Đề và đáp án thi HSG trường môn Lý 11

SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH
TRƯỜNG THPT CẨM BÌNH
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
ĐỀ THI - Môn: Vật lí 11 – Năm học 2010-2011
Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề )
Bài 1:
Một cái nêm khối lượng M = 2m có dạng như hình
vẽ. Biết góc
α
= 30
0
. Vật nhỏ khối lượng m trượt không
vận tốc ban đầu, không ma sát từ đỉnh A trên mặt AB.
a/ Cố định nêm, tính gia tốc của m. Lấy g = 9,8 m/s
2
.
b/ Nêm có thể trượt không ma sát trên mặt sàn ngang.
Tính gia tốc của nêm.


Bài 2:
Một bình thép kín có thể tích V được nối với một bơm hút khí. Áp suất ban đầu của khí
trong bình là 760 mmHg. Dung tích tối đa mỗi lần bơm hút là V
b
=
20
V
. Hỏi phải bơm hút tối
thiểu bao nhiêu lần để áp suất của khí trong bình thấp hơn 5 mmHg ? Coi nhiệt độ không đổi
trong quá trình bơm.
Bài 3:

Trong mạch điện trên hình vẽ, khi đóng khóa K, hiệu
điện thế ổn định trên tụ điện là U
1
= 27V. Hãy tìm suất điện động
của nguồn và xác định hiệu điện thế ổn định U
2
trên
tụ sau khi ngắt khóa K. Biết r = R
1
= R, R
2
= 2R, R
3
= 3R
Bài 4:
Một giọt dầu nằm lơ lửng trong điện trường của một tụ điện phẳng. Đường kính giọt
dầu là 1mm, khối lượng riêng của dầu là 800kg/m
3
. Hiệu điện thế giữa 2 bản tụ là 220V,
khoảng cách giữa 2 bản tụ là 2cm Bỏ qua lực đẩy ácimet của không khí. Lấy g =10m/s
2
a/ Tính điện tích của giọt dầu.
b/ Nếu đột nhiên hiệu điện thế đổi dấu:
+ Hiện tượng xảy ra như thế nào?
+ Tính thời gian giọt dầu rơi xuống bản dưới, biết lúc
đầu giọt dầu ở chính giữa 2 bản
HẾT
Chú ý: - Cán bộ coi thi không phải giải thích gì thêm.
A
B

m
α
E, r
R
3
R
2
R
1
C
K
M
SỞ GD & ĐT HÀ TĨNH
TRƯỜNG THPT CẨM BÌNH
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÝ 11
NĂM HỌC 2010-2011
BÀI 1.(4đ)
a/ Gia tốc của m: a = g.sin
α
= 9,8.sin30
0
= 4,9 m/s
2
. (2,5đ)
b/ Xét m trong HQC gắn với nêm:
N = mg.cos
α
- F
q
.sin

α
= mg.cos
α
- ma.sin
α
(0,5đ)
a là gia tốc của nêm
Xét chuyển động của nêm trong HQC O:
N’sin
α
= 2ma; mà N = N’ (0,5đ)
=> (mg.cos
α
- ma.sin
α
). sin
α
= 2ma => g. cos
α
sin
α
= (sin
2
α
+ 2).a
=>
)2(sin2
2sin.
2
+

=
α
α
g
a
Thay số được: a
≈
1,886 m/s
2
. (0,5đ)
BÀI 2. ( 2đ)
Sau mỗi lần bơm hút, thể tích khí trong bình dãn từ V đến V+V
b
.
Do T không đổi => áp dụng ĐL Bôi lơ Mariôt cho từng lần bơm
Lần bơm hút thứ 1:
b
b
VV
pV
ppVVVp
+
=⇒=+
11
)(
(1đ)
Lần bơm hút thứ 2:
2
2
212

)(
)(
b
b
VV
pV
pVpVVp
+
=⇒=+
(0,5đ)
Lần bơm hút thứ n:
n
n
b
n
n
n
b
n
b
n
n
p
p
V
V
p
pV
VV
VV

pV
p =+⇒=+⇒
+
= )1()(
)(
Thay số, lấy logarit ta được:
05,1lg
152lg
≥n
với n nguyên dương nên:
103
≥
n
(0,5đ)
BÀI 3:(2đ)
Kí hiệu dòng điện qua các điện trở R
1
và R
2
khi đóng khóa K là I
1
và I
2
, dòng điện trong mạch chính là:
I, ta có:
I = I
1
+ I
2
.

Các điện trở R
1
và R
2
mắc song song nên hiệu điện thế hai đầu của chúng như nhau:
I
1
R = I
2
2R. (0,5đ)
Xét mạch kín, chứa nguồn:
E = I.R + I
1
.R + I.3.R
Dòng điện ổn định trong mạch chính:
1
3
U
I
R
=
Từ các phương trình trên tìm được sđđ của nguồn:
E = 42V. (0,5đ)
Sau khi ngắt khóa K, đến khi mạch đã ổn định thì hđt giữa hai cực của nguồn điện cũng là hđt hai cực
của tụ, dòng điện chỉ chạy qua R
2
và R
3
. Gọi dòng điện đó là I’ thì:
'

6
E
I
R
=
(0,5đ)
N
O
F
q
a
P
N’
Hiệu điện thế ổn định trên tụ lúc này là:
'
2
5
.5 35
6
U I R E V= = =
. (0,5đ)
BÀI 4: ( 2đ)
a) Vì bỏ qua lực đẩy acsimet của không khí nên các lực tác dụng lên quả cầu là
,P F
uurur
. Để quả cầu cân bằng thì

P
ur
+

F
ur
=0
Suy ra: P= F
Mà P= mg = D.V.g=
3
4
. . .
3
D r g
π
(0,5đ)

F=
U
q
d


⇒

3
4
. . .
3
D r g
π
=
U
q

d

⇒
3
4
3
d r Dg
q
U
π
=
. Thay số ta có
11
38.10 ( )q C
−
=
(0,5đ)
Vì lực điện trường ngược chiều với cường độ điện trường nên ta có q < 0 =>
11
38.10 ( )q C
−
= −

+Nếu đột nhiên đổi dấu hiệu điện thế còn điện trường giữ nguyên thì lực điện cùng phương, cùng
chiều, cùng độ lớn với trọng lực. Vậy giọt dầu bây giờ chịu tác dụng của lực có độ lớn bằng 2P
hướng xuống nên sẽ chuyển động với gia tốc a= 2g= 20 m/s
2

+Thời gian giọt dầu xuống bản dưới là

2
3
2s 10 1
t 10 (s)
a 10
10 10
−
−
= = = =
(1đ)

_- - - - - -
+ + + +
P
F