BỘ đề THI học SINH GIỎI môn vật lý 11 các trường có đáp án
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.86 MB, 67 trang )
1
THI HC SINH GII MễN VT L NM 2014-2015
( Thi gian lm bi 150 phỳt )
Cõu 1 : (6)
1) Cho mch in nh hỡnh: E = 15V, r = 2,4 ;
ốn
1
cú ghi 6V 3W, ốn
2
cú ghi 3V 6W.
a) Tớnh R
1
v R
2
, bit rng hai ốn u sỏng bỡnh thng.
b) Tớnh cụng sut tiờu th trờn R
1
v trờn R
2
.
c) Cú cỏch mc no khỏc hai ốn v hai in tr R
1
, R
2
(vi giỏ tr
tớnh trong cõu a) cựng vi ngun ó cho hai ốn ú vn sỏng
bỡnh thng?
2) Cho 2 mch in nh hỡnh v : Ngun in
1
cú
1
= 18V, in tr trong r
1
= 1. Ngun in
2
cú
sut in ng
2
v in tr trong r
2
. Cho R = 9 ; I
1
= 2,5A ; I
2
= 0,5A. Xỏc nh sut in ng
2
v
in tr r
2
.
Cõu 2:(3)
Cho hai im A v B cựng nm trờn mt ng sc ca in trng do mt in tớch im q > 0 gõy ra. Bit
ln ca cng in trng ti A l 36V/m, ti B l 9V/m.
a) Xỏc nh cng in trng ti trung im M ca AB.
b) Nu t ti M mt in tớch im q
0
= -10
-2
C thỡ ln lc in tỏc dng lờn q
0
l bao nhiờu? Xỏc nh
phng chiu ca lc.
Cõu 3:(5) Hai qu cu kim loi nh ging nhau c treo vo mt im bi hai si dõy nh khụng dón, di
= 40 cm. Truyn cho hai qu cu in tớch bng nhau cú in tớch tng cng q = 8.10
-6
C thỡ chỳng y nhau
cỏc dõy treo hp vi nhau mt gúc 90
0
. Ly g = 10 m/s
2
.
a. Tỡm khi lng mi qu cu.
b. Truyn thờm in tớch qcho mt qu cu, thỡ thy gúc gia hai dõy treo gim i cũn 60
0
. Xỏc nh
cng in trng ti trung im ca si dõy treo qu cu c truyn thờm in tớch ny?
Cõu 4 (4). Cho một lợng khí lý tởng đơn nguyên tử thực hiện chu trình
ABCDECA biểu diễn trên đồ thị (hình 4). Cho biết P
A
=P
B
=10
5
Pa, P
C
=3.10
5
Pa,
P
E
=P
D
=4.10
5
Pa, T
A
=T
E
=300K, V
A
=20lít, V
B
=V
C
=V
D
=10lít, AB, BC, CD, DE,
EC, CA là các đoạn thẳng.
a) Tính các thông số T
B
, T
D
, V
E
.
b) Tính tổng nhiệt lợng mà khí nhận đợc trong tất cả các giai đoạn của
chu trình mà nhiệt độ của khí tăng.
Cho ni nng ca n mol khớ lý tng n nguyờn t c tớnh : U =
0
3
( )
2
nR T T
Bi 5 (2). Hãy trình bày một ý tởng đo vận tốc đầu của đầu đạn có khối lợng nhỏ khi bắn đạn ra khỏi nòng
súng bằng phơng pháp va chạm.
HT
R
1
E, r
R
2
1
2
A B
C
O
P
A
P
C
P
E
P
E
D
C
B
A
V
A
V
C
V
E
V
Hình 4
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
α
Hướng dẫn chấm
Câu 1(6 đ)
1)
a) vì hai đèn sáng bình thường nên:
U
AC
=U
1
=6V; U
CB
=U
2
=3V. Suy ra: U
AB
=9V (0,75)
Áp dụng định luật Ôm, ta có cường độ dòng điện qua nguồn:
A
r
U
I
AB
5,2
4,2
915
=
−
=
−
=
ξ
(0,75)
Do đó: + Cường độ dòng điện qua R
1
là: I
1
=I-I
đ1
=2,5-0,5=2A
Suy ra : R
1
= 3Ω ; (0,5)
+ Cường độ dòng điện qua R
2
là: I
2
=I-I
đ2
=2,5-2=0,5A
Suy ra: R
2
= 6Ω ; (0,5)
b) P
1
= 12W ; P
2
= 1,5W ; (0,5)
c) (R
1
nt Đ
2
)//(Đ
1
nt R
2
). (0,5)
2)
-Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch
+Mạch 1:
ξ
1
+
ξ
2
= I
1
(R + r
1
+ r
2
)
⇔
18 +
ξ
2
= 2,5(9 + 1 + r
2
)
⇔
ξ
2
= 2,5r
2
+ 7 (1) (0,75)
+Mạch 2:
ξ
1
–
ξ
2
= I
2
(R + r
1
+ r
2
)
⇔
18 –
ξ
2
= 0,5(9 + 1 + r
2
)
⇔
ξ
2
= -0,5r
2
+ 13 (2) (0,75)
Từ (1) và (2) ta có : 2,5r
2
+ 7 = - 0,5r
2
+ 13
⇔
r
2
= 2Ω. (0,5)
Thay vào (1) ta được :
ξ
2
= 2,5.2 + 7 = 12V. (0,5)
Câu 2(3 đ)
q A M B
E
M
a) Ta có:
q
E k 36V / m
A
2
OA
= =
(1) (0,25)
q
E k 9V / m
B
2
OB
= =
(2) (0,25)
q
E k
M
2
OM
=
(3) (0,25)
Lấy (1) chia (2)
2
OB
4 OB 2OA
OA
⇒ = ⇒ =
÷
. (0,5)
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Lấy (3) chia (1)
2
E
OA
M
E OM
A
⇒ =
÷
(0,5)
Với:
OA OB
OM 1,5OA
2
+
= =
2
E
OA 1
M
E 16V
M
E OM 2,25
A
⇒ = = ⇒ =
÷
(0,5)
b) Lực từ tác dụng lên q
o
:
F q E
M
0
=
r r
(0,25)
vì q
0
<0 nên
F
r
ngược hướng với
E
M
r
và có độ lớn:
F q E 0,16N
M
0
= =
(0,5)
Câu 3 5điểm
a
1,5đ
Ban đầu khi cân bằng mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P,
Lực điện F và lực căng của dây treo T
0=++ TFP
F = Ptanα
kq
1
2
/r
2
= mgtanα
m = kq
1
2
/r
2
gtanα = 0,045 kg = 45 g
0.25
0,25
0,5
0,5
b
2đ
1,5
Khi truyền thêm điện tích q’ hai quả cầu cùng tích điện dương.
F’ = Ptanα’
kq
1
q
2
’ /r’
2
= mgtanα’
q
2
’ = r’
2
mgtanα’/kq
1
= 1,15.10
-6
C
E
1
= kq
1
/(
2/3
)
2
= 3.10
5
V/m
E
2
= kq
2
’/(
2/
)
2
= 2,6.10
5
V/m
E =
2
2
2
1
EE +
= 3,97.10
5
V/m ≈ 4.10
5
V/m
tanα = E
1
/E
2
= 3/2,6 → α = 49
0
Hình vẽ
Nếu sau khi truyền q’ hai quả cầu cùng mang điện tích âm: q
1
’ = q
2
’
kq
1
’
2
/r’
2
= mgtanα’
q
1
’
2
= r’
2
mgtanα’/k → q
1
’ = - 2,15.10
-6
C
E
1
= kq
1
’/(
2/3
)
2
= 1,6.10
5
V/m
E
2
= kq
2
’/(
2/
)
2
= 4,8.10
5
V/m
E =
2
2
2
1
EE +
≈ 5.10
5
V/m
tanα = E
1
/E
2
= 1,6/4,8 → α ≈ 18
0
Hình vẽ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
P
T
F’
q
1
q
2
’
E
E
2
E
1
α
P
T
F’
q
1
’
q
2
’
E
E
2
E
1
α
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
4,0đ
Cõu
4
a) áp dụng phơng trình trạng thái P
A
V
A
=nRT
A
nR=20/3
T
B
=P
B
V
B
/nR=150K, T
D
=P
D
V
D
/nR=600K. V
E
=nRT
E
/P
E
=5 lít.
b) Khí nhận nhiệt trong quá trình đẳng tích BD và một giai đoạn trong quá trình biến đổi ECA:
Q
1
=Q
BD
=n.
JTTR
BD
4500)150600(
3
20
.
2
3
)(
2
3
==
P=V/5+5 (1) (V đo bằng lít, P đo bằng 10
5
Pa) T=PV/nR
)5
5
2
(
20
3
VV +=
(2) (T đo bằng
100K)
T=T
max
=468,75K, khi V
m
=12,5 lít, T tăng khi 12,5 lít V5, V
m
ứng với điểm F trên đoạn CA.
Xét nhiệt lợng nhận đợc Q trong quá trình thể tích tăng từ V đến V+V (trên đoạn EF)
2
3
. VPTRnQ +=
Từ (1), (2) ta tìm đợc: Q=(-4V/5+12,5)V. Dễ dàng nhận thấy trong
giai đoạn ECF luôn có Q>0
Trong giai đoạn này, nhiệt lợng nhận đợc là: Q
2
=U+A, với U=n.
JTTR
E
5,1687)(
2
3
max
=
A là diện tích hình thang EFV
m
V
E
=2437,5JQ
2
=1687,5+2437,5=4125J
Tổng nhiệt lợng khí nhận đợc là: Q=Q
1
+Q
2
=8625J
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Cõ
u 5
(2,0 điểm):
+ Bắn trực tiếp vào một con lắc cát đủ dày. Coi va chạm là mềm thì
mu
0
= (M + m)V
(M + m)V
2
/2 = (M + m)gl(1 - cos)
+ Ta có:
)cos1(2
0
+
= gl
m
mM
u
+Biểu thức này cho phép thực hiện
và đo đạc để tính vận tốc ban đầu u
0
của đạn.
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
2
S GD & T THANH HO
TRNG THPT LU èNH
MễN: VT Lí Khi 11
Thi gian lm bi: 90 phỳt
H v tờn hc sinh:.S bỏo danh:
Bi 1: (5 im) Cho hai im A, B cựng thuc mt ng sc ca in trng do mt
in tớch im Q t ti im O gõy ra, t trong khụng khớ. Bit cng in trng ti A
cú ln E
1
= 9.10
6
V/m, ti B l E
2
= 4.10
6
V/m. A gn B hn O. Tớnh ln cng
in trng ti im M l trung im ca AB?
Bi 2: (7 im): Cho mch nh hỡnh v: ngun cú sut in ng E = 30V, in tr
trong r = 3
; R
1
= 12
; R
2
= 36
; R
3
= 18
; in tr Ampek v dõy ni khụng ỏng k.
a/ Tỡm s ch Ampek v chiu dũng in qua nú
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
α
b/ Thay Ampekế bằng một biến trở R
4
có giá trị biến đổi từ 2
Ω
đến 8
Ω
. Tìm R
4
để dòng điện
qua R
4
đạt giá trị cực đại.
Bài 3: (4 điểm) Hai vòng dây dẫn tròn có cùng bán kính đặt đồng tâm vuông góc với
nhau, cách điện với nhau. Trong vòng dây 1 có dòng điện I đi qua. Hỏi khi tăng hoặc giảm I
thì trong vòng dây 2 có dòng điện cảm ứng không? Nếu có xác định chiều dòng điện cảm ứng.
Bài 4: (4 điểm) Một dây dẫn có chiều dài l = 2m, điện trở R = 4
Ω
được uốn thành một
hình vuông. Các nguồn điện có E
1
= 10V, E
2
= 8V, r
1
= r
2
= 0 được mắc vào các cạnh của hình
vuông như hình vẽ. Hệ thống được đặt trong một từ trường đều có phương vuông góc với mp
khung dây. B tăng theo thời gian theo quy luật B = kt, với k = 64 T/s. Tính dòng điện trong
mạch.
________HẾT________
SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LƯU ĐÌNH
MÔN: VẬT LÝ – Khối 11
Bài 1: (5 điểm)
- Cường độ điện trường tại A và B là:
E
1
= k
2
Q
OA
=> OA
2
= k
1
Q
E
=> OA =
1
Q
k
E
E
2
= k
2
Q
OB
=> OB
2
= k
2
Q
E
=> OB =
2
Q
k
E
(1đ)
- Cường độ điện trường tại M: E
M
= k
2
Q
OM
; với OM =
OA + OB
2
=> OM =
1
2
(
1
Q
k
E
+
2
Q
k
E
) (1đ)
B
A
R
1
R
2
R
3
D
F
G
E, r
E
1
E
2
B
ur
O
A
M
B
I
1
2
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
=> E
M
= k
2
Q
OM
= k
2
2
1 2 1 2
Q
1 Q Q Q
k + k + 2 k
4 E E E E
÷
÷
=
1 2 1 2
4k Q
1 1 1
k + + 2
E E E E
Q
÷
÷
=
1 2 1 2
4
1 1 1
+ + 2
E E E E
÷
÷
=
2
1 2
4
1 1
+
E E
÷
÷
=
( )
1 2
2
1 2
4E E
E + E
(2đ)
Thay số: => E
M
=
(
)
6 6
2
6 6
4.9.10 .4.10
9.10 + 4.10
= 5760000V/m (1đ)
Bài 2: (7 điểm)
a. (4 đ). Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngoài: (R
2
//R
3
) nt R
1
.
R
23
=
2 3
2 3
R R
R + R
= 12
Ω
; => R
n
= R
1
+ R
23
= 24
Ω
(1đ)
- Áp dụng định luật Ôm toàn mạch => dòng điện mạch chính:
I
c
=
n
E
R + r
=
30
24 + 3
=
10
9
A (1đ)
=> I
1
= I
c
= I
23
=> U
23
= I
23
.R
23
=
10
9
.12 =
40
3
V = U
2
= U
3
=> I
2
=
2
2
U
R
=
10
27
A; I
3
= I
c
– I
2
=
20
27
A = I
A
. (1đ)
Vậy Ampekế chỉ
20
27
A
;
0,74A và dòng điện có chiều từ D sang G (1đ)
b. (3đ). Khi thay Ampekế bằng biến trở R
4
:
Ta có: Mạch ngoài: [(R
3
nt R
4
) // R
2
] nt R
1
.
R
34
= R
3
+ R
4
= 18 + R
4
.
R
234
=
2 34
2 34
R R
R + R
=
4
4
36(18 + R )
54 + R
=> R
n
= R
1
+ R
234
= 12 +
4
4
36(18 + R )
54 + R
=
4
4
1296 +48R
54 + R
(1đ)
=> Dòng điện mạch chính: I
c
=
n
E
R + r
=
4
4
30
1296 + 48R
+ 3
54 + R
=
4
4
30(54 + R )
1458+51R
=
4
4
10(54 + R )
486+17R
(1đ)
=> HĐT U
234
= I
c
.R
234
=
4
4
10(54 + R )
486+17R
.
4
4
36(18 + R )
54 + R
=
4
4
360(18 + R )
486+17R
= U
34
= U
2
=>
I
34
= U
34
/R
34
=
4
4 4
360(18 + R )
(486+17R )(18 + R )
=
4
360
(486+17R )
= I
3
= I
4
Vậy: Để dòng điện qua R
4
đạt cực đại thì (486 + 17R
4
) phải đạt cực tiểu => R
4
= 2
Ω
(1đ)
B
R
1
R
2
R
3
D
F
G
E, r
B
A
R
1
R
2
R
3
D
F
G
E, r
B
R
1
R
2
R
3
D
F
G
E, r
R
4
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Bài 3: (4 điểm). Từ trường của dòng điện I trong vòng dây tròn 1 có phương vuông góc với
mặt phẳng vòng dây 1, nghĩa là song song với mặt phẳng vòng dây 2. (1,5đ)
Do vậy khi cho I biến thiên thì từ trường do I gây ra biến thiên, nhưng các đường cảm ứng
song song với mp vòng dây 2 nên từ thông qua vòng 2 bằng không (
0
α = (B;n) = 90
ur r
=> cos
α
=
0; =>
Φ = B.S.cosα = 0
) (1,5đ)
Do đó không có dòng điện cảm ứng xuất hiện trong vòng 2 (1đ)
Bài 4: (4 điểm).
Khi từ trường biến đổi qua mạch trong mạch sinh ra suất điện động cảm ứng E
C
- Ta có: E
c
=
ΔΦ
Δt
=
Δ(B.S)
Δt
= S.
Δ(B)
Δt
= S.
Δ(kt)
Δt
= S.k.
Δt
Δt
= S.k =
2
l
4
÷
.k = 16V (2đ)
- Theo định luật Lenxơ chiều của suất điện động cảm ứng E
c
như hình vẽ: (1đ)
- Dòng điện trong mạch: I =
c 2 1
E + E - E
R
= 3,5A (1đ)
Hết.
ĐỀ 3
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
MÔN: VẬT LÝ 11
Thời gian 180’
Câu 1 (2,25đ)
Một cái nêm có khối lượng M có thể trượt không ma sát trên mặt
phẳng nằm ngang (như hình vẽ). Từ đỉnh nêm người ta thả một
vật có khối lượng m (không vận tốc ban đầu). Xác định vận tốc
theo phương ngang của nêm tại thời điểm khi m trượt đến chân
nêm? Xác định góc hợp bởi giữa véc tơ vận tốc của vật m với
phương ngang? Cho góc của nêm là α, độ cao của nêm là h, bỏ
qua ma sát giữa vật m và nêm. Nhận xét kết quả khi m rất nhỏ so
với M và khi m rất lớn so với M?
Câu 2 (1,5đ)
Một bọt không khí lọt vào áp kế thuỷ ngân, do đó ở điều kiện tiêu chuẩn áp kế chỉ 740mmHg,
lúc này khoảng cách từ mức thuỷ ngân trong ống đến đầu hàn kín là 10cm. Áp suất thực của
khí quyển là bao nhiêu nếu ở nhiệt độ 20
o
C áp kế chỉ 730mmHg. Bỏ qua sự giãn nở vì nhiệt
của thuỷ ngân và áp kế?
Câu 3 (2,25đ)
Ba quả cầu kim loại có cùng khối lượng m=0,1g và mang điện tích q=10
-7
C, lúc đầu chúng
được giữ cố định tại 3 đỉnh của tam giác đều cạnh a=1,5cm. Cùng lúc buông 3 quả cầu ra (bỏ
qua trọng lực), hãy tính:
a/ Vận tốc các quả cầu khi chúng cách nhau một khoảng r=4,5cm?
b/ Công của lực điện trường làm mỗi quả cầu dịch chuyển ra rất xa 2 quả cầu kia?
Câu 4 (2đ)
E
1
E
2
B
ur
c
B
ur
E
c
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Cho mạch điện như hình vẽ, đèn Đ có chỉ số 3V-3W.
R=2Ω; C
1
=0,3µF; C
2
=0,2µF; điện trở của vôn kế rất lớn, điện
trở của dây nối và khoá K không đáng kể. Số chỉ của vôn kế
khi K mở và khi K đóng là 7,5V và 5V.
a/ Tìm suất điện động và điện trở trong của nguồn?
b/ Đèn Đ có sáng bình thường không, tại sao?
c/ Tính số điện tích dịch chuyển qua khoá K ngay sau khi
đóng?
Bài 5 (2đ)
Một vật nhỏ khối lượng m và điện tích +q được buông ra
không vận tốc ban đầu từ một bản của tụ điện phẳng, khoảng
cách giữa 2 bản tụ là d. Người ta đặt hiệu điện thế U giữa 2
bản tụ và một từ trường B có hướng như hình vẽ.
a/ Chứng tỏ rằng nếu U<qB
2
d
2
/2m thì không có dòng điện
trong mạch?
b/ Điện tích sượt qua bản tự ở trên rồi sẽ va vào bản dưới tại ví
trí cách điểm xuất phát là bao nhiêu?
-Hết-
ĐÁP ÁN CHẤM
Câu Nội dung Điểm Ghi chú
1 Gọi v
x
, v
y
là vận tốc của vật theo phương nằm
ngang và thẳng đứng so với mặt đất ta có:
MV- mv
x
=0 (1)
mgh=m(v
x
2
+v
y
2
)/2+MV
2
/2 (2)
Gọi u
x
, u
y
là vận tốc của vật theo 2 phương so
với nêm, ta có:
u
x
=v
x
+V
u
y
=v
y
Trong đó
⇒=
α
tg
u
u
x
y
α
tg
Vv
v
x
y
=
+
)(
(3)
0,75
Từ (1), (2), (3) ta được
V
2
=
m
M
tg
m
M
m
M
gh
+++
α
222
)1()(
2
0,5
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Tg
x
y
v
v
=
β
=(1+
α
tg
M
m
)
0,5
Khi m<<M: V=0;
β
=
α
Khi m>>M: V
2
=2gh;
β
=
2/
π
0,5
2
Lập được các phương trình:
- Trạng thái 1:
P
k1
V
1
=(P
1
-P
1
’)V
1
=
µ
m
RT
1
(1)
Trong đó P
1
là áp suất thực của không khí bên
ngoài, P
1
’ là áp suất mà phong vũ biểu chỉ ở
trạng thái 1.
Trong đó P
1
’=P
1
-P
k1
; P
k1
là áp suất lượng khí
trong ống.
