Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 11 môn: Vật lí Năm học 2011 201246833

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11 Môn: Vật lí - Năm học 2011 - 2012 (Đề thi gồm 01 trang) Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài A G Gương phẳng G đặt thẳng đứng mặt đất Trên mặt gương có gắn vật AB mảnh, hợp với mặt gương góc α = 300 Chùm sáng tới B α gương chùm song song, hợp với mặt gương góc β = 450(hình bên) a/ Hãy xác định chiều dài vật AB, biết bóng AB mặt đất β có chiều dài 30cm b/ Giữ nguyên β, cho AB quay mặt phẳng hình vẽ xung quanh A theo chiều để α tăng Mô tả tượng quan sát mặt đất Bài Hai cầu kim loại nhỏ giống treo vào điểm hai sợi dây nhẹ không dãn, dài  = 40 cm Truyền cho hai cầu điện tích có điện tích tổng cộng q = 8.10-6 C chúng đẩy nhau, dây treo hợp với góc 900 Lấy g = 10 m/s2 a/ Tìm khối lượng cầu b/ Truyền thêm điện tích q’cho cầu, thấy góc hai dây treo giảm 60 Xác định cường độ điện trường trung điểm sợi dây treo cầu truyền thêm điện tích này? Bài Cho mạch điện hình bên Trong tụ điện có điện dung C2 A M thỏa mãn: C1  C2  2C3  2C4 Ban đầu mắc vào hai điểm A, B C1 hiệu điện không đổi U, sau tháo nguồn mắc nguồn C3 C4 vào hai điểm M, N Biết hai lần mắc nguồn, điện N B điểm A, B, M, N thoả mãn: VA > VB; VM > VN Tính hiệu điện hai điểm A, B lúc Áp dụng số: U = 20V Bài Một bình chứa khí oxy (O2) nén áp suất p1 = 1,5.107 Pa nhiệt độ t1 = 370C, có khối lượng (cả bình) M1 = 50kg Sau thời gian sử dụng khí, áp kế đo áp suất khí bình p2 = 5.106 Pa nhiệt độ t2 = 70C Khối lượng bình khí lúc M2 = 49kg Tính khối lượng khí cịn lại bình lúc tính thể tích bình Cho R = 8,31 J mol.K Bài Cho mạch hình vẽ: nguồn có suất điện động E = 30V, điện trở r =  ; R1 = 12  ; R2 = 36  ; R3 = 18  ; Điện trở Ampekế dây nối không đáng kể a/ Tìm số Ampekế chiều dịng điện qua b/ Thay Ampekế biến trở R4 có giá trị biến đổi từ  đến  Tìm R4 để dịng điện qua R4 đạt giá trị cực đại === Hết === DeThiMau.vn A B R1 R2 D E, r F R3 G Bài (4,0 đ) HƯỚNG DẪN CHẤM - BIỂU ĐIỂM - Lý 11 (Gồm trang) a/ (2,5 đ) * Vẽ hình: Các tia sáng tới gặp AB không bị phản xạ G Xét tia sáng sát điểm A B, chúng tới G bị phản xạ tạo bóng AB mặt đất MN + Dễ thấy MN = AC = 30cm AC Tam giác ADC vuông cân => AD  AD MN  ΔADB vuông D => AB = cos(  ) 2.cos150 + Thay số: AB = 21,96cm b/ (1,5 đ) * MN = AB cos( - α) + Khi  tăng từ 300 => cos( - α) tăng => MN tăng + Khi  =  => cos( - α)max = => MN  AB + Khi α >  tiếp tục tăng => MN tăng + Khi α = 900 => MN = 2AB + Khi α = 1350 => MN  AB + Khi α = 1800 => MN = AB Điểm 0,25 G 0,50 0,25 β A 0,50 D B C 0,50 0,50 M N 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 A B B A B A B A N M N M N N M M Bài (4,0 đ) 1/ (1,5 đ) * Ban đầu cân cầu chịu tác dụng lực: Trọng lực P, Lực điện F lực căng dâytreo  T. Ta có: P  F  T  => F = P.tan q2 k 21 = mg.tan r q2 m= k = 0,045 kg = 45 g r g tan  2/ (2,5 đ) * Khi truyền thêm điện tích q’> hai cầu tích điện dương q1q '2 k '2 = mgtan’ r E '2 r mg tan  ' q2’ = = 1,15.10-6 C E2  E1 kq1 4q1 = 3.105 V/m 3 4q '2 E2 = k = 2,6.105 V/m  0,25 0,50 0,25 0,50 0,25 0,25 E1 = k E= T F’ 0,25 q1 E12  E 22 = 3,97.105 V/m P DeThiMau.vn q2’ 0,25 E1   = 490  E 2, * Nếu sau