KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ XIII - ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ

Tham khảo tài liệu ''kỳ thi olympic truyền thống 30/4 lần thứ xiii - đề thi môn vật lý'', tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30/4 LẦN THỨ XIII TẠI THÀNH PHỐ HUẾ ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ 11 Thời gian làm 180’ Chú ý: Mỗi câu hỏi thí sinh làm 01 tờ giấy riêng biệt ( Đề thi có 02 trang) Câu 1: (4 điểm) Một ván dài khối lượng M nằm mặt phẳng nhẵn nằm ngang không ma sát giữ sợi dây không giãn Một vật nhỏ khối lượng m trượt F với vận tốc v0 từ mép ván tác dụng lực không đổi F (hình vẽ) Khi vật đoạn đường dài l ván dây bị đứt a Tính gia tốc vật ván sau dây đứt b Mô tả chuyển động vật ván sau dây đứt thời gian đủ dài.Tính vận tốc, gia tốc vật ván giai đoạn c Hãy xác định chiều dài ngắn ván để vật không trượt khỏi ván Câu : (4 điểm) Cho hệ hình vẽ Quả cầu đặc có khối lượng m, bán kính r lăn khơng trượt máng có bán kính R Máng đứng yên mặt phẳng nằm ngang Tìm chu kỳ dao động nhỏ cầu Cho biết mơ men qn tính cầu đặc I  m.r Câu : (4 điểm) Một giọt thủy ngân lớn nằm hai thủy tinh nằm ngang Dưới tác dụng trọng lực, giọt có dạng hình trịn bẹt có bán kính R= 3cm bề dày d = 0,5cm Tính khối lượng vật nặng cần đặt lên để khoảng cách giảm n = lần Biết góc bờ  = 1350 Suất căng mặt thủy ngân  = 0,490 N/m, = 1,41, g = 9,81 m s2 z Câu 4: (4 điểm) B A C D Một khối lập phương cạnh a có G F dịng điện cường độ I chạy qua cạnh E theo đường hình vẽ Tìm H y O cảm ứng từ tâm khối lập phương x Câu 5: ( 4điểm) Cho đoạn mạch hình vẽ: u AB  400 sin 100t (V) 10  ( F ) ; R1 = 100 (), R2 = 100().Tụ có điện dung C = 3 cuộn cảm L = H Ampe kế có điện trở khơng đáng kể  R1 Xác định số ampe kế Hết _ R2 ĐÁP ÁN Đáp án câu 1: - Trước dây bị đứt: F – Fms =  F = Fms (0,5đ) - Ngay sau dây đứt: vật trượt với vận tốc v0; am = (0,5đ) Tấm ván chuyển động F F nhanh dần đều: aM = ms2 = ms1 = F M M M (0,5đ) - Trường hợp vật không rời ván: + Tấm ván đạt vận tốc v0 t = v Mv = aM F + Sau vật ván chuyển động với gia tốc a = (0,5đ) F M +m (0,5đ) - Trường hợp vật rời khỏi ván: + Vật chuyển động với gia tốc: am ' = F , vận tốc ban đầu v0 m + Tấm ván chuyển động thẳng đều, với vận tốc v’ < v0 vật rời khỏi ván - Quãng đường vật ván (kể từ dây đứt) Mv02 Δl  v0t  aM t  (1d) 2F Mv02 - Chiều dài tối thiểu ván: lmin  l  Δl  l  2F (0,5đ ) Đáp án câu : 0,25 Xét thời điểm cầu lệch so với phương thẳng đứng góc nhỏ, lăn vị trí cân (VTCB) (hình vẽ) Gọi vận tốc góc cầu quay quanh 0,5 tâm O’ cña nã : 1 =  '  vận tốc góc cầu quay quanh tâm O : + O 0,25 0,5  R F ms Ta 2   ' N o’ cã : K 0,5 P  ' r =  ' (R – r)  '  (R  r) ' (R  r ) "  vµ  ''   r r (1) 0,5 Xét chuyển động quay cầu với tâm quay tức thời K, ta có phương trình: M(P)+M(N)+M(FMS)=Ik.’’ Chän chiỊu h­íng vµo lµ chiỊu (+), ta cã: - mgr sin   ( mr mr ) " Vì nhỏ nên sin  =  ®ã cã : mgr   mr  " - (2) 5g 7( R r ) Đặt  5g 7( R  r )   " Đây phương trình dao ®éng ®iỊu hoµ cã chu kú T = 2 0,5 0,5 Thay (1) vào (2) ta có phương trình : "  0,5 7( R  r ) 5g Đáp án câu 3: Ở mép giọt thủy ngân, mặt thống có dạng mặt trịn xoay (hình máng cong, xem hình) Tiết diện nằm ngang đường trịn bán kính R =3cm Tiết diện thẳng đứng cung trịn bán kính r= d d =2 cos(   ) cos  R (0,25 đ) d d  (0,25 đ) 2 cos 45 Áp suất tạo nên mặt thoáng giọt thủy ngân là: 1 2  1  p1      =    (0,25 đ)  R d R r   Lực áp suất phụ tác dụng lên cân với trọng lực là: 1 2 R F1  p1R     (0,25 đ)  R d   Nếu khoảng cách hai giảm n = lần : d d d  d’=  (0,25 đ) n R  R’ = R n = R  3R (0,5 đ) Lực áp suất phụ tác dụng lên lúc là: 1 2 d R' F2  p 2R'     Với d’ = ; R’ = R n (0,5 đ)  n  R' d '   n 2 R n Do F2  p 2R n     (0,25 đ)  d R n   Trọng lượng vật rắn đặt lên hiệu số F2 – F1 P = Mg = F2 – F1 (0,5 đ) R  2 Từ suy : M = (0,5 đ)  ( n  1)  (n  1)  g R d  Thay giá trị số: 0,49.3,14.9.10 4  100 1,41  M= (0,5 đ)   80  9,81 0,5.10    M  3,19 kg Thay số r = Đáp án câu B - Để đơn giản, ta xem cạnh khơng có dịng điện tương đương có dịng điện có cường độ I ngược chiều qua cạnh - Từ hình vẽ, ta thấy có mặt hình lập phương có dịng điện cường độ I chạy qua cạnh mặt, mặt AEFB, FEHG, ADHE Do từ trường mặt gây tâm O là: B  B1  B2  B3 C A D O 0.25đ F E 0.25đ G H 0.25đ B1 , B2 , B3 vectơ cảm ứng từ gây O mặt AEFB, FEHG, ADHE Xét B1  B AB  BEF  BFB  BAE Từ trường cạnh AB gây O: 0.25đ 0 I (cos   cos  ) 4 OM 0 I  cos  ( 1     ) 4 OM 0.25đ Ta có: B AB  B AB 0.25đ B Với: OM  OH  HM  a2 a2 a   4 MB MB a/2 a/2 cos      OB 3 OM  MB2 a2 a2 a  4  B AB   I   I a 2a 2 M A 2 0.25đ 1 BAB H O F y 0.25đ E 0.25đ Ta xét B AB theo Oy thì:   B ABy  B AB cos   B AB cos 90  MOH   B AB sin MOH    I 2 0 I   2a 2a  I Do tính đối xứng nên: B1  B ABy  3a  I Tương tự: B2  B3  , 3a  I Cảm ứng từ tâm O: BO  B12  B22  B32  B1  a 0 I B0  a Đáp án câu : ZL = 100 () ZC = 100 () Trên AM tg1  Với : I R1  IL R     1  I R1 Z L U AM U ; I L  AM R1 ZL (0,25 đ) (0,25 đ) 0.25đ 0.5đ 0.5đ 0.5đ  I  I R21  I L2  U AM Trên MB tg  Và I R2   1  (1) R1 Z L IC R     2  I R2 Z C U MB U ; I c  MB R2 ZC I  I R22  I C2  U MB (0,25 đ) (0,25 đ) (0,25 đ) 1  2 R2 Z C (2) Từ (1) (2)  UAM = UMB (0,25 đ) (0,25 đ) Mặt khác : U AB  U AM  U MB (0,25 đ) 2 Từ giản đồ :  U AB  U AM  U MB (0,25 đ)  U AM  U MB  200 ( V) (0,25 đ)  I R1  200 2  ( A) 100 3 Và : I R2  200  2 ( A) 100 (0,25 đ) (0,25 đ) Tại nút M, viết : I R2  I a  I R1 (0,25 đ) Mà ( I R1  I R2 )  I a  I R21  I R22  3,26 A (0,25 đ) ... 1: - Trước dây bị đứt: F – Fms =  F = Fms (0,5đ) - Ngay sau dây đứt: vật trượt với vận tốc v0; am = (0,5đ) Tấm ván chuyển động F F nhanh dần đều: aM = ms2 = ms1 = F M M M (0,5đ) - Trường hợp vật. .. + Sau vật ván chuyển động với gia tốc a = (0,5đ) F M +m (0,5đ) - Trường hợp vật rời khỏi ván: + Vật chuyển động với gia tốc: am ' = F , vận tốc ban đầu v0 m + Tấm ván chuyển động thẳng đều, với... chuyển động thẳng đều, với vận tốc v’ < v0 vật rời khỏi ván - Quãng đường vật ván (kể từ dây đứt) Mv02 Δl  v0t  aM t  (1d) 2F Mv02 - Chiều dài tối thi? ??u ván: lmin  l  Δl  l  2F (0,5đ )