ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa.. ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa.. ắc bàn tay phải ới ban đầu hai bản ặc ối đa... ộ điện trường do bản tích
Trang 1H I CÁC TR ỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN ƯỜNG CHUYÊN NG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN H I VÀ Đ NG B NG B C B ẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ ỒNG BẰNG BẮC BỘ ẰNG BẮC BỘ ẮC BỘ ỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
KÌ THI CH N H C SINH GI I L N TH VIII ỌN HỌC SINH GIỎI LẦN THỨ VIII ỌN HỌC SINH GIỎI LẦN THỨ VIII ỎI LẦN THỨ VIII ẦN THỨ VIII Ứ VIII
Ngày thi: 18/04/2015
(Đ thi có 05 câu-06 trang) ề thi có 05 câu-06 trang)
ĐÁP ÁN + BI U ĐI M CH M MÔN V T LÍ KH I 11 ỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÍ KHỐI 11 ỂU ĐIỂM CHẤM MÔN VẬT LÍ KHỐI 11 ẤM MÔN VẬT LÍ KHỐI 11 ẬT LÍ ỐI 11
* Chú ý: +) H c sinh làm theo cách khác mà đúng v n cho đi m t i đa ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ẫn cho điểm tối đa ểm tối đa ối đa.
+) Các kết quả có liên quan mà phần trên sai thì phần sau nếu đúng cũng không cho điểm.
Câu 1
(4
(1,5đ
)
Cường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng đ đi n trộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng do b n tích đi n Q (b n 1) và b n tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích
đi n - 2Q (b n 2) gây ra l n lện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ần lượt là: ượt là: t là: 1
0 2
Q E
S
2
2 0
Q E
0,5
Cường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng đ đi n trộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng bên trong t là: ụ là: E t E E Q S
0 2
3
Cường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng đ đi n trộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng bên ngoài t là: ụ là: E n E E Q S
0 1 2
2
b (2,5đ
)
G i vọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa 1, v2 l n lần lượt là: ượt là: t là v n t c c a b n 1, b n 2 khi chúng cách ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ối đa ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích nhau m t kho ng là d.ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích
Áp d ng đ nh lu t b o toàn đ ng lụ là: ịnh luật bảo toàn động lượng: ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ượt là: ng:
2 1
2
1 2mv 0 v 2v
mv
(1)
0,5
Khi hai b n cách nhau m t kho ng d, so v i ban đ u (hai b nản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ới ban đầu (hai bản ần lượt là: ản tích điện Q (bản 1) và bản tích cách nhau m t kho ng 2d) thì:ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích
Năng lượt là: ng đi n trện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng bên trong t gi m đi m t lụ là: ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ượt là: ng:
S
d Q Sd E
0
2 2
0
8
9
2
1
0,5
Năng lượt là: ng đi n trện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng bên ngoài t tăng thêm m t lụ là: ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ượt là: ng:
S
d Q Sd E
0
2 2
0
8
2
1
Áp d ng đ nh lu t b o toàn năng lụ là: ịnh luật bảo toàn động lượng: ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ượt là: ng:
n t
Sm
d Q v v S
d Q mv mv
0
2 2 2
2 1 0
2 2 2
2 1
2 2 2
2
1 2
1
(2)
0,5
T (1) và (2):ừ (1) và (2):
Sm
d Q v
0 1
3
2
Sm
d Q v
0 2
3
Trang 2ho c ặc v Q d Sm
0 1
3
2
Sm
d Q v
0 2
3
Câu 2
(5
a
(3đ)
Ch n h tr c xOy nh hình ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ụ là: ư vẽ
Đ nh lu t II Niut nịnh luật bảo toàn động lượng: ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ơn :
ma eE ev B
0,5
eE
ma ev B
y
m
eB
v
m
eB m
eE
v'
0,5
x
m
eB
v ' '
Đ t ặc
m
eB
v'x v y;v 'y v'x
0 '' 2
v y v y
0,5
Gi i phản tích điện Q (bản 1) và bản tích ươnng trình v i đi u ki n ban đ uới ban đầu (hai bản ều kiện ban đầu ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ần lượt là: : t=0 thì vy=0 và
m
eE
v'y
ta có : v y eE sin t
m
0,5
Tích phân phươnng trình này ta đượt là: : c y eE2(1 cos t)
V i Uới ban đầu (hai bản min thì Emin mà electron đ n đến được bản II có nghĩa là ượt là: c b n II có nghĩa làản tích điện Q (bản 1) và bản tích : y=d và
vy=0 Do đó :
min 2
2eE
m
0,5
m
2
e B
m
b (2đ)
Theo quy t c bàn tay ph iắc bàn tay phải ản tích điện Q (bản 1) và bản tích , ta xác đ nh định luật bảo toàn động lượng: ượt là: chi u c ều kiện ban đầu các su t đi nất điện ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích
đ ng xu t hi n trên thanh A và thanh B nh hình vẽ.ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ất điện ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ư
0,5
B
_
+
II
y
x E
Trang 30 1
E
Khi thanh A có t a đ x = 0,1mọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích :
Đ l n sộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ới ban đầu (hai bản u t đi n đ ng c m ng trên toàn b thanh Aất điện ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ứng trên toàn bộ thanh A ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích là
V yvdy
vdy y B
1 , 0
0
1 , 0
0
Đ l n su t đi n đ ng c m ng trên toàn b thanh B làộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ới ban đầu (hai bản ất điện ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ứng trên toàn bộ thanh A ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích
V yvdy vdy
y B
1 , 0
0
1 , 0
0
1,0
Do E1, E2m c xung đ iắc bàn tay phải ối đa và E2> E1nên E2 là máy phát còn E1là máy thu Chi u dòng đi n c m ng ch y trong m ch nh hình vẽ.ều kiện ban đầu ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ứng trên toàn bộ thanh A ạy trong mạch như hình vẽ ạy trong mạch như hình vẽ ư
Cường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng đ dòng đi n c m ng trong m ch:ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ứng trên toàn bộ thanh A ạy trong mạch như hình vẽ
A R
E E
2
1
2
0,25
S ch c a vôn k làối đa ỉ của vôn kế là ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ến được bản II có nghĩa là
UV = UMN = E2- IC.R = 1 – 25.0,01= 0,75V
0,25
Câu 3
(4
a (2,0đ
)
S đ t o nh ơn ồ tạo ảnh ạy trong mạch như hình vẽ ản tích điện Q (bản 1) và bản tích S o1 F1
0 2 F
0,5
Đ t ặc M H = h0 , 02E h , (02 1F E), (MFH)
0 0 (1)
tg
HF f
1 1
0
tg
1
(3)
tg f
tg f
tg =β = /
2
h
d (4) tg =α =
2
h d
2 2
2 2
2
'
f d
f d
d tg
tg
(6)
T (3) và (6) ừ (1) và (2):
2 2
2
1 d f
f f
f
1,0
Trang 4Mà d2 = l- d/
1= l-f1 và f 1
D
,
N u ến được bản II có nghĩa là l= 0 thì t o thành h ghép sát : D= ạy trong mạch như hình vẽ ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích D 1 +D 2
N u ến được bản II có nghĩa là l = f1+f2 hay l =
2 1
2 1
D D
D
D
thì D= 0 h vô tiêu.ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích
0,5
b
(2,0đ
)
Đ đ t c a h không ph thu c chi t su t c a th y tinh thìểm tối đa ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ụ là: ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ụ là: ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ến được bản II có nghĩa là ất điện ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách 0
dn
dD
dn
1
1 2
dn
dD D dn
dD D l dn dD
0,5
Mà D1 = A1(n-1); D2 = A2(n-1) ( A1; A2 là th a s hình h c c a ừ (1) và (2): ối đa ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách các
th u kính 0ất điện 1; 02 ) 1 A1
dn
dD
dn
dD
0,5
Thay vào trên đượt là: c
A1+A2-l(D2A1+D1A2)=0
2 1 1 2
2 1
A D A D
A A l
) 1 (
2 1
n A A
A A l
0,5
Hay kho ng cách gi a hai th u kính ph i ch n ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ữa hai thấu kính phải chọn ất điện ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa
2 1
2 1
2 D D
D D
l
Đi u ki n đ bài toán có nghi m: kho ng cách hai th u kính ều kiện ban đầu ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ểm tối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ất điện l ≥ 0
0,5
Câu 4
(4
a
(1,0đ
)
Ch n HQC g n v i m t sàn cọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ắc bàn tay phải ới ban đầu (hai bản ặc ối đa
đ nh n m ngang, tr c t a đ Oxịnh luật bảo toàn động lượng: ằm ngang, trục tọa độ Ox ụ là: ọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích
nh hình vẽ, g c O trùng v tríư ối đa ịnh luật bảo toàn động lượng:
cân b ng c a A ằm ngang, trục tọa độ Ox ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách Khi bán kính CA l ch góc ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích so v iới ban đầu (hai bản
phươnng th ng đ ng thì :ẳng đứng thì : ứng trên toàn bộ thanh A
N mg+ =ma (1) Chi u (1) trên tr c Ox, ta đến được bản II có nghĩa là ụ là: ượt là: c:
x
R
0,5
A
B
0
C
mg
Trang 5'' 2
x x 0 v i ới ban đầu (hai bản g
R
V yA dao đ ng đi u hòa v i chu kì là ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ều kiện ban đầu ới ban đầu (hai bản T 2 R g
0,5
b (3,0đ
)
Xét khi bán kính CA l ch góc ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích so v i phới ban đầu (hai bản ươnng th ng đ ng.ẳng đứng thì : ứng trên toàn bộ thanh A
Vì nh nên có th coi v n t c c a m có phỏ nên có thể coi vận tốc của m có phương nằm ngang ểm tối đa ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ối đa ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ươnng n m ngang.ằm ngang, trục tọa độ Ox
B o toàn đ ng lản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ượt là: ng:
B o toàn c năng:ản tích điện Q (bản 1) và bản tích ơn
) 3 ( 2 2 2
2
2 2 0 2
2
mv
0,5
Mà ’R = (v – V ) (4)R = (v – V ) (4) 0,5
T (2)và (4):ừ (1) và (2):
'
;
m M
m V
R m M
M v
Thay vào (3) đượt là: c: ' ( 2 2 )( 4 )
0
2
m M M
Đ o hàm hai v theo th i gian t c a (4), ta đạy trong mạch như hình vẽ ến được bản II có nghĩa là ờng độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c:
m
M
R
