Đề thi học sinh giỏi lớp 11 THPT tỉnh Hà Tỉnh năm học 2012 Môn Vật Lý doc

S
Ở GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO T
ẠO

HÀ TĨNH

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

K
Ỳ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
T
ỈNH

C
ẤP THPT

NĂM HỌC 2011 – 2012
Môn: VẬT LÝ LỚP 11
Thời gian làm bài: 180 phút
(Đề thi có 01 trang, gồm 05 câu)


Bài 1: Trong hệ thống trên hình 1, khối lượng vật 1 bằng 6,0 lần khối lượng vật 2.
Chiều cao h = 20cm. Khối lượng của ròng rọc và của dây cũng như các lực ma sát
được bỏ qua. Lấy g = 10m/s
2
. Ban đầu vật 2 được giữ đứng yên trên mặt đất, các sợi
dây không dãn có phương thẳng đứng. Thả vật 2, hệ bắt đầu chuyển động. Xác định:
a. gia tốc của các vật ngay sau khi vật 2 được thả ra;

b. độ cao tối đa đối với mặt đất mà vật 2 đạt được.

Bài 2: Một mol chất khí lý tưởng thực hiện chu trình ABCA trên giản đồ p-V gồm
các quá trình đẳng áp AB, đẳng tích BC và quá trình CA có áp suất p biến đổi theo
hàm bậc nhất của thể tích V (hình 2).
a. Với số liệu cho trên giản đồ, hãy xác định các thông số (p,V,T) còn
lại của các trạng thái A, B, C;
b. Biểu diễn chu trình ABCA trên giản đồ V-T.

Bài 3: Đặt vật nhỏ có dạng một đoạn thẳng AB vuông góc với trục chính
của một thấu kính. Đầu A của vật nằm trên trục chính, cách quang tâm của
thấu kính 20cm.
a. Qua thấu kính, vật AB cho ảnh A'B' cao bằng vật. Hãy xác định
tiêu cự của thấu kính và dùng thước kẻ dựng ảnh A'B';
b. Giữ cố định thấu kính, quay vật AB quanh đầu A để AB hợp với
trục chính của thấu kính một góc bằng 45
o
. Xác định:
i. vị trí và hình dạng của ảnh A"B" của vật AB qua thấu kính, bằng cách dựng hình
với số lượng tia sáng được vẽ ít nhất;
ii. độ dài của vật AB.
Biết rằng độ dài của ảnh A"B" gấp hai lần độ dài của vật AB.

Bài 4: Cho mạch điện như hình 3: A
1
; A
2
và A
3
là 3

ampe kế lý tưởng và hoàn toàn giống nhau. Giá trị các
điện trở được ghi trên hình vẽ. Người ta đặt vào hai đầu
A, B một hiệu điện thế không đổi, có độ lớn U = 13,8V.
a. Hãy tính các giá trị cường độ dòng điện qua các
điện trở;
b. Xác định số chỉ của các ampe kế.

Bài 5: Một mạch điện gồm có: ống dây có hệ số tự cảm
L = 2,00μH và điện trở R
o
= 1,00Ω; nguồn điện có suất điện động E =
3,0V và điện trở trong r = 0,25Ω; điện trở R = 3,00Ω, được mắc như
hình 4. Bỏ qua điện trở dây nối và khoá k.
a. Đóng khoá k, sau một thời gian cường độ các dòng điện trong
mạch đạt giá trị ổn định. Xác định cường độ dòng điện qua ống
dây và điện trở R; công suất của nguồn E;
b. Tính nhiệt lượng Q toả ra trên R sau khi ngắt khoá k.

==HẾT==
- Thí sinh không được sử dụng tài liệu.
- Giám thí không giải thích gì thêm.
1

2
h

Hình 1
O
V(
l

)
102,4

25,6

1
3
A

B

C

Hình 2
p(atm)
E,r
k
L


R
o

R
Hình 4
6
k
Ω

6

k
Ω

6
k
Ω

2
k
Ω

3kΩ

5
k
Ω

A
2

A
1

A
3

A

B
Hình 3

HƯỚNG DẪN CHẤM
VẬT LÝ LỚP 11
Bài 1
1a.
G
ọi T l
à l
ực căng dây

Gia tốc vật 2:
2
2
2
m
PT
a



Gia tốc vật 1:
2
2
1
1
1
m.
T2P.
m
T2P
a







Với ròng rọc động:
12
a.2a 

Kết quả: g
4
42
a.2a
12




Thay số:
2
2
s/m8a  ;
2
1
s/m4a 


0,5

0,5

0,5
0,5

0,5
1b.
V
ật chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a
2

t
ừ mặt đất đến độ cao 2h v
à đ
ạt vận tốc cực
đại ở độ cao này:
h2.a.2v
2
2
max

(1)
Sau đó, vật chuyển động chậm dần với gia tốc g từ độ cao 2h đến h
max
:
)h2h.(g.2v
max
2
max
 (2)

Từ (1) và (2) ta có
4
h6h
max


 , Thay số:
cm72h
max



0,5

0,5

0,5

Bài 2
2a.
Áp dụng phương trình trạng thái:
K312273
4,22.1
6,25.1
T
T
Vp
T
Vp
B

o
oo
B
BB


Từ hình vẽ: atm25,2p
4,102
6,25
3
p3
C
C



Cũng từ hình vẽ:  3,68
15
1024
V
3
1
4,102
V4,102
A
A



Áp dụng định luật Sác-lơ [B→ C]:

