đề thi chọn HSG vật lí 11 Vĩnh Phúc đề số 1

Tỡm giỏ trị của vo để điện tớch khụng ra khỏi từ trường ở Δ’ hỡnh vẽ, bỏ qua tỏc dụng của trọng lực.hỡnh vẽ, bỏ qua tỏc dụng của trọng lực.. hình vẽ, bỏ qua tác dụng của trọng lực.. hình

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC

———————

ĐỀ CHÍNH THỨC

Kì THI CHọN HSG LớP 11 THPT NĂM HọC 2010-2011

Đề THI MÔN: VậT Lý (Dành cho học sinh THPT không chuyên ) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề Bài 1: Một bỡnh thộp kớn cú thể tớch V được nối với một bơm hỳt khớ Áp suất ban đầu của khớ trong

bỡnh là 760mmHg Dung tớch tối đa mỗi lần bơm hỳt là

20

b

V

V  Hỏi phải bơm hỳt tối thiểu bao nhiờu lần để ỏp suất của khớ trong bỡnh cũn dưới 5mmHg ? Coi nhiệt độ khụng đổi trong quỏ trỡnh bơm

Bài 2: Trờn đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự từ trỏi qua phải, trong đú B là

trung điểm của AC Đặt điện tớch Q tại O Sau đú lần lượt đặt điện tớch q tại A, B và C Biết rằng khi q đặt tại A và B thỡ lực tương tỏc giữa hai điện tớch là F1 9.104N

 và F2 4.104N

 Tỡm lực tương tỏc giữa cỏc điện tớch khi q đặt tại C

Bài 3: Cho mạch điện như hỡnh vẽ Với E16V ,

r   r , E2 2V , R   , 1 2 R   ,2 5 R là bỡnh điện3

phõn dung dịch CuSO4 cú cỏc điện cực bằng đồng và cú điện

trở 3 Tớnh:

a) Hiệu điện thế UAB

b) Cường độ dũng điện chạy qua cỏc đoạn mạch

c) Lượng đồng bỏm vào Katụt trong thời gian 16 phỳt 5 giõy

Bài 4: Một điện tớch q 10 3C

 , khối lượng m 10 5g

 chuyển động với vận tốc ban đầu vo đi vào trong một vựng từ trường đều cú B0,1T

được giới hạn giữa hai đường thẳng song song Δ và Δ’, cỏch nhau một

khoảng a10cm và cú phương vuụng gúc với mặt phẳng chứa Δ và Δ’,

sao cho v0 hợp gúc 30o

  với Δ Tỡm giỏ trị của vo để điện tớch khụng ra khỏi từ trường ở Δ’ (hỡnh vẽ), bỏ qua tỏc dụng của trọng lực.hỡnh vẽ), bỏ qua tỏc dụng của trọng lực

Bài 5: Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng cú điện trở khụng

đỏng kể, một đầu nối vào điện trở R 0,5 Một đoạn dõy dẫn AB, độ

dài l14cm, khối lượng m2g, điện trở r 0,5 tỡ vào hai thanh kim loại tự do trượt khụng ma sỏt xuống dưới và luụn luụn vuụng gúc với hai thanh kim loại đú Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều cú hướng vuụng gúc với mặt phẳng hai thanh kim loại cú cảm

ứng từ B0, 2T Lấy g9,8 /m s2

a) Xỏc định chiều dũng điện qua R

b) Chứng minh rằng lỳc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời

gian chuyển động trở thành chuyển động đều Tớnh vận tốc chuyển động đều

ấy và tớnh UAB

c) Bõy giờ đặt hai thanh kim loại nghiờng với mặt phẳng nằm

ngang một gúc  60o Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ Tớnh

vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và UAB

== Hết ==

(Giỏm thị khụng giải thớch gỡ thờm)

Họ tờn thớ sinh ……… Số bỏo danh……….

