Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 11 chọn lọc số 1

S GD V T THANH HO THI HC SINH GII CP TRNG TRNG THPT ễNG SN I Nm hc 2011-2012 Mụn thi: Vt lý lp 11 H v tờn: Ngy thi: / / 2012 S bỏo danh: Thi gian: 150 phỳt Cõu 1: (5 im) Cho mch in (hỡnh 1) gm: E 1 = 9V, r 1 = 1,5 ; E 2 = 4,5V, r 1 = 3 , R 1 = 6 , R 2 = 3 C 1 = 0,6 F à , C 2 = 0,3 F à . Xỏc nh in tớch cỏc t v hiu in th U MN khi: a, Khúa K m. b, Khúa K úng. Cõu 2: (4 im) Thanh kim loi MN chiu di l = 40 cm quay u quanh trc qua A v vuụng gúc vi thanh trong t trng u B ur (hỡnh 2), B = 0,25 T lm trong thanh xut hin sut in ngcm ng E = 0,4 V. a, Xỏc nh cỏc cc ca thanh MN? b, Xỏc nh vn tc gúc ca thanh? Cõu 3: (5 im) Mt mt cn v gi iu tit kộm nờn ch nhỡn thy rừ trong khong t 40 cm n 100cm. a, Phi dựng thu kớnh L 1 thuc loi no mt nhỡn rừ vụ cc khụng phi iu tit. Tớnh tiờu c v t ca L 1 . Cho kớnh cỏch mt 1 cm. b, nhỡn gn, gn vo phn di ca L 1 mt thu kớnh hi t L 2 . Tớnh tiờu c v t ca L 2 khi nhỡn qua h thu kớnh mt trờn cú th nhỡn vt gn nht cỏch mt 20 cm. c, Thu kớnh L 2 cú hai mt li ging nhau bỏn kớnh R, chit sut n = 1,5. Tớnh R. Câu 4: (2 im) Điện tích dơng Q đợc phân bố đều trên khung dây dẫn mnh hình tròn, bán kính R(hỡnh 3). Một điện tích điểm âm - q đặt tại M trên trục x x và cách tâm O của khung dây một khoảng OM = x . a) Xác định lực điện tác dụng lên điện tích - q đặt tại M. b) Tìm x để lực điện (câu a) đạt cực đại. Tính cực đại đó. Câu 5: (4 im) Mt lng kớnh cú chit sut n = 2 , tit din l tam giỏc u ABC. a, Xỏc nh gúc ti khi gúc lch cc tiu? Xỏc nh gúc lch cc tiu ú? b, Gi tia ti c nh, quay lng kớnh quanh gúc chit quang A sang phi gúc 45 0 . Xỏc nh ng i ca tia sỏng? Xỏc nh gúc lch? V ng i ca tia sỏng. HT (Giỏm th coi thi khụng gii thớch gỡ thờm) Hỡnh 2 BM N O M x x . . Hỡnh 3 R 1 K A B P E 1 ,r 1, E 2 ,r 2 R 2 M N C 1 C 2 Hỡnh 1 ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Môn thi: Vật lý lớp 11 Ngày thi: / / 2012 Thời gian: 150 phút Câu Điểm Lời giải Thang điểm 1 5 a, Khi K mở:(Hình 1a) E 1 , E 2 mắc nối tiếp. Theo định luật Ôm cho toàn mạch: 1 2 1 2 1 2 9 4,5 1( ) 6 3 1,5 3 E E I A R R r r + + = = = + + + + + + (1) 0,5 Theo định luật Ôm cho đoạn mạch ngoài AB: U AB = I(R 1 + R 2 )= 1(6+3) = 9(V) 0,5 Ta có C 1 , C 2 mắc nối tiếp → 6 6 1 2 1 2 1 2 0,6.0,3 . .10 .9 1,8.10 ( ) 0,6 0,3 b b AB AB C C q q q C U U C C C − − = = = = = = + + 0,5 6 1 1 6 1 1,8.10 3( ) 0,6.10 AM q U U V C − − = = = = → 1 3 . 3 1.6 3( ) MN MA AN U U U I R V= + = − + = − + = 0,5 0,5 b, Khi K đóng :(Hình 1b) Tương tự câu a, I = 1(A) V M = V P → chập M và P 0,5 Ta có 1 1 . 9 1.1,5 7,5( ) AM AP U U E I r V= = − = − = 0,5 → 6 6 1 1 . 0,6.10 .7,5 4,5.10 ( ) AM q C U C − − = = = 0,5 2 2 4,5 1.3 1,5( ) MB PB U U E Ir V= = − = − = → 6 6 2 2 . 0,3.10 .1,5 0,45.10 ( ) MB q C U C − − = = = 0,5 → 1 7,5 . 7,5 1.6 1,5( ) MN MA AN U U U I R V= + = − + = − + = − 0,5 2 4 a, Theo quy tắc bàn tay phải, khi thanhMN chuyển động trong từ trường nó đóng vai trò là nguồn điện: M là cực âm, N là cực dương. 