K702T
p
p
T
T
p
T
p
B
B
C
C
C
C
B
B


Áp dụng định luật Gay-luy-sac [A→ B]:
K832T
V
V
T
T
V
T
V
B
B
A

A
C
C
A
A


0,5



0,5

0,5

0,5


0,5
2b.
AB

là đư
ờng thẳng đi qua gốc toạ độ

BC là đường thẳng song song với OT

CNA là parabol:
Đỉnh N của parabol được xác định:
Từ đồ thị của bài ra: quá trình (3) – (1)

được biểu diễn theo phương trình
4
Vp
V).VV(
V
p
pVV
V
p
p p
MM
M
M
M
M
M
M

dấu bằng khi V = V
M
/2 (với p
M
= 3atm, V
M
= 102,4l)
áp dụng phương trình trạng thái
pV = RT => T
max
= 936K => T
M

= 936K.
0,5



0,5



0,5

1
2
h
25,6
51,2
O
312
624

936

V

T
A
B
C
N

Bài 3
3a.
-

Ảnh của vật thật qua thấu kính có kính th
ư
ớc bằng vật, suy ra :

+ Thấu kính là thấu kính hội tụ,
+ Ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật: d' = d
0,5

Sơ đồ tạo ảnh:
dd' d
'B'AAB
L



Áp dụng công thức thấu kính: .cm10f
'd
1
d
1
f
1

0,5

Vẽ hình:

0,5


3b. i.
-

V
ị trí của A không thay đổi n
ên v
ị trí ảnh A" của A qua thấu kính cũng không th
ay đ
ổi:
A" ≡ A'
0,5

- Vẽ tia sáng tới trùng với đường thẳng AB. Tia sáng này xuất phát từ tất cả các điểm trên
vật vì thế tia ló (1) sau thấu kính đi qua tất cả các điểm trên ảnh của vật. Ảnh A"B" cũng
là một đoạn thẳng
0,25

- Vẽ tia sáng xuất phát từ B qua quang tâm, tia ló (2) truyền thẳng và đi qua B".
Vậy B" là giao điểm của tia ló (1) và tia ló (2)
0,25

V
ẽ h
ình: có hai tr
ư
ờng hợp

0,5

3b. ii.
Ảnh lớn hơn vật, trường hợp hình vẽ 1
Từ hình vẽ:
IO
BC
AI
AB
 ;
IO
"C"B
I"A
"B"A
 (3); Mặt khác: AO = A'O = A"O =>AI = I'A (4)
Từ (3) và (4) 2
BC
"C"B
AB
"B"A
 ; Cũng từ hình vẽ: cm5CF
CF
OF
BC
'OI
BC
"C"B


=>AC = AF – CF = 5cm => AB = cm25


1,0


F'

A
"

B

A

F

B"
C"
C
O

(1)

(2)

I

Hình v

ẽ 2

F

A

B"

A"

F'

B

C

C"

O

(1)

(2)

I

Hình v
ẽ 1

(3

)

I
'

F

A

B'

A'

F'

B

O

Bài 4
4a.
Điện trở tương đương toàn mạch:


 k
31
92
5
1
3

1
2
1
1
3
6
R
td

Dòng điện đi qua điện trở 6kΩ: mA55,1
R
U
.
3
1
I
td
k6



Dòng điện đi qua điện trở 2kΩ:
mA25,255,1.3.
5
1
3
1
2
1
1

.
2
1
I
k2





Dòng điện đi qua điện trở 3kΩ: mA50,155,1.3.
5
1
3
1
2
1
1
.
3
1
I
k3





Dòng điện đi qua điện trở 5kΩ:
mA90,055,1.3.

5
1
3
1
2
1
1
.
5
1
I
k5






0,5




0,5

0,5


0,5

0,5
4b.
V
ẽ lại mạch điện

Định luật kiếc-sốp cho các điểm nút
được ghi trên hình
Các ampe giống nhau nên cùng điện
trở trong (dù rất nhỏ)
Ir + (0,05 + I)r = (0,65 – I)r
 I = 0,20mA = I
A1

 I
A2
= 0,25mA
 I
A3
= 0,45mA


0,5


0,5


0,5

Bài 5
5a.
Đ
ối với d
òng
đi
ện không đổi, cuộn cảm không có tác dụng cản trở

Dòng điện qua nguồn và mạch chính: A3
RR
RR
r
E
I
o
o




Dòng điện qua R: A75,03.
4
1
3.
RR
R
I
o

o
R



Dòng điện qua cuộn dây:
A25,23.
4
3
3.
RR
R
I
o
R
o




Công suất của nguồn: P = E.I = 3.3 = 9W
0,5


0,5



0,5

0,5

0,5
5b.
Năng lượng ống dây: W = J0625,5
2
I.L
2
R
o

Dòng điện qua R và R
o
luôn như nhau nên nhiệt lượng toả ra trên các đi
ện trở tỷ lệ với giá
trị các điện trở
Nhiệt toả ra trên R: J8,3W
4
3
Q 

0,5

0,5

0,5

Ghi chú: Thí sinh giải đúng theo cách khác đáp án, giám khảo cũng cho điểm tối đa.
6 kΩ

6 k
Ω

6 kΩ

2 kΩ

3 k
Ω

5 kΩ

A
2

A
1

A
3

A
B

0,05 mA

0,65 mA
0,7

mA

0,65 –
I
0,05+ I

I