian chậm dần đều rồi dừng lại tại A. Vận tốc chuyển 3 động đều của hai xe là như nhau và bằng 70 km/h. 1. Tìm khoảng cách AB, biết rằng thời gian chạy của xe xuất phát từ A dài hơn xe xuất phát từ B là 2 phút. 2. Vẽ đường phụ thuộc của toạ độ vào thời gian xe đi từ A. Chọn trục Ox theo hướng AB, gốc O tại A mốc thời gian khi xe xuất phát. Bài 2: Cho hệ như hình vẽ 1, khối lăng trụ có khối lượng m1 vá góc nghiêng  ; khối lập m1 phương có khối lượng m2. Gia tốc trọng  trường g, bỏ qua mọi ma sát. Tính gia tốc của các vật. m2 Hình 1 Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ 2; E1 = 10V; E2 = 20V; C1 = 1 F ; C2 =2 F . G C2 Tính lượng điện tích qua G khi K đóng. E1 + E2 C1 K + Bài 4: Cho mạch điện như hình vẽ 3. Các bóng đèn có điện trở là R1 =12  ; R2 = 24  ; Hình 2 R3 = 36  ; R4 = 72  ; Nguồn E có điện trở trong r và hiệu suất 0,9; nguồn E0 có điện trở R1 R2 trong r0 và hiệu suất 0,8; Đèn R4 không sáng. C X xX 1. Tính r0 và r. + R3 E0;r0 R4 I X 2. Tính tỷ số của các dòng điện qua A Xx x B I0 D D nguồn điện E và E0. + P2 3.Tính tỷ số công suất của đèn R2 và đèn E;r P1 R1 Hình 3
Họ và tên thí sinh...............................................SBD................ SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT NĂM 2007 Môn: Vật lý - Thời gian 180 phút Đề chính thức (Dùng cho học sinh thí điểm phân ban) Bài 1: Hai xe ôtô đồng thời xuất phát từ A và B trên cùng một đường thẳng đi lai gặp 1 1 nhau. Xe thứ nhất chạy với gia tốc không đổi trên quảng đường AB, quảng đường 3 3 1 tiếp theo chuyển động đều và quảng đường còn lại chuyển động chậm dần với gia 3 1 tốc có độ lớn bằng gia tốc trên quảng đường đầu tiên. Trong khi đó xe thứ hai 3 1 1 chuyển động nhanh dần đều trong thời gian đi từ B đến A, thời gian chuyển động 3 3 1 đều và thời gian chậm dần đều rồi dừng lại tại A. Vận tốc chuyển động đều của hai 3 xe là như nhau và bằng 70 km/h. 1. Tìm khoảng cách AB, biết rằng thời gian chạy của xe thứ nhất dài hơn xe thứ hai 2 phút. 2. Vẽ đường phụ thuộc toạ độ vào thời gian của hai xe trên cùng một hệ trục. Chọn trục Ox theo hướng AB, gốc O tại A mốc thời gian khi các xe xuất phát. Bài 2: Cho hệ như hình vẽ 1, khối lăng trụ có khối lượng m1 vá góc nghiêng  ; khối m1 lập phương có khối lượng m2. Gia tốc  trọng trường g, bỏ qua mọi ma sát. m2 Tính gia tốc của các vật. Hình 1 Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ 2; G C2 E1 = 10V; E2 = 20V; C1 = 1 F ; C2 =2 F . E1 E2 Tính lượng điện tích qua G khi K C1 + K đóng. Hình 2 Bài 4: Cho một hệ gồm hai thấu kính O1và O2 cùng trục chính có tiêu cự lần lượt là f1; f2 khi chiếu một chùm sáng hẹp song song trục chính tới thấu kính O1 thì chùm ló qua hệ là song song. 1. Xác định khảng cách giữa hai thấu kính; vẽ đường đi của chùm sáng đó qua hệ. f2 2. Chứng minh rằng hệ số phóng đại của hệ là : K = - . f1
3. Cho f1 = 20 cm; f2 = 40 cm. Trước O1 đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính thì ảnh của AB thu được là ảnh thật cao 4 cm. Người ta dịch O2 về phía dưới 1 cm sao cho khoảng cách giữa hai thấu kính không đổi và trục chính của chúng song song với nhau thì ảnh qua hệ dịch chuyển 1,5 cm. Xác định chiều cao và vị trí của vật AB. Họ và tên thí sinh...............................................SBD..............
HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC MỞ RỘNG KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ NĂM HỌC 2011- 2012 MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 11 Ngày thi: 21 tháng 4 năm 2012 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 2 trang Bài 1 (5 điểm): Điện tích q được phân bố đều trên một vòng dây mảnh, tròn có Z bán kính R được đặt nằm ngang trong không khí (hình vẽ 1). Lấy trục OZ thẳng đứng trùng với trục của vòng dây. Gốc O tại tâm vòng. 1. Tính điện thế V và cường độ điện trường E tại điểm M nằm trên trục Oz với m, q 0 OM = z. Nhận xét kết quả tìm được khi z  R . 2. Xét một hạt mang điện tích đúng bằng điện tích q của vòng và có khối lượng Hình 1 m. Ta chỉ nghiên cứu chuyển động của hạt dọc theo trục OZ.   a. Từ độ cao h so với vòng dây, người ta truyền cho hạt vận tốc v0 hướng về phía vòng. Tìm điều kiện của v0 để hạt có thể vượt qua vòng dây. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực. q2 b. Xét có ảnh hưởng của trọng lực, chọn khối lượng m thỏa mãn điều kiện 2 2 mg  . 4 0 R 2 Chứng tỏ rằng trên trục OZ tồn tại vị trí cân bằng ứng với z  R . Cân bằng đó là bền hay không bền Bài 2 (5 điểm): Một vật rắn có dạng tấm phẳng, mỏng, đồng chất hình bán M nguyệt tâm O, khối lượng m, bán kính R. Tấm phẳng có thể chuyển động quay trong mặt phẳng thẳng đứng, không ma sát quanh trục cố định vuông O góc với mặt phẳng của tấm qua M nằm trên đường kính và cách O một G khoảng bằng R. ( hình vẽ 2 ). 1. Xác định vị trí khối tâm G của tấm phẳng. Hình 2 2. Xác định chu kì dao động nhỏ của tấm phẳng quanh trục quay. 3. Bây giờ ta xét trường hợp trục quay cố định vuông góc với mặt phẳng của tấm qua tâm O. Trên đường OG qua khối tâm, người ta gắn thêm một vật nhỏ khối lượng m1  m / 2 vào tấm, cách O một đoạn x. Cho hệ dao động nhỏ quanh trục qua O. Tìm x để chu kỳ dao động của hệ là nhỏ nhất, tìm chu kì đó. D R2 Bài 3 (4 điểm) : Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ 3. A B A R1 Các điện trở R1 = 150 (Ω); R2 = 200 (Ω); cuộn dây có độ tự M L, r C Hình 3 1
1 cảm L  ( H ) và điện trở trong r = 50 (Ω). D là một điốt lí tưởng. Ampe kế có điện trở không  đáng kể. Đặt vào hai đầu đoạn mạch AB một điện áp xoay chiều u AB  200 2 cos100 t (V ) . Dòng điện qua tụ điện cùng pha với điện áp uAB. Tính giá trị điện dung C của tụ và số chỉ của ampe kế. Bài 4 (4 điểm): Hai môi trường trong suốt chiết suất y n1 và n2, được ngăn cách nhau bởi một mặt đối xứng A I W, có trục đối xứng là Ox đi qua đỉnh O của mặt. n1 n2 Chiếu một chùm tia sáng tới nằm trong một mặt A0 F phẳng Oxy và song song với Ox, từ môi trường có O x x chiết suất n1 truyền sang môi trường có chiết suất n2, R thì chùm tia sáng khúc xạ hội tụ tại một điểm F nằm trên Ox, OF=f (hình vẽ 4). Hãy thiết lập phương Hình 4 trình giao tuyến của mặt W với mặt phẳng Oxy theo n1, n2 và f. Từ đó , nhận xét về dạng đồ thị của giao tuyến trên trong 2 trường hợp : 1. n1>n2 2. n1
HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHU VỰC DH & ĐB BẮC BỘ KHU VỰC MỞ RỘNG NĂM HỌC 2011- 2012 MÔN THI: VẬT LÝ LỚP 11 Ngày thi: 21 tháng 4 năm 2012 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề) Bài 1 1- Chia vành thành nhiều phần tử dl , điện tích trên mỗi phần tử dl q dl dq  q d d 2 R 2 0.25 O R - Điện thế do mỗi phần tử gây ra tại điểm M trên trục, có tọa độ z: dq qd dV  k  R 2  z 2 8 2 0 R 2  z 2 0.5 - Điện thế V do vành tròn tích điện gây ra tại M: 2 2 qd q V   dV    2 2 2 0 0 8  0 R  z 4 0 R 2  z 2 0.5 - Do tính chất đối xứng trục, cường độ điện trường do vành gây ra tại điểm M trên trục có tọa độ z: dV qz E   dz 4 0 ( R 2  z 2 )3 0.25 q q - Khi z >> R thì V  ; E chính là điện thế và cường độ điện trường 4 0 z 4 0 z 2 do điện tích điểm gây ra tại M. 0.5 q 2- a- Điện thế do vành gây ra tại tâm: Vo  . 4 0 R Để hạt có thể xuyên qua vòng dây thì : 1 2 mv0  qVM  qVo  2 1 2 q2 q2 mv0   2 4 0 R 2  h 2 4 0 R q2  1 1   v0     2 m 0  R R2  h2    1.0 2 q b- Khi hạt ở độ cao z, thế năng của hạt: U  mgz  4 0 R 2  z 2 0.25 2 dU q z - Có  mg  dz 3 4 0 R 2  z2  0.25 3
  q2 dU  2 2 R2 z  - Thay 2 2 mg  , tìm được:  mg 1   4 0 R 2 dz 3    R2  z2    0.5 dU - Khi z  R thì  0 . Vậy z  R là vị trí cân bằng của hạt. dz 0.5 2  d 2U 2z 2  R2  + Tìm  2 2mgR dz 2 5  R2  z 2  d 2U Khi z  R thì  0 . U(z) có cực tiểu, cân bằng là bền. dz 2 0.5 Bài 2 1- Vị trí khối tâm: - Chọn trục Oz qua tâm và vuông góc với 0.5 đường kính. Z - Do tính chất đối xứng, khối tâm của tấm sẽ nằm trên trục Oz O - Chia tấm thành những tấm nhỏ dày dz, khối lượng 0.25 2m dm  2 2 R 2  z 2 dz r - Vị trí khối tâm của tấm 0.25 R 1 4 zG   zdm  2  z R 2  z 2 .dz m R 0 R R R 1 1 R3 0.5 - Tính  z R  z .dz   R  z .dz    R  z .d  R  z   2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 20 20 3 4R - Tìm được: zG  3 IM 0.25 2. Chu kì dao động của tấm quanh trục qua M: T  2 mg.MG - Tính I M : 0.25 2 2 1 2mR mR + do tính đối xứng nên I O    2 2 2 2 + I O  I G  m  OG  I G  I O  m  OG 2 0.25 3mR 2 0.25  I M  IG  m.MG 2  I o  m.OG 2  m.MG 2  I o  mR 2  2 0.25 4
16 R 2 R - Tìm MG  R 2  OG 2  R 2   9 2  16 9 2 3 9 R 0.25 - Tìm được chu kì dao động của vật là: T  2 . 2 g 9 2  16 I 0.25 3. Chu kì dao động quanh trục qua O: TO  2 3 mg.d 2 - Tìm mô men quán tính của hệ đối với tâm O: 0.25 mR 2 m 2 m 2 2 I  x  R  x  2 2 2 - Vị trí khối tâm của hệ: 0.25 m 4R m m  OG  x m   x d 2  3 2  8R  3 x 3 3 9 m m 2 2 0.25 I 3  R 2  x 2  - Tìm được: TO  2  2 3 mg .d g  8 R  3 x  2 R2  x2 - TO min  y  min 8 R  3 x R2  x2 Xét y   x 2  3 yx   R 2  8 yR   0 8 R  3 x Phương trình có nghiệm   9 2 y 2  4  R 2  8 yR   0 16  2 9 2  64 0.5  ymin  R 9 2 0.5 - Tìm được TO  2  16  2  9 2  64 R khi x  8  9 2  64 R 3 g 3 Bài 3 Tìm điện dung C của tụ Vẽ giản đồ véctơ cho đoạn mạch AMB y UL IC IL Ur  0,5 O U R1 I R1 x      + U AB  U L  U r  U R1 0,25 + Nhận xét: để iC cùng pha với uAB thì: UABx = 0 0,25 5