truyền q’< hai cầu mang điện tích âm: q1’ = q2’ q1'2 k '2 = mgtan’ r r '2 mg tan  ' q1’2 =  q1’ = - 2,15.10-6 C k 4q ' T E1 = k 21 = 1,6.105 V/m 3 F’ 4q 2/ q1’ E2 = k = 4,8.10 V/m  P 0,25 tan = E= 0,25 0,25 E1  E2 E q2’ E12  E 22  5,06.105 V/m 0,25 0,25 E 1, tan =     180 E 4,8 0,25 Bài (4,0 đ) * Khi nối vào A, B hiệu điện U ta có; CU q1  C1U; q  q  q  * Khi nối M,N với hiệu điện U gọi điện tích tụ tương ứng là: q1/ , q 2/ , q 3/ , q 4/ ; Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có C1 6C U q1/  q 2/  q1  q  ; (1) A 6C U q1/  q 4/  (q1  q 4)   ; (2) C2 C2 C3 / / / q q1 2q C3    U; (3) C1 C1 C1 * Từ (1) (2) ta có: q 2/  q 4/ M * Thế vào (3) ta có: 3q 2/  q1/  C1U; (4) 23C1U * Giải hệ (1) (4) ta có: q1/  20 A B 0,50 0,50 B 0,50 0,50 N 0,50 0,50 C2 C1 C4 /  * Vậy hiệu điện hai đầu A, B là: U AB q1/ 23  U C1 20 / * Thay số: U AB = 23V 0,50 0,25 0,25 Bài (4,0 đ) * Gọi m khối lượng bình rỗng; m1 m2 khối lượng khí O2 bình lúc đầu lúc sau * Ta có: m1 = M1 - m (1) m2 = M2 - m (2) * Theo phương trình C - M: m p.V  R.T , ta có :  p2 p2  0,50 0,50 0,25 R (3) (V thể tích bình) m T2 m T2 .V * Từ (1), (2), (3) ta có: m2 = 0,585 (kg) R.T2 m * Thể tích bình (bằng thể tích khí): V  Vb  .p * Thay số: V = 8,5.10-3 (m3) = 8,5 (lít)  0,25 DeThiMau.vn 0,50 0,10 0,50 0,50 Bài (4,0 đ) a (1,75 đ) * Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngồi: (R2//R3) nt R1 R 2R R23 = = 12  ; Rn = R1 + R23 = 24  0,25 R2 + R3 30 10 E A * Dịng điện mạch chính: Ic = = = A 0,25 24 + Rn + r R1 R2 F R3 B G 10 40 D I1 = Ic = I23 => U23 = I23.R23 = 12 = V = U2 = U3 0,50 U 10 20 E, r R3 I2 = = A; I3 = Ic – I2 = A = I A 0,50 27 27 R2 R1 G R2 F 20 Vậy Ampekế A  0,74A dịng điện có chiều từ D sang G B 0,25 D 27 b (2,25 đ) E, r * Khi thay Ampekế biến trở R4: R4 Ta có: Mạch ngồi: [(R3 nt R4) // R2] nt R1 R34 = R3 + R4 = 18 + R4 0,25 R1 R2 F R3 R R 34 36(18 + R ) B G R234 = = D 0,25 R + R 34 54 + R 36(18 + R ) 1296 +48R E, r Rn = R1 + R234 = 12 + = 0,25 54 + R 54 + R 30(54 + R ) 10(54 + R ) 30 E * Dịng điện mạch chính: Ic = = = = 0,50 1296 + 48R 486 +17R 1458 + 51R Rn + r 4 +3 54 + R 10(54 + R ) 36(18 + R ) 360(18 + R )  U234 = Ic.R234  = U34 = U2 0,25 486 +17R 486 +17R 54 + R U 360(18 + R ) 360 0,50 I34 = 34 = = = I3 = I4 R 34 (486 +17R ) (486 +17R )(18 + R ) 0,25 Vậy: Để I4max (486 + 17R4)min => R4min =  GHI CHÚ : 1) Trên biểu điểm tổng quát phần, câu 2) Học sinh làm không thiết phải theo trình tự Hướng dẫn chấm Mọi cách giải khác, kể cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý đó, lập luận đúng, có cứ, kết cho điểm tối đa tương ứng với bài, câu, phần hướng dẫn chấm DeThiMau.vn ... Trên biểu điểm tổng quát phần, câu 2) Học sinh làm không thi? ??t phải theo trình tự Hướng dẫn chấm Mọi cách giải khác, kể cách giải định tính dựa vào ý nghĩa vật lý đó, lập luận đúng, có cứ, kết... m * Thể tích bình (bằng thể tích khí): V  Vb  .p * Thay số: V = 8,5.10-3 (m3) = 8,5 (lít)  0,25 DeThiMau.vn 0,50 0,10 0,50 0,50 Bài (4,0 đ) a (1,75 đ) * Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngồi: (R2//R3)...Bài (4,0 đ) HƯỚNG DẪN CHẤM - BIỂU ĐIỂM - Lý 11 (Gồm trang) a/ (2,5 đ) * Vẽ hình: Các tia sáng tới gặp AB khơng bị phản xạ G Xét tia sáng sát