R



B

a

0

v 

α

E

1, r

1 R

1

ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI HSG LỚP 11 KHÔNG CHUYÊN NĂM 2011

MÔN VẬT LÝ Bài 1 (1,5 điểm):

- Sau mỗi lần bơm hút, thể tích khí trong bình dãn từ V đến V+Vb

- Do T không đổi => áp dụng ĐL Bôi lơ Mariôt cho từng lần bơm:

- Lần bơm hút thứ 1:

b b

V V

pV p

pV V

V p









1 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ) (0,25đ)

2 2

1 2

) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực

) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực

b b

V V

pV p

V p V V p









- Lần bơm hút thứ n:

n

n b n

n n b n

b

n n

p

p V

V p

pV V

V V

V

pV



 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1 )

) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực (0,5đ)

- Thay số, lấy logarit ta được: n lglg1152,05 với n nguyên dương nên: n  103 , tối thiểu n=103

(0,5đ)

Bài 2 (2 điểm):

- Lực tương tác: 1 2

OA

q Q k

1

F

Q q k

(0,5đ)

Tương tự: OC = k q Q .

F và OB = F 2

Q q k

, với F là lực tương tác khi đặt q ở C (0,5đ)

- Do B là trung điểm của AC nên: OA + OC = 2.OB (0,5đ)



F  F  F  F =  2

2 1

2 1

F F 2

F F

 =2,25.10-4(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.N) (0,5đ) Bài 3 (3 điểm):

3

6 3

6 ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực 1 1 1 1

1

AB

U I

I r

R I

E

U         (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1) (0,25đ)

6

2 6

2 ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực 2 2 2 2

2

AB

U I

I r

R I

E

U         (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.2) (0,25đ)

I I

U AB  R3  3 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.3) (0,25đ)

2

I

I   (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.4) (0,25đ)

Thay (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1), (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.2), (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.4) vào (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.3) ta có: U AB 2 V,8(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ) (0,5đ)

Thay UAB vào (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1), (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.2), (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.3) ta có: (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ), 0 , 93 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực )

15

2 ),

(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.

15

16

2

Khối lượng Cu thu được là: 965.64.0,93 0,3(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực )

96500.2

tAI

Fn

Bài 4 (1,5 điểm):

- Để điện tích không ra khỏi từ trường ở Δ’ thì v  vgh

(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.Với vgh ứng với trường hợp quỹ đạo của điện tích tiếp xúc với Δ’ )

- Từ hình vẽ ta có: os

1 os

a

c





 (0,5đ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.vẽ được hình được 0,25đ)

- Mặt khác:

1 os (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1 os )

gh

- Thay số có:

3 8

0,1.10 0,1

536(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực / )

10 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.1 os30 )

c





a

0

v 

α

- Vậy để điện tích không ra khỏi từ trường ở Δ’ thì v  536 (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.m/s) (0,25đ)

Bài 5 (2 điểm):

a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng Áp dụng định luật

Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra B cu

ngược chiều B (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.Hình vẽ) (0,25đ)

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ A  B

(0,25đ)

b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P mg nên thanh chuyển động

nhanh dần  v tăng dần

- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ

FBIl có hướng đi lên

- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e Blv

t



R r R r

2 2

B l v F

R r

 Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần  tồn tại thời điểm mà F=P Khi đó thanh chuyển động thẳng

đều (0,25đ)

-Khi thanh chuyển động đều thì:

(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.0,5 0,5).2.10 9,8

25(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực / )

0, 2 0,14



- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: . . 0, 2.0,14.25.0,5 0,35(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực )

0,5 0,5

AB

Blv

R r

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ bên:

- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi ta thay P bằng Psin, thay B bằng B1 với

B1=Bsin

- Lập luận tương tự ta có:

(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực sin ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực ) sin (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.0,5 0,5).2.10 9,8.sin 60 sin sin 28,87(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực / )

(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực sin ) (hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực.0, 2.sin 60 ) 0,14o







(0,25đ)

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

sin 0, 2.sin 60 0,14.28,87 0,5 0,35(hình vẽ), bỏ qua tác dụng của trọng lực )

0,5 0,5

o AB

B lv

R r



=========================================================================

R



B

cu

B

I

1

B

B

2

B

P



1

P

F

N

I





*-Nếu thí sinh làm cách khác vẫn đúng thì cho điểm tối đa tương ứng.

*-Thí sinh không viết hoặc viết sai đơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài.