đề thi và đáp án HSG vật lý 11 Hà Tĩnh 2012

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HÀ TĨNH
ĐỀ THI CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP 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.

1
2
h
Hình 1
O
V(l)
102,425,6
1
3
A
B
C
Hình 2
p(atm)
E,r
k
L
R
o
R
Hình 4
6kΩ
6kΩ
6kΩ
2kΩ
3kΩ
5kΩ
A
2
A

1
A
3
A
B
Hình 3
- Giám thí không giải thích gì thêm.
HƯỚNG DẪN CHẤM
VẬT LÝ LỚP 11
Bài 1
1a.
Gọi T là lực 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
η
−η
=
−
=
Với ròng rọc động:
12
a.2a =
Kết quả:
g
4
42
a.2a
12
+η
−η
==
Thay số:
2
2
s/m8a =
;
2
1
s/m4a =
0,5
0,5
0,5

0,5
0,5
1b.
Vật chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a
2
từ mặt đất đến độ cao 2h và đạt 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
+η
η
=
, 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 đường 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 thước 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.
- Vị trí của A không thay đổi nên vị trí ảnh A" của A qua thấu kính cũng không thay đổi:
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
Vẽ hình: có hai trường 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

FA
B'
A'
F'
B
O
FA
B"
A"
F'
B
C
C"
O
(1)
(2)
I
Hình vẽ 1
(3)
I'
F'A"
-
Vẽ
tia
sán
g
tới

trù
ng
với
đư
ờn
g
thẳ
ng
AB
.
Tia
sán
g
nà
y
xu
ất
ph
át
từ
tất
cả
các
điể
m
trê
n
vật
vì
thế

tia
ló
(1)
sau
thấ
u
kín
h
đi
qu
a
tất
cả
các
điể
m
trê
n
ản
h
của
vật
.
Ản
h
A"
B"
cũ
ng
là

mộ
t
đo
ạn
thẳ
ng
0,2
5-
Vẽ
tia
sán
g
xu
ất
ph
át
từ
B
qu
a
qu
an
g
tâ
m,
tia
ló
(2)
tru
yề

n
thẳ
ng
và
đi
qu
a
B".
Vậ
y
B"
là
gia
o
điể
m
của
tia
ló
(1)
và
tia
ló
(2)
0,2
5"
B
A
F
B

"
C
"
C
O
(1)
(2)
I
Hình vẽ 2
Bài 4
4a.
Điện trở tương đương toàn mạch:
Ω=
++
+= 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
==
Ω
Dòng điện đi qua điện trở 2kΩ:
mA25,255,1.3.
5
1
3
1
2
1
1
.
2
1
I
k2
=
++
=
Ω
Dòng điện đi qua điện trở 3kΩ:
mA50,155,1.3.

5
1
3
1
2
1
1
.
3
1
I
k3
=
++
=
Ω
Dòng điện đi qua điện trở 5kΩ:
mA90,055,1.3.
5
1
3
1
2
1
1
.
5
1
I
k5

=
++
=
Ω
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
4b.
Vẽ 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.
Đối với dòng điện 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
µ=
Dòng điện qua R và R
o
luôn như nhau nên nhiệt lượng toả ra trên các điện trở tỷ lệ với giá
trị các điện trở

Nhiệt toả ra trên R:
J8,3W
4
3
Q µ==
0,5
0,5
0,5
Ghi chú: Thí sinh giải đúng theo cách khác đáp án, giám khảo cũng cho điểm tối đa.
A"
-
Vẽ
tia
sán
g
tới
trù
ng
với
đư
ờn
g
thẳ
ng
AB
.
Tia
sán
g
nà

y
xu
ất
ph
át
từ
tất
cả
các
điể
m
trê
n
vật
vì
thế
tia
ló
(1)
sau
thấ
u
kín
h
đi
qu
a
tất
cả
các

điể
m
trê
n
ản
h
của
vật
.
Ản
h
A"
B"
cũ
ng
là
mộ
t
đo
ạn
thẳ
ng
0,2
5-
Vẽ
tia
sán
g
xu
ất

ph
át
từ
B
qu
a
qu
an
g
tâ
m,
tia
ló
(2)
tru
yề
n
thẳ
ng
và
đi
qu
a
B".
Vậ
y
B"
là
gia
o

điể
m
của
tia
ló
(1)
và
tia
ló
(2)
0,2
5"
6 kΩ
6 kΩ
6 kΩ
2 kΩ
3 kΩ
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