đáp án học sinh giỏi 11

KỲ THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH
NĂM HỌC 2009 – 2010
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ – LỚP 11
Câu Đáp án Điểm
1
(2.5 điểm)
• Xe chịu tác dụng của các lực: trọng lực
P
ur
, phản lực
N
uur
của mặt đường, lực qn tính ly tâm
'F
uur
; lực ma sát
ms
f
uuur
…………………………………………………
• Điều kiện cân bằng của xe:
P
ur
+
N
uur
+
'F
uur
+
ms

f
uuur
=0……
Chiếu lên 2 phương:
Ox: N = P
Oy: F’ = f
ms
• Để xe khơng trượt bánh khi vào khúc quanh với vận tốc v thì:
F’ = f
ms
…………………………………………………
Hay:
2
mv
mg
r
µ
=
⇒
v rg
µ
=
……………………………………………………
• Muốn v
max
thì r
max
vì vậy xe phải chạy sát mé đường vòng
⇒ r = R +
2

l
= 12,5m…………………………………………
ax
0,2 12,5 10 5 /
m
v rg x x m s
µ
= = =
………………………….
0.25
0.5
0.5
0.25
0.5
0.5
2
(3.5 điểm)
1 Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng:
E
A
= E
C
⇔ mgh = mg2R +
2
2
mv
(1)…………
Theo định luật 2 Newton:
mg =
2

mv
R
(2)………….
Từ (1) và (2):
⇒ mgh = 2 mgR +
2
mgR
⇒ h =
5
2
R
Vậy h
min
=
5
2
R
vì nếu h < h
min
thì vật sẽ rời khỏi máng tại B……
0.25
0.25
0.5
2 a. Nếu cắt bỏ cung CD thì vật rời máng ở C và chuyển động như
một vật bị ném xiên với góc ϕ
• Để tìm vận tốc ban đầu ở C ta áp dụng ĐLBT cơ năng:
mgh
o
=
2

mv
R
+ mgR(1+cos ϕ )
⇒ v
2
= 2gR (
o
h
R
-1-cosϕ ) (3)……………
• Mặt khác chuyển động của vật tại C là chuyển động ném xiên
nên ta chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:
0.5
HDC.HSG11- trang1
•
'F
uur
P
ur
N
uur
ms
f
uuur
h
•
A
O
x
3

y
1
2
v
Phân tích chuyển động của vật theo hai phương Ox và Oy:
x = v.cosϕ .t
y = -
2
2
gt
+ v.sinϕ.t ……
⇒ Quỹ đạo của vật rời khi
khỏi C có dạng nhánh parabol.
Vật đi lại vào máng nếu tầm
xa của vật ném xiên đúng bằng dây cung CD:
2
sin 2v
g
ϕ
= 2Rsinϕ
⇒ v
2
=
cos
gR
ϕ
(4)…………
Từ (3 và (4) ta được
h
o

=R ( 1 + cos ϕ +
1
osc
ϕ
)………………………………
2b. Nếu h<h
o
thì vận tốc của vật nhỏ hơn (4) quỹ đạo của vật có
dạng 2 nằm trong vòng tròn……………………………………………
Nếu h>h
o
thì quỹ đạo của vật có dạng 3 nằm ngoài vòng tròn……
0.5
0.5
0.5
0.25
0.25
3
(2 điểm)
• Các điện tích đều dương nên chúng
đẩy nhau, do tính chất đối xứng nên
vòng dây tạo thành 1 tam giác cân…….
Gọi R là chiều dài đoạn nối q đến 3q:
• Xét sự cân bằng tại 3q:
T = F
1
=
2
2
3q

k
R
(1)…
T = F
2
=
2
2 2
9
4 os
q
k
R c
α
(2)………………………………
Từ (1) và (2)
⇒ cosα =
2
2
⇒ α = 30
o
………………………………………………….
0.5
0.5
0.5
0.5
4
(3 điểm)
• Gọi C là điện dung của mỗi tụ ban đầu khi điện môi chưa bị chảy ra
ngoài, điện dung của bộ tụ:

C
1
=
C
n
………………………………………………
⇒ Điện tích của bộ tụ:
Q =
C
n
U………………………………………………
• khi có k tụ có điện môi chảy ra ngoài:
- Điện dung tương đương của k tụ: C’ =
C
k
ε
…………
- Điện dung của các tụ còn nguyên điện môi: C” =
C
n k−
…
⇒ Điện dung của bộ tụ mới:
0.5
0.5
0.25
0.25
HDC.HSG11- trang2
α
q
3q

3q
q
R
T
ur
T
ur
2
F
uur
1
F
uur
2Rcos α
2
F
uur
1
F
uur
2
1 1 1
' "C C C
= +
=
k n k
C C
ε
−
+

