SỞ GD & ĐT HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT BA VÌ Năm học : 2010 - 2011 Môn : Vật Lý ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề này có 01 trang) Bài 1(6 điểm): Trong một giờ thực hành một nhóm HS được giao một nguồn điện có suất điện động ξ = 6V, điện trở r = 1,5Ω; một am pe kế rất chính xác có điện trở không đáng kể; các dây nối cũng có điện trở không đáng kể và 3 điện trở R 1 , R 2 , R 3 mà nhóm có nhiệm vụ xác định trị số của chúng(R 1 , R 2 , R 3 đều có giá trị khác không). Nhóm đã mắc 3 điện trở thành 8 sơ đồ khác nhau về phương diện vật lý và nhận thấy am pe kế mắc tám lần trên mạch chính chỉ 4 trị số khác nhau, trị số nhỏ nhất là 1A. 1) Vẽ sơ đồ các cách mắc 2) Tính giá trị của R 1 , R 2 , R 3 3) Tính các số chỉ của am pe kế Bài 2 ( 4 điểm): Một vòng dây dẫn kín ( C ) hình tròn chuyển động đều đi qua một vung ( D) có từ trường đều , đường sức vuông góc với mặt phẳng của vòng dây, có chiều hướng ra sau ( như hình vẽ dưới đây). Hãy nêu hiện tượng xảy ra và giải thích? ( C ) ( D) Bài 3 (6 điểm): Một đoạn dây đồng BC nằm ngang( hình 1 vẽ dưới đây), người ta treo ở hai đầu hai sợi dây dẫn AB và CD hoàn toàn mềm dẻo và có khối lượng không đáng kể. Nhờ một nam châm điện ta gây ra một từ trường đều có cảm ứng từ B chiếm toàn bộ không gian chứa BC và cả vùng mà BC sẽ di chuyển đến. Một dòng điện không đổi I chạy trong dây theo chiều ABCD. Hãy xác định các cực N và S của nam châm điện sao cho: 1) Đoạn dây BC bị đẩy lên cao. Tính cường độ dòng điện nhỏ nhất I để hiện tượng trên xảy ra. Cho khối lượng trên mỗi đơn vị dài của dây là m 0 = 1,5.10 -2 kg/m, B = 0,04T; g = 10m/s 2 2) Đoạn dây BC bị lệch một góc α khỏi mặt phẳng ABCD dưới tác dụng của lực từ nằm ngang. Tính α biết I = 1A. Hình 2 Hình 1 Bài 4 (4 điểm): Một khối lập phương bằng thuỷ tinh chiết suất 1,5 được ngâm trọn trong nước với chiết suất 1,33. Một tia sáng nằm trong mặt phẳng thẳng góc với cạnh của lập phương chiếu đến mặt AB dưới góc tới i. Tính góc giới hạn của i để ánh sáng phản xạ toàn phần tại BC(hình vẽ 2). HẾT B SỞ GD & ĐT HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT BA VÌ NĂM HỌC : 2010 - 2011 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ 11 Nội dung Thang điểm Bài 1: 1) Vẽ đúng 8 sơ đồ như sau: R 1 nt R 2 nt R 3 (1) (R 2 // R 3 ) nt R 1 (5) R 1 // R 2 // R 3 (2) (R 1 nt R 2 ) // R 3 (6) (R 1 // R 2 ) nt R 3 (3) (R 1 nt R 3 ) // R 2 (7) (R 1 // R 3 ) nt R 2 (4) (R 2 nt R 3 ) // R 1 (8) 2) Biện luận để chỉ ra được R 1 = R 2 = R 3 từ giả thiết đề bài cho và các sơ đồ (3) đến sơ đồ (8) Tính được R 1 , R 2 và R 3 3) Tính được số chỉ của ampe kế ứng với 4 trường hợp Bài 2: Chỉ ra được 3 trường hợp xảy ra: TH1: (C) bắt đầu đi vào vùng (D) Ф tăng do diện tích ngập trong từ trường tăng suy ra dòng điện cảm ứng cùng chiều kim đồng hồ TH2: (C) năằm toàn bộ trong vùng (D), Ф không đổi nên không có dòng điện cảm ứng xuất hiện TH3: (C) bắt đầu đi ra vùng (D), Ф giảm do diện tích ngập trong từ trường giảm suy ra dòng điện cảm ứng ngược chiều kim đồng hồ Bài 3: 1) Trường hợp BC bị đẩy lên cao thì F hướng thẳng đứng lên trên áp dụng quy tắc bàn tay trái suy ra B vuông góc với mặt phẳng hình vẽ, có chiều từ ngoài vào trong. Vậy cực bắc của nam châm ở phía trước và cực nam ở phia sau mặt phẳng hình vẽ. Từ điều kiện mgF ≥ trong đó m = m 0 l và F = BIl suy ra B gm I 0 ≥ Vậy I min = B gm 0 = 3,75A 2) +Khi dây BC bị lệch góc α (hình vẽ) lực F nằm ngang: - Nếu dây lệch sang phải thì cực bắc ở phía dưới dây còn cực nam ở phía trên dây - Nếu dây lệch sang trái thì cực bắc ở phía trên dây còn cực nam ở phía dưới dây + Từ điều kiện cân bằng lực: 0=++ TPF suy ra tan α = gm BI P F 0 = = 0,2667 và suy ra góc α ≈ 15 0 B Mỗi sơ đồ cho 0,25đ 1đ 1đ Mỗi trường hợp cho 0,5đ Mỗi trường hợp cho 1đ - Lập luận để xác định được các cực của nam châm cho 1đ - Biện luận để tìm I min cho 2đ - Biện luận để xác định cực của nam châm cho 1đ - Xác định được góc α từ điều kiện cân bằng lực cho 2đ T F P Q Bài 4: Tại I có 1,33sini = 1,5sinr hay 8 9 33,1 5,1 sin sin == r i (1) Tại J có i 1 > i gh suy ra sini 1 > sini gh = 9 8 5,1 33,1 = mà i 1 + r = 90 0 ⇒ sini 1 = cosr > 9 8 . Từ (1) ⇒ sini = rr 2 cos1 8 9 sin 8 9 −= 5154, 8 17 81 64 1 8 9 sin 64 81 ) 8 9 (cos 22 oir ≈=−<⇒=>⇔ Suy ra i < 31 0 - Viết ĐLKXạ tai I đúng cho 1đ - Viết ĐKPXTP tại J đúng cho 1đ - Giải để tìm ra điều kiện của góc i cho 2đ . SỞ GD & ĐT HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT BA VÌ Năm học : 2010 - 2011 Môn : Vật Lý ĐỀ CHÍNH. của i để ánh sáng phản xạ toàn phần tại BC(hình vẽ 2). HẾT B SỞ GD & ĐT HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT BA VÌ NĂM HỌC : 2010 - 2011 ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM. R 3 ) nt R 2 (4) (R 2 nt R 3 ) // R 1 (8) 2) Biện luận để chỉ ra được R 1 = R 2 = R 3 từ giả thi t đề bài cho và các sơ đồ (3) đến sơ đồ (8) Tính được R 1 , R 2 và R 3 3) Tính được số chỉ