Chiếu lên phương UR1  U L sin   U R1  U r cos   z L .I L .sin   R1.I R1  r.I L .cos  zL I z  z L .I C  ( R1  r ) I R1 =>  R1  C R1  r I C R1 R1.z L 4.104 => zC   75 => C  F R1  r 3 0,5 2. Chiếu lên phương vuông góc UR1 + U AB  U ABy  U L .cos   U r .sin   z L I L .cos   r.I L .sin  R1  z L .I R1  r. I R1 zC U AB => I R1   1A rR1 zL  0,5 zC => I C  2 A => I L  5 A 0,5 + Đoạn mạch AR2B. Trong ½ chu kì dòng điện trong đoạn mạch I R 2  1A 0,5 Trong ½ chu kì tiếp theo không có dòng điện chạy qua R2. + Đoạn mạch chính: Trong ½ chu kì có dòng điện qua R2: I1  I L 2  I R 2 2  2 I L I R 2 sin   10 A Trong ½ chu kì không có dòng điện qua R2: I 2  I L  5 A 0,5 1 2 1 2 0,5 Số chỉ của ampekế: IA  I1  I 2  2, 7 A 2 2 Bài 4 Lấy đỉnh O của trục đối xứng trên y mặt W làm gốc tọa độ, trục đối xứng A I của mặt làm trục hoành Ox, trục Oy vuông góc với Ox trong mặt phẳng n1 n2 kinh tuyến của W. A0 F Trong chùm tia sáng song song ta hai O x x tia sáng: R 6
- Tia A0O đi dọc theo trục đối xứng của W truyền qua W vào môi trường có chiết 0.25 suất n2, không bị lệch. - Tia AI bất kì song song với A0O, tới điểm tới I(x,y) trên mặt W, khúc xạ theo IR cắt 0,25 Ox tại F, với OF = f. Quang trình (OF) của tia thứ nhất là: (OF)=n2f 0,25 Quang trình (HIF) của tia thứ 2 là: 2 0.25 (HIF) = n1 HI  n2 IF = n1 x  n2 f  x  y2 Quang trình của hai tia này phải bằng nhau với mọi (x,y) trên W, ta có: 2 0.25 n2f= n1 x  n2  f  x  y2 0.25   n2  n12  x 2  2n2 f  n2  n1  x  n2 y 2  0 2 2 2  n2 f  x   n2  n1  y2  2   1 (**)  n2 f  2 n2  n1 f   n2  n1 1.0  n2  n1  1. Nếu n2 > n1, thì phương trình (**) có dạng với mặt phân cách hai môi trường là mặt lồi. với các bán trục là: 0,25 y A I b A0 n1 n2 O F1 O1 c F1 x n2 f n2  n1 c a= ; b= f ; nửa tiêu cự c = a 2  b 2 ; tâm sai: e = 0.5 n2  n1 n2  n1 a 2. Nếu n2 < n1 thì phương trình (4) có dạng hypebol với mặt phân cách hai môi 0,25 trường là mặt lõm, có các bán trục: n f y y 1 a= 2 ; n2  n1 A I n2 n1  n2 n1 b=f F’ 0.5 n2  n1 A0 F O O1 x 7
Bài 5 * Xác định suất điện động của nguồn điện. E, r mắc theo sơ đồ như hình vẽ: Vẽ hình V1 V2 0,25 U1 R1 0.25 Đọc số chỉ 2 vôn kế là U1 và U2, suy ra  (1) U 2 R2 - mắc riêng từng vôn kế theo sơ đồ như hình vẽ: E, r E, r Vẽ 2 hình 2.0.25 V1 V2 Số chỉ 2 vôn kế là U1’ và U2’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch: U1' U' E  U1'  ' .r và E  U 2  2 .r (2) 0.25 R1 R2 E  U1' U1' R2 U 'U ' (U  U ) '  '. suy ra E  1 ' 2 1 ' 2 (3) 0.25 E  U 2 U 2 R1 U 2U1  U1U 2 * Phương án xác định các điện trở. Mắc mạch điện theo sơ đồ: Số chỉ 2 vôn kế là U1" và U 2 " Vẽ hình 0.25 U1'' U 2 U 2 '' ''   (4) R0 R1 R2 Thay (1) vào (4) suy ra R1 và R2, kết hợp với phương trình 2 suy ra r. 0.25 8