1 b, Xét trong khoảng thời gian t ∆ thanh quét được diện tích S ∆ = 2 2 2 2 2 2 t l l l t ϕ ω ω π π π π ∆ ∆ = = ∆ (1) 1 Hình 2 BM N α - (+) R 1 K A B P E 1 ,r 1, E 2 ,r 2 R 2 M N C 1 C 2 Hình 1a R 1 K A B P E 1 ,r 1, E 2 ,r 2 R 2 M N C 1 C 2 Hình 1b Độ biến thiên từ thông osB Sc B S α ∆Φ = ∆ = ∆ (vì cos α =1) 0,5 → Suất điện động cảm ứng E = B S t t ∆Φ ∆ = ∆ ∆ (2) 0,75 Thay (1) vào (2) → 2 2 Bl E ω = → 2 2 2 2.0,4 20 0,25.(0,4) E Bl ω = = = (rad/s) 0,75 3 5 a, Dùng thấu kính L 1 để nhìn rõ ở vô cực mắt không phải điều tiết → Vât AB ở ∞ 1 L → A 1 B 1 ở , 1 F trùng với điểm cực viễn trước mắt 100 cm → trước kính 100 – 1 = 99(cm) 0,5 → L 1 là thấu kính phân kì 0,5 f 1 = - 99 (cm) ; D 1 = 1 1 f = 1 1( ) 0,99 dp− ≈ − 0,5 b, Vât AB ở trước mắt 20 cm → trước kính d = 20 – 1 = 19 cm 0,5 Vât AB trước kính d =19 cm heTK → A 1 B 1 ở điểm cực cận trước mắt 40 cm → trước kính 40 – 1 = 39(cm) → , d = - 39 cm 0,5 → Tiêu cự của hệ thấu kính , , . 19.( 39) 37,05 19 39 d d f d d − = = = + − (cm) 0,5 Gọi f 2 là tiêu cự của thấu kính hội tụ L 2 Ta có 1 2 1 1 1 f f f = + → 2 1 1 1 1 1 1 37,05 99f f f = − = + → 2 26,96f ≈ (cm) 0,5 → D 2 = 2 1 1 3,71( ) 0,2696 dp f = ≈ 0,5 c, Từ công thức 2 2 1 2 1 1 1 2 ( 1)( ) ( 1)D n n f R R R = = − + = − 0,5 → R = 2(n - 1)f 2 = 2.0,5.26,96 = 26,96 (cm) 0,5 4 2 Xác định lực điện F t ại M. Chia vòng dây thành các đoạn đủ nhỏ mang điện tích Q 0,25 Lực tổng hợp 1 2 F F F∆ = ∆ + ∆ ur uur uur với độ lớn 1 2 F F∆ = ∆ = 2 / . / os k q Q c r α − ∆ . 0,25 → F∆ = 2 1 . osF c α ∆ = 2 / . / 2 k q Q x r r − ∆ .Với 2 2 r R x= + → F∆ = 2 2 3 / . /. 2 ( ) k q Q x R x − ∆ + 0,25 → F = ∑ ∆F = ∑ 2 2 3 / . /. 2 ( ) k q Q x R x − ∆ + = 2 2 3 / . /. ( ) k q Q x R x − + 0,5 F đạt Max khi mẫu số min. Ta có 3 2 22 2 22 22 . 22 .3 22 )( x RR x RR xR ≥++=+ 0,25 M O x . . -q F 2 F 1 F r R x → ax 2 . 2 3 3. m k q Q F R − = Khi x = 2 R 0,5 5 4 a, Khi góc lệch cực tiểu → , i i= → , 0 30 2 A r r= = = 0,5 Theo định luật khúc xạ 0 0 2 sin sinr 2 sin 30 45 2 i n i= = = → = 0,75 → 0 0 0 min 2 2.45 60 30D i A= − = − = 0,75 b, Khi quay lăng kính sang phải 45 0 Tia tới SI 1 ⊥ mặt bên AB 1 → truyền thẳng đến J trên mặt B 1 C 1 dưới góc tới 0 0 0 0 1 1 1 90 90 30 60i I JB= −∠ = − = 0,5 Xét góc giới hạn phản xạ toàn phần: 0 1 1 sin 45 2 gh gh i i n = = → = 0,5 → 1 gh i i> → SI 1 phản xạ toàn phần tại J 0,5 Tia phản xạ JR ⊥ mặt bên AC 1 truyền thẳng ra ngoài khí Góc lệch 0 , 0 0 0 0 1 1 180 ( ) 180 (60 60 ) 60D i i= − + = − + = 0,5 A B C I I 1 S R J B 1 C 1 . THANH HO THI HC SINH GII CP TRNG TRNG THPT ễNG SN I Nm hc 2 011 - 2 012 Mụn thi: Vt lý lp 11 H v tờn: Ngy thi: / / 2 012 S bỏo danh: Thi gian: 15 0 phỳt Cõu 1: (5 im) Cho mch in (hỡnh 1) gm: E 1 =. thi khụng gii thớch gỡ thờm) Hỡnh 2 BM N O M x x . . Hỡnh 3 R 1 K A B P E 1 ,r 1, E 2 ,r 2 R 2 M N C 1 C 2 Hỡnh 1 ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM Môn thi: Vật lý lớp 11 Ngày thi: / / 2 012 Thời gian: 15 0. 2 1 1 1 f f f = + → 2 1 1 1 1 1 1 37,05 99f f f = − = + → 2 26,96f ≈ (cm) 0,5 → D 2 = 2 1 1 3, 71( ) 0,2696 dp f = ≈ 0,5 c, Từ công thức 2 2 1 2 1 1 1 2 ( 1) ( ) ( 1) D n n f R R R = =