Đề thi HSG Vật Lí 11 Trường THPT Chuyên Chu Văn An - Hà Nội

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ NĂM 2024
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN - HÀ NỘI
MÔN VẬT LÍ - KHỐI 11 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
(Đề có 05 câu, trong 03 trang) CÂU I ( 4 điểm):
Hai bản của một tụ điện phẳng đặt trong không khí có cùng diện tích S, có thể
chuyển động không ma sát dọc theo một sợi dây cách điện nằm ngang xuyên qua tâm
của chúng. Một bản có khối lượng m, điện tích Q còn bản kia có khối lượng 2m, điện
tích -2Q. Ban đầu hai bản được giữ cách nhau một khoảng 3d.
1) Tìm năng lượng điện trường giữa hai bản tụ.
2) Ở thời điểm nào đó người ta thả hai bản ra. Hãy xác định vận tốc của mỗi bản khi
chúng cách nhau một khoảng d. CÂU II (4 điểm):
Một đĩa phẳng đồng chất bằng đồng có đường kính D và khối lượng m có thể quay
không ma sát xung quanh một trục đi qua tâm đĩa và vuông góc với mặt phẳng đĩa.
Tâm và mép đĩa nối với nhau qua điện trở R nhờ các
tiếp điểm trượt a và b (hình vẽ). Toàn bộ hệ thống
nằm trong một từ trường đều có cảm ứng từ B song
song với trục đĩa. Quay đĩa đến vận tốc góc ω0 rồi thả ra.
1. Hỏi đĩa quay bao nhiêu vòng trước khi dừng lại.
2. Bây giờ mắc nối tiếp điện trở nói trên với một nguồn điện lý tưởng (điện trở
trong bằng không) có suất điện động là U0. Hỏi sau bao lâu từ trạng thái nghỉ đĩa
sẽ đạt vận tốc góc là ω0. A O CÂU III (4 điểm): C D
Một thanh mảnh đồng chất OC có khối lượng m, chiều
dài 2R có thể quay không ma sát trong mặt phẳng thẳng
đứng quanh trục cố định nằm ngang đi qua O. Một đĩa D
đồng chất, cũng có khối lượng m, tâm C, bán kính R gắn với
thanh nhờ trục quay nằm ngang đi qua C, có thể quay không
ma sát quan h trục đó. Trong quá trình chuyển động, đĩa D lăn không trượt trên một
đĩa A cố định, tâm O, bán kính R.
1. Thiết lập phương trình vi phân của độ lệch  của thanh OC so với phương thẳng đứng.
2. Tính chu kì dao động nhỏ của hệ “thanh OC + đĩa D”. CÂU IV (4,0 điểm):
Chiếu một chùm sáng đơn sắc có bước sóng  = 0,6 m đến một màng xà
phòng, được coi như một bản mỏng, phẳng với góc tới 300. Cho chiết suất của nước xà
phòng n = 1,33. Người quan sát đặt mắt đón chùm tia phản xạ từ màng để quan sát
hình ảnh giao thoa trên màn.
a) Tính bề dày nhỏ nhất của màng để quan sát được cực đại giao thoa từ màng nói trên.
b) Tính bề dày của màng nếu khoảng cách góc giữa hai cực đại liên tiếp của ánh
sáng phản xạ là i = 2,50 (quan sát dưới các góc lân cận góc phản xạ 300).
c) Bề dày của màng có giá trị như nêu ở ý a. Người quan sát vẫn đặt mắt nhìn theo
phương hợp với pháp tuyến của màng một góc 300 nhưng bước sóng của chùm
sáng chiếu tới là ’= 0,66m. Hỏi cường độ ánh sáng giao thoa quan sát được
giảm bao nhiêu % với khi có cực đại giao thoa? Coi chiết suất của màng mỏng
hầu như không thay đổi theo bước sóng. CÂU V (4 điểm):
Xác định chiết suất của một chất lỏng với các dụng cụ:
+ 01 can chứa chất lỏng cần tìm chiết suất.
+ 01 bình hình hộp chữ nhật có thành mỏng bằng thủy tinh, một
thành có khắc vạch đo chiều cao còn thành đối diện được mạ bạc,
khoảng cách giữa hai thành này là d.
+ 01 bút laze phát ánh sáng đơn sắc.
+ Giá đỡ, kẹp cần thiết.
Em hãy đề xuất một phương án thí nghiệm xác định chiết suất của chất lỏng đối với
ánh sáng đơn sắc do bút laze phát ra theo các bước:
+ Vẽ sơ đồ thí nghiệm.
+ Nêu các bước tiến hành thí nghiệm. + Xử lí kết quả.
----------HẾT-------------
HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN - HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN - HÀ NỘI
HDC ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI ĐỀ XUẤT CÂU I NỘI DUNG ĐIỂM 1
Cường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích Q 2Q E  E  . 0,25 1 2
điện -2Q (bản 2) gây ra lần lượt là : 2 S 2 S 0 và 0 Q 3
E E  E  0,25 t 1 2
Cường độ điện trường bên trong tụ là: 2 S 0 .
Năng lượng điện trường trong tụ là: 0,5 2 1   2 1 Q 3 27Q2d W   E V    S   d 3  t 0 t t 0 2 2  2   S  8   S 0 0 3
Khi hai bản cách nhau một khoảng d, ký hiệu V ,V 0,5 1 2 lần lượt là
vận tốc của bản 1 và bản 2.
ĐLBT ĐL: mV  2mV 0  V  2V ) 1 ( 1 2 1 2
Năng lượng điện trường bên trong tụ là: 2   ' 1 2 ' 1 Q 3 Q2 9 d
W   E V   S  d  0,5 t 0 t t 0 2 2  2   S  8   S 0 0
Cường độ điện trường bên ngoài tụ (bên trái của bản tụ 1 và bên 0,5 Q
E E  E  n 2 1
phải của bản tụ 2) là: 2 S 0
Khi hai bản cách nhau là d thì thể tích không gian bên ngoài tăng 0,5 một lượng là: V  S 2
 d . Vùng thể tích tăng thêm này cũng có
điện trường đều với cường độ En . Do vậy, năng lượng điện