V y h dao đ ng đi u hòa v i:ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ều kiện ban đầu ới ban đầu (hai bản
m
M ;T 2
m
M
0,25
0,25
0,5
m M
mR V
m M
MR v
nên v, V bi n thiên đi u hòaến được bản II có nghĩa là ều kiện ban đầu theo th i gian cùng t n s góc và ngờng độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ần lượt là: ối đa ω và ngược pha ượt là: c pha
T c đ c a hai v t sẽ đ t c c đ i cùng lúc:ối đa ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ạy trong mạch như hình vẽ ực đại cùng lúc: ạy trong mạch như hình vẽ
M
m
(5)
M t khác theo đi u ki n ban đ u: ặc ều kiện ban đầu ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ần lượt là: A1A2 R 0 (6)
T (5) và (6), ta đừ (1) và (2): ượt là: c:
0 1
MR
M m
2
mR A
M m
0,25
0,25
Trang 6(3 đi m) ểm
b c nh t nên:ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ất điện nhi t đ phòng ( ng v i nhi t đ t
Ở nhiệt độ phòng (ứng với nhiệt độ t ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ứng trên toàn bộ thanh A ới ban đầu (hai bản ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích 1) đi n tr c a đèn làện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ở của dây tóc bóng đèn tăng theo nhiệt độ theo hàm ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách
1
1
R
Khi đèn sáng bình thường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng ( ng v i nhi t đ tứng trên toàn bộ thanh A ới ban đầu (hai bản ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích 2) đi n tr c a đènện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ở của dây tóc bóng đèn tăng theo nhiệt độ theo hàm ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách là
) 1
0
2 R t
R
(2) Khi đèn sáng bình thường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng, gi s hi u đi n th và cản tích điện Q (bản 1) và bản tích ử hiệu điện thế và cường độ ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ến được bản II có nghĩa là ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích dòng đi n qua đèn tện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ươnng ng là U và I thì đi n tr c a bóng đènứng trên toàn bộ thanh A ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ở của dây tóc bóng đèn tăng theo nhiệt độ theo hàm ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách khi đó là:
2
U R
I
0,5
Thay các bi u th c (2) và (3) vào (1), ta nh n đểm tối đa ứng trên toàn bộ thanh A ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c:
1
(4)
0,5
T đó có th đ a ra phừ (1) và (2): ểm tối đa ư ươnng án thí nghi m theo trình t nh sau:ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ực đại cùng lúc: ư + Đ c trên nhi t k đ nh n đọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ến được bản II có nghĩa là ểm tối đa ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c nhi t đ trong phòng tện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích 1 + Dùng ôm k đ đo đi n tr c a dây tóc bóng đèn khi đèn ch aến được bản II có nghĩa là ểm tối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ở của dây tóc bóng đèn tăng theo nhiệt độ theo hàm ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ư
th p sáng đ nh n đắc bàn tay phải ểm tối đa ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c đi n tr Rện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ở của dây tóc bóng đèn tăng theo nhiệt độ theo hàm 1 Khi dùng ôm k nh v y sẽến được bản II có nghĩa là ư ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách
có m t dòng nh đi qua dây tóc nh ng s thay đ i nhi t đ c aộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ỏ nên có thể coi vận tốc của m có phương nằm ngang ư ực đại cùng lúc: ổi nhiệt độ của ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách dây tóc khi đó là không đáng k ểm tối đa
+ M c m ch đi n cho đèn sáng bình thắc bàn tay phải ạy trong mạch như hình vẽ ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ường độ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ng, trong đó ampe kến được bản II có nghĩa là
m c n i ti p và vôn k m c song song v i bóng đèn.ắc bàn tay phải ối đa ến được bản II có nghĩa là ến được bản II có nghĩa là ắc bàn tay phải ới ban đầu (hai bản + Đ c s ch c a vôn k ampe k đ nh n đọc sinh làm theo cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ối đa ỉ của vôn kế là ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách ến được bản II có nghĩa là ến được bản II có nghĩa là ểm tối đa ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c U và I
+ Thay các s li u nh n đối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ận tốc của bản 1, bản 2 khi chúng cách ượt là: c vào công th c (4) đ tính nhi t đứng trên toàn bộ thanh A ểm tối đa ện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích ộ điện trường do bản tích điện Q (bản 1) và bản tích
c a dây tóc.ủa bản 1, bản 2 khi chúng cách
1,0