0,5
- Trạng thái 2:
P
k2
V
2
=(P
2
-P
2
’)V
2
=
µ
m
RT
2
(2)
V
1
=V
2
(3)
0,5
Từ (1), (2), (3)
⇒
P
2
=749mmHg 0,5
3
Năng lượng của quả cầu ban đầu: E
1
=2qV
0
=2kq
2
/a
Khi các quả cầu cách nhau khoảng r thì năng lượng
của chúng là E
2
=mV
2
/2+2kq
2
/r
1
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta được
V=
mra
ark
q
)(
2
−
=8,94m/s
0,5
Khi các quả cầu rất xa nhau thì công của điện
trường là:
A=3q(V
0
-V
∞
)=6kq
2
/a=3,6.10
-2
J
0,75
4
E=7,5V; r=2,5
Ω
0,5
I
1
=I=1A, đèn sáng bình thường 0,5
q
1
=0; q
2
=1,5.10
-6
C; q
1
’=1,5.10
-6
C; q
2
’=0,4.10
-6
C 0,5
Số e dịch chuyển qua k ngay sau khi đóng:
n=25.10
11
e
0,5
5
Áp dụng định lý động năng ta có qER=mv
2
/2 (1)
Trong đó E=U/d
Do tác dụng của từ trường làm cho điện tích
chuyển động tròn với bán kính R và qvB=mv
2
/R
(2)
0,5
Từ (1) và (2) ta có R=
dqB
mU
2
2
.
0,5
Để không có dòng điện R
d
≤
⇒
U<qB
2
d
2
/2m 0,5
Điện tích rơi xuống bản dưới cách vị trí ban đầu
1 đoạn S=2d
0,5
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
ĐỀ 4
Môn: VẬT LÍ, khối 11
(Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian phát
đề)
Câu 1(3 điểm): Một ống thuỷ tinh nhỏ, tiết diện đều, một đầu kín, một đầu hở, chứa một khối
khí lí tưởng được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng cột thuỷ ngân có chiều cao h =
119mm. Khi ống thẳng đứng miệng ống ở dưới, cột không khí có chiều dài l
1
= 163mm. Khi
ống thẳng đứng miệng ống ở trên, cột không khí có chiều dài
l
2
= 118mm. Coi nhiệt độ khí không đổi. Tính áp suất p
o
của
khí quyển và độ dài l
o
của cột không khí trong ống khi ống
nằm ngang.
Câu 2 (5 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ (hình 1). Biết E
1
= 6V, r
1
= 1Ω, r
2
= 3 Ω, R
1
= R
2
= R
3
= 6 Ω. Vôn kế lí
tưởng.
a) Vôn kế chỉ 3V. Tính suất điện động E
2
.
b) Nếu nguồn E
2
có cực dương nối với B, cực âm nối với D thì vôn kế chỉ bao nhiêu?
Câu 3 (4 điểm): Một tụ điện phẳng có hai bản cực hình vuông cạnh a = 30 cm, đặt cách
nhau một khoảng d = 4 mm nhúng chìm hoàn toàn
trong một thùng dầu có hằng số điện môi
4,2
=
ε
như hình vẽ (hình 2).
Hai bản cực được nối với hai cực của một nguồn điện có suất điện
động
E = 24 V, điện trở trong không đáng kể.
a) Tính điện tích của tụ.
b) Bằng một vòi ở đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ra
ngoài
và dầu trong thùng hạ thấp dần đều với vận tốc v = 5mm/s. Tính
cường độ
dòng điện chạy trong mạch trong quá trình dầu hạ thấp.
c) Nếu ta bỏ nguồn điện trước khi tháo dầu thì điện tích và hiệu điện thế
của tụ thay đổi thế nào?
Câu 4 (5 điểm): Cho quang hệ đồng trục như
hình vẽ (hình 3). Biết f
1
= 24 cm; f
2
= - 12
cm; l = O
1
O
2
= 48 cm.
a) Cho OA = 42 cm, hãy xác định vị trí, tính
chất, số phóng đại ảnh của vật cho bởi quang hệ.
b) Xác định vị trí vật để ảnh cho bởi quang hệ
là thật.
c) Xác định khoảng cách l để độ lớn của ảnh
cuối cùng qua hệ không phụ thuộc vào vị trí của
vật AB.
Hình 1
A B
C
R
1
R
2
R
3
D
E
1
,r
1
E
2
,r
2
V
Hình
2
Hình 3
O
1
O
2
A
B
R N
M
v
α
B
Hình
4
E
Đề chính
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Câu 5 (3 điểm): Trên một mặt phẳng nghiêng góc α = 45
0
với mặt phẳng ngang có hai dây dẫn
thẳng song song, điện trở không đáng kể nằm dọc theo đường dốc chính của mặt phẳng
nghiêng ấy như vẽ (hình 4). Đầu trên của hai dây dẫn ấy nối với điện trở R = 0,1Ω. Một thanh
kim loại MN = l = 10 cm điện trở r = 0,1 Ω khối lượng m = 20g đặt vuông góc với hai dây
dẫn nói trên, trượt không ma sát trên hai dây dẫn ấy. Mạch điện đặt trong một từ trường đều,
cảm ứng từ
B
r
có độ lớn B = 1T có hướng thẳng đứng từ dưới lên trên. Lấy g = 10m/s
2
.
a) Thanh kim loại trượt xuống dốc. Xác định chiều dòng điện cảm ứng chạy qua R
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh kim loại chuyển động nhanh dần đến một lúc chuyển
động với vận tốc không đổi. Tính giá trị của vận tốc không đổi ấy. Khi đó cường độ dòng điện
qua R là bao nhiêu?
Hết
HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC
(Hướng dẫn và biểu điểm chấm thi này gồm 03 trang)
Câu Nội dung Điểm
1
(3đ)
Khi miệng ống ở dưới, không khí trong ống có thể tích V
1
=Sl
1
, áp suất
p
1
=(p
o
-h) mmHg.
0,5
Khi miệng ống ở trên, không khí trong ống có thể tích V
2
=Sl
2
, áp suất
p
2
=(p
o
+h) mmHg.
0,5
Quá trình đẳng nhiệt: p
1
V
1
=p
2
V
2
1 2
( ) ( ) 743
o o o
Sl p h Sl p h p mmHg
↔ − = + → =
1,0
Khi ống nằm ngang, không khí trong ống có thể tích V
o
= Sl
o
, áp suất p
o
. 0,5
Quá trình đẳng nhiệt: p
1
V
1
= p
o
V
o
⇒
1
( ) 137
o o o o
Sl p Sl p h l mm= − → =
0,5
2
(5đ)
0,5
Điện trở mạch ngoài là:
Ω=
++
+
= 4
)(
312
312
RRR
RRR
R
0,5
I đến A rẽ thành hai nhánh:
1 2
1
2 1 3
1
2 3
I R I
I
I R R
= = → =
+
0,5
U
CD
= U
CA
+ U
AD
= - R
1
I
1
+ E
1
– r
1
I = 6 - 3I
0,5
VU
CD
3=
→ 6 - 3I =
3±
→ I = 1A, I = 3A 1,0
* Với I = 1A → E
1
+ E
2
= ( R + r
1
+r
2
)I = 8 → E
2
= 2V
0,5
* Với I = 3A→ E
1
+ E
2
= 8 .3 = 24 → E
2
= 18V
0,5
Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối.
A B
C
R
1
R
2
R
3
V
D
E
1
,r
1
E
2
,r
2
I
2
I
1
I
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Với E
2
= 2V < E
1
: E
1
phát, E
2
thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E
1
2
1 2
0,5I A
R r r
−
= =
+ +
1
E E
→ U
CD
= U
CA
+ U
AD
= 6 - 3I = 4,5V
0,5
Với E
2
= 18V > E
1
: E
2
là nguồn, E
1
là máy thu
2
1 2
1,5I A
R r r
−
= =
+ +
1
E E
⇒ U
CD
= U
CA
+ U
AD
= R
1
I
1
+ E
1
+ r
1
I = 6 + 3I = 10,5V
0,5
3
(4đ)
Điện dung của tụ điện:
F
dK
S
C
10
10.8,4
4
−
==
π
ε
0,5
Điện tích của tụ điện: Q = C.U = C.E = 115.10
-10
C
0,5
Gọi x là độ cao của bản tụ ló ra khỏi dầu : x = vt, khi dầu tụt xuống tụ trở
thành 2 tụ mắc song song.
0,25
Tụ C
1
có điện môi không khí:
d
vta
d
ax
C
.
00
1
εε
==
0,25
Tụ C
2
có điện môi là dầu:
d
vtaa
d
xaa
C
)()(
00
2
−
=
−
=
εεεε
0,25
Điện dung của tụ trong khi tháo dầu:
1 2
( 1)
1
vt
C C C C
a
ε
ε
−
= + = −
0,25
Điện tích của tụ trong khi tháo dầu:
, ,
( 1)
1
vt
Q C Q
a
ε
ε
−
= = −
E
0,5
Dòng điện:
A
a
v
Q
t
t
Q
I
10
,
10.12,1
)1(
−
=
−
=
−
=
∆
∆
=
ε
ε
0,5
Nếu bỏ nguồn: Q không thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi.
