Biểu diễn quỏ trỡnh ấy trờn hệ toạ độ P-T và xỏc định nhiệt độ cực đại của khối khớ trong quỏ trỡnh đú.. Bài 3: Hai tụ điện phẳng khụng khớ giống nhau cú điện dung C mắc song song và đượ
Trang 1Sở 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.
Bài 1:
Một mol khớ lớ tưởng thực hiện quỏ trỡnh gión nở từ trạng thỏi 1 (P0,
V0) đến trạng thỏi 2 (P0/2, 2V0) cú đồ thị trờn hệ toạ độ P-V (hỡnh 1)
Biểu diễn quỏ trỡnh ấy trờn hệ toạ độ P-T và xỏc định nhiệt độ cực đại
của khối khớ trong quỏ trỡnh đú
Bài 2:
Cho mạch điện (hỡnh 2) Trong đú: E1 = 16V ; r1 = 2 Ω ; E2 = 5V ; r2 = 1 Ω ; R2 = 4 Ω ; R4 = 3 Ω Điện trở cỏc ampekế
khụng đỏng kể ; Ampekế A1 chỉ số 0 ; ampekế A2 chỉ 1A Hóy
xỏc định R1 và R2
Bài 3:
Hai tụ điện phẳng khụng khớ giống nhau cú điện dung C mắc song song và được tớch đến hiệu điện thế U rồi ngắt khỏi
nguồn Hai bản của một tụ cố định, cũn hai bản của tụ kia cú thể
chuyển động tự do.Tỡm vận tốc của cỏc bản tự do tại thời điểm mà khoảng cỏch giữa chỳng giảm
đi một nửa Biết khối lượng của mỗi bản tụ là M, bỏ qua tỏc dụng của trọng lực
Bài 4:
Cho N điện tớch dương q như nhau, nằm cỏch đều nhau trờn một đường trũn tõm O bỏn kớnh
R Cần đặt tại tõm đường trũn một điện tớch bằng bao nhiờu để hệ cõn bằng ? Khảo sỏt thờm với cỏc trường hợp riờng N = 3 và N = 4
Bài 5:
Thanh kim loại CD chiều dài l=20cm khối lượng m=100g đặt vuụng gúc với hai thanh ray song song nằm ngang và nối với nguồn điện (hỡnh 3) Hệ thống đặt trong từ trường đều B hướng thẳng đứng từ trờn xuống và B=0,2T Hệ số ma sỏt giữa
CD và ray là k=0,1 Bỏ qua điện trở cỏc thanh ray, điện trở
tại nơi tiếp xỳc và dũng điện cảm ứng trong mạch
a) Biết thanh CD trượt sang trỏi với gia tốc a=3m/s2 Xỏc
định chiều và độ lớn dũng điện I qua CD
b) Nõng hai đầu A, B của ray lờn để ray hợp với mặt phẳng
ngang gúc α=30o Tỡm hướng và gia tốc chuyển động của
thanh, biết thanh bắt đầu chuyển động khụng vận tốc đầu
-HẾT -E1, r1
A2
E2 , r2
C
D
Hỡnh 2
B
A U
C
D
B
Hỡnh 3
1
2 P
V
P
P / 2
0
0
Hình 1
Trang 2híng dÉn chÊm m«n vËt lÝ - líp 11 (kh«ng chuyªn)
N¨m häc 2008 - 2009
Trang 3Câu Lời giải Điểm
- Vỡ đồ thị trờn P-V là đoạn thẳng nờn ta cú: P = αV + β (*); trong đú α và β là cỏc hệ
số phải tỡm
- Khi V = V0 thỡ P = P0 nờn: P = αV + β (1)0 0
- Khi V = 2V0 thỡ P = P0/2 nờn: P /2 = 2αV + β (2) 0 0
- Từ (1) và (2) ta cú: α = - P / 2V ; 0 0 β = 3P / 20
0
- Mặt khỏc, phương trỡnh trạng thỏi của 1 mol khớ : PV = RT (***)
0
- T là hàm bậc 2 của P nờn đồ thị trờn T-P là một phần parabol
+ khi P = P0 và P = P0/2 thỡ T = T1 =T2 = P V0 0
+ khi T = 0 thỡ P = 0 và P = 3P0/2
0
P =
P =
4 thỡ nhiệt độ chất khớ là T = Tmax =
0 0
9V P 8R
- Đồ thị biểu diễn quỏ trỡnh đú trờn hệ toạ độ T-P là một trong hai đồ thị dưới đõy :
0,25 0,5
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25
+ Đoạn mạch CD cú I1 = 0 nờn UCD = 5 V
+ UDB = I2R4 = 3V => UCB = UCD + UDB = 8V
+ Dũng qua R2 là I2 = UCB/R2 = 2A =>
dũng điện mạch chớnh là I = I2 + I4 = 3A
+ Xột đoạn mạch AB (chứa nguồn 1):
UAB = E1 - Ir1 = 10V
Suy ra UAC = UAB – UCB = 2V
và UAD = UAB – UDB = 7V
+ Ta tỡm được R1 = UAC /I2 = 1 Ω và R3 = UAD /I4 = 7Ω
0,25 0,25 0,5
+ Năng lợng của hệ hai tụ trớc khi các bản cha di chuyển:
W1=2
2
1
+ Khi hai bản của một tụ đã di chuyển đến khoảng cách bằng một nửa lúc đầu, địên
dung của tụ này là 2C
Q = Q1+ Q2 => 2C.U=(C+2C)U1= 3CU1 => U1=
3
2
U
W2 =
2
1
2
1
2
1
2
3
C
2
U 3
2
3
2
CU
→ 2
2
1
3
1 3
2
CU CU
M
C U V
3
=
0,25 0,25 0,5
0, 5
T
P
P / 20 3 P / 40 P0 3 P / 20 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
A2
E 2 , r2
C
D
Trang 4-hết -B A
D
N
Fms F
