Đề thi HSG Tỉnh Vĩnh Phúc

Sở GD & ĐT Vĩnh Phúc ----------------- Đề đề xuất Kỳ thi học sinh giỏi lớp 11 năm học 2008 - 2009 Đề thi môn: Vật lý Dành cho học sinh trờng THPT không chuyên Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề. Bi 1: Mt mol khớ lớ tng thc hin quỏ trỡnh gión n t trng thỏi 1 (P 0 , V 0 ) n trng thỏi 2 (P 0 /2, 2V 0 ) cú th trờn h to P-V (hỡnh 1). Biu din quỏ trỡnh y trờn h to P-T v xỏc nh nhit cc i ca khi khớ trong quỏ trỡnh ú. Bi 2: Cho mch in (hỡnh 2). Trong ú: E 1 = 16V ; r 1 = 2 ; E 2 = 5V ; r 2 = 1 ; R 2 = 4 ; R 4 = 3 . in tr cỏc ampek khụng ỏng k ; Ampek A 1 ch s 0 ; ampek A 2 ch 1A. Hóy xỏc nh R 1 v R 2 . Bi 3: Hai t in phng khụng khớ ging nhau cú in dung C mc song song v c tớch n hiu in th U ri ngt khi ngun. Hai bn ca mt t c nh, cũn hai bn ca t kia cú th chuyn ng t do.Tỡm vn tc ca cỏc bn t do ti thi im m khong cỏch gia chỳng gim i mt na. Bit khi lng ca mi bn t l M, b qua tỏc dng ca trng lc. Bi 4: Cho N in tớch dng q nh nhau, nm cỏch u nhau trờn mt ng trũn tõm O bỏn kớnh R. Cn t ti tõm ng trũn mt in tớch bng bao nhiờu h cõn bng ? Kho sỏt thờm vi cỏc trng hp riờng N = 3 v N = 4. Bi 5: Thanh kim loi CD chiu di l=20cm khi lng m=100g t vuụng gúc vi hai thanh ray song song nm ngang v ni vi ngun in (hỡnh 3). H thng t trong t trng u B hng thng ng t trờn xung v B=0,2T. H s ma sỏt gia CD v ray l k=0,1. B qua in tr cỏc thanh ray, in tr ti ni tip xỳc v dũng in cm ng trong mch. a) Bit thanh CD trt sang trỏi vi gia tc a=3m/s 2 . Xỏc nh chiu v ln dũng in I qua CD. b) Nõng hai u A, B ca ray lờn ray hp vi mt phng ngang gúc =30 o . Tỡm hng v gia tc chuyn ng ca thanh, bit thanh bt u chuyn ng khụng vn tc u. --------------------HT------------------- E 1 , r 1 R 1 R 2 R 3 R 4 A 1 A 2 E 2 , r 2 C A B D Hỡnh 2 B A U C D B Hỡnh 3 1 2 P V P P / 2 V 2 V 0 0 0 0 Hình 1 híng dÉn chÊm m«n vËt lÝ - líp 11 (kh«ng chuyªn) N¨m häc 2008 - 2009 Câu Lời giải Điểm 1 2,00 - Vỡ th trờn P-V l on thng nờn ta cú: P = V + (*); trong ú v l cỏc h s phi tỡm. - Khi V = V 0 thỡ P = P 0 nờn: 0 0 P = V + (1) - Khi V = 2V 0 thỡ P = P 0 /2 nờn: 0 0 P /2 = 2V + (2) - T (1) v (2) ta cú: 0 0 = - P / 2V ; 0 = 3P / 2 - Thay vo (*) ta cú phng trỡnh on thng ú : 0 0 0 3P P P = - V 2 2V (**) - Mt khỏc, phng trỡnh trng thỏi ca 1 mol khớ : PV = RT (***) - T (**) v (***) ta cú : 2 0 0 0 3V 2V T = P - P R RP - T l hm bc 2 ca P nờn th trờn T-P l mt phn parabol + khi P = P 0 v P = P 0 /2 thỡ T = T 1 =T 2 = 0 0 P V R ; + khi T = 0 thỡ P = 0 v P = 3P 0 /2 . - Ta cú : 0 0 (P) 0 3V 4V T = - P R RP (P) T = 0 0 3P P = 4 ; cho nờn khi 0 3P P = 4 thỡ nhit cht khớ l T = T max = 0 0 9V P 8R - th biu din quỏ trỡnh ú trờn h to T-P l mt trong hai th di õy : 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2 1,50 + on mch CD cú I 1 = 0 nờn U CD = 5 V. + U DB = I 2 R 4 = 3V => U CB = U CD + U DB = 8V. + Dũng qua R 2 l I 2 = U CB /R 2 = 2A. => dũng in mch chớnh l I = I 2 + I 4 = 3A. + Xột on mch AB (cha ngun 1): U AB = E 1 - Ir 1 = 10V. Suy ra U AC = U AB U CB = 2V v U AD = U AB U DB = 7V + Ta tỡm c R 1 = U AC /I 2 = 1 v R 3 = U AD /I 4 = 7. 0,25 0,25 0,5 3 2,00 + Năng lợng của hệ hai tụ trớc khi các bản cha di chuyển: W 1 =2. 2 1 C.U 2 = C.U 2 , điện tích hệ Q=2.CU + Khi hai bản của một tụ đã di chuyển đến khoảng cách bằng một nửa lúc đầu, địên dung của tụ này là 2C + Gọi W 2 là năng lợng của hệ, U 1 là hiệu điện thế trên mỗi tụ lúc này: Q = Q 1 + Q 2 => 2C.U=(C+2C)U 1 = 3CU 1 => U 1 = 3 2 U W 2 = 2 1 C.U 2 1 + 2 1 2C.U 2 1 = 2 1 C.U 2 1 +C.U 2 1 = 2 3 C. 2 U 3 2 = 2 3 2 CU + Độ biến thiên năng lợng của hệ bằng động năng mà hai bản tụ thu đợc: 2W đ = W 1 -W 2 2 2 1 Mv 2 = 222 3 1 3 2 CUCUCU = => M C UV 3 = 0,25 0,25 0,5 0, 5 T P P / 2 0 P 0 3 P / 4 0 3 P / 2 0 0 1 2 9 V P / 8 R V P / R 0 0 0 0 i i O C F F i i i i r i x b a E 1 , r 1 R 1 R 2 R 3 R 4 A 1 A 2 E 2 , r 2 C A B D ------------------------hết---------------------- B A D N F ms F . Sở GD & ĐT Vĩnh Phúc ----------------- Đề đề xuất Kỳ thi học sinh giỏi lớp 11 năm học 2008 - 2009 Đề thi môn: Vật lý Dành cho học sinh. học sinh trờng THPT không chuyên Thời gian: 180 phút, không kể thời gian giao đề. Bi 1: Mt mol khớ lớ tng thc hin quỏ trỡnh gión n t trng thỏi 1 (P 0 , V