⇒ C
2
=
( 1)
C
n k
ε
+ −
…………………………………………
Dù điện môi bị chảy ở k tụ nhưng điện tích của bộ tụ vẫn không
đổi, nên hiệu điện thế của bộ tụ lúc này:
U
2
=
2
Q
C
=
( 1)n k
U
n
ε
+ −
…………………………………………
Độ thay đổi hiệu điện thế:
∆ U = U
2
– U
1
=

( 1)k
U
n
ε
−
………………………………………
0.5
0.5
0.5
5
(3 điểm)
1. Điện trở tương của mạch AB
Vì
3
1
2 4
R
R
R R
≠
nên mạch cầu không cân bằng………………………
Chuyển mạch tam giác AMN thành mạch sao, có mạch tương đương:
Hình vẽ…
Với R
12
=
1 2
1 2 5
20.20
5

20 20 40
R R
R R R
= = Ω
+ + + +
…………………………
R
15
=
1 5
1 2 5
20.40
10
20 20 40
R R
R R R
= = Ω
+ + + +
………………………
R
25
=
2 5
1 2 5
20.40
10
20 20 40
R R
R R R
= = Ω

+ + + +
………………………
Vì vậy R
AB
= R
12
+
15 3 25 4
15 3 25 4
( )( )R R R R
R R R R
+ +
+ + +
= 5 +
(10 40)(10 50)
32,3
10 40 10 50
+ +
= Ω
+ + +
……………………….
2. Chỉ số của ampe kế
Từ hình vẽ ta có
U
OB
= U
AB
-
12
AB

AB
U
R
R
= 40 -
40
5 33,8
32,3
V=
……………………
Chỉ số của ampe kế:
I
A
=
3 15
33,8
0,676
50
OB
U
A
R R
= =
+
………………………………….
0.5
0.25
0.25
0.25
0.25

0.5
0.5
0.5
6 ( 3 điểm) 1. Hiệu điện thế U
MN
Suất điện động cảm ứng khi thanh chuyển động trong từ trường:
E
C
= Bvl (vì α =90
0
)…………………………………………
0.25
HDC.HSG11- trang3
A
•
•
B
M
N
R
25
R
3
R
4
A
•
••
R
15

R
12
O
L
S
1
S
2
I
2
I
1
i
gh
i
gh
F
O
1
O
O
2
J
1
J
2
R
⇒ I =
1 2
C

E
R R+
=
1 2
Bvl
R R+
………………………………………………
Hiệu điện thế giữa hai đầu MN
U
MN
= R
1
I = E
C
– R
2
I =
1
1 2
Bvl
R
R R+
…………………………………
Theo quy tắc bàn tay phải, dòng điện chạy qua thanh có chiều : N → M
2. • Nếu nối cực dương của nguồn với N thì:
I =
1 2
C
E E
R R

+
+
…………………………………………………………
⇒ U
MN
= E
C
–R
2
I
=
1 2
1 2
C
E R ER
R R
−
+
………………………………………………
• Nếu nối cực dương của nguồn với M thì:
I =
1 2
C
E E
R R
+
+
………………………………………………………
U
MN

= E
C
– R
2
I
=
1 2
1 2
C
E R ER
R R
+
+
……………………………………………….
0.25
0.5
0.5
0.25
0.5
0.25
0.5
7
(3 điểm)
• Để có các tia ló ra khỏi bán
cầu đến màn thì các tia tới mặt
cầu phải có góc tơi i≤i
gh
………
Với sin i
gh

=
1 2
2n
=
⇒ i
gh
= 45
o
………………
• Xét các tia vừa đủ điều kiện
phản xạ tồn phần S
1
I
1
J
1
và
S
2
I
2
J
2
.
Ta có i
1
= i
2
= i
gh

= 45
o
……………………………………………….
⇒ góc khúc xạ tại I
1
và I
2
đều bằng 90
o
.
⇒ tứ giác OI
1
FI
2
là hình vng
⇒ OF = r
2
…………………………………………………………
Các tia khúc xạ đến màn đều nằm trong phạm vi J
1
J
2
. ⇒ O
2
J
1
= O
2
J
2

là
bán kính của vùng sáng trên màn………………………………….
Xét cặp tam giác đồng dạng: FO
2
J
2
và FO
1
I
2
ta có:
2 2
1 2 1
4,84 2 2 2
2 2 2
2
O J L OF
O I O F
− −
= = =
……………………
⇒ R = O
2
J
2
=
2
2
O
1

I
2
=
2 2 2
2
2
2
cm=
……………………………
0.25
0.5
0.25
0.5
0.5
0.25
0.5
CHÚ Ý: * Mọi cách giải khác nếu đúng,vẫn cho đủ số điểm theo quy đònh.
* Nếu đáp số không có đơn vò hoặc sai đơn vò : Mỗi câu (–0,25) điểm
và chỉ trừ MỘT LẦN/CÂU.
HDC.HSG11- trang4