0,25
U
a
vt
U
C
Q
U
>
−
−
==
ε
ε
)1(
1
,
,
0,25
Khi tháo hết dầu thì : vt = a,
UU
ε
=
,
0,5
4
(5đ)
Sơ đồ tạo ảnh:
1 2
' '
1 1 2 2
1 1 2 2
; ;
O O
d d d d
AB A B A B→ →
0,25
Ta có:
'
1 1
1
1 1
d f
d
d f
=
−
= 56cm 0,25
d
2
= l – d’
1
= -8 cm; 0,25
'
2 2
2
2 2
d f
d
d f
=
−
= 24 cm 0,25
Số phóng đại: k =
' '
1 2
1 2
( )( )
d d
d d
− −
= - 4 0,5
Vậy ảnh cuối cùng qua hệ là ảnh thật cách thấu kính O
2
một đoạn 24 cm,
ngược chiều với vật và lớn gấp 4 lần vật
0,5
'
1 1
1
1 1
d f
d
d f
=
−
=
1
1
24
24
d
d
−
0,5
⇒ d
2
= l – d
1
’ =
1
1
24( 48)
24
d
d
−
−
⇒
'
2 2
2
2 2
d f
d
d f
=
−
=
1
1
8(48 )
40
d
d
−
−
0,5
Để ảnh cuối cùng là ảnh thật thì d’
2
> 0
⇒
40cm < d
1
< 48 cm 0,5
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
Ta có
1 2 1 2
1 2
/
1 1 2 2 1 1 2 1
. . .
( )
f f f f
k k k
f d f d f d f l d
= = =
− − − − −
→
1 2 1 2
1 1
1 1 2 1 2 1
1 1 2
1 1
( )
( )( )
f f f f
k
d f
d l f f f f lf
f d f l
d f
= =
− − + −
− − +
−
0,5
Để ảnh có chiều cao không phụ thuộc vào vị trí của vật thì: l - f
1
- f
2
= 0 với
mọi d
1
0,5
Suy ra: l = f
1
+ f
2
= 24 + (-12) = 12cm 0,5
Lưu ý: HS có thể nhận xét khi đầu A trượt trên tia tới song song với trục
chính thì đầu A
2
của ảnh tạo bởi hệ cũng trượt trên tia ló song song với trục
chính. Khi đó coi d
1
=
∞
, d
2
/
=
∞
.
suy ra F
1
/
≡
F
2
→ l = f
1
+ f
2
= 10cm
5
(3đ)
Khi thanh MN trượt xuống dốc, trong thanh MN xuất hiện suất điện động cảm
ứng có chiều N đến M (Quy tắc bàn tay trái). Vậy dòng điện chạy qua R theo
chiều từ M đến N
0,5
Thanh MN trượt xuống dốc do tác dụng của
1
P
r
(nằm theo đường dốc chính)
của trọng lực
P
r
: P
1
= P.sinα
= mg.sinα
0,25
Kí hiệu v là vận tốc chuyển động của thanh MN. Độ lớn của suất điện động
cảm ứng:
E
C
= B.l.v.sin(
,B v
r
r
) = B.l.v.sin (90
0
+ α) = B.l.v.cos α
0,25
Trong thanh MN xuất hiện dòng điện cảm ứng có cường độ I :
cos
C
Blv
I
R r R r
α
= =
+ +
E
Và có chiều chạy qua thanh MN theo chiều từ N đến M ( theo quy tắc bàn tay
phải)
0,25
Trong thanh MN có dòng điện I được đặt trong từ trường
B
r
phải chịu tác
dụng của lực từ
F
r
, lực từ
F
r
có phương vuông góc với
B
r
và với MN, có chiều
theo quy tắc bàn tay trái, có độ lớn : F = B.I.l.sin90
0
=B.I.l =
2 2
cos cosBlv B l v
B l
R r R r
α α
=
+ +
0,25
Thành phần
1
F
r
của lực từ
F
r
(nằm dọc theo dốc chính) có cường độ:
2 2 2
1
cos
. os
B l v
F F c
R r
α
α
= =
+
0,25
Ta thấy
1
F
r
ngược chiều với
1
P
r
. Như vậy thanh MN chịu tác dụng của hai lực
cùng phương, ngược chiều :
1
P
r
kéo xuống
1
F
r
kéo lên.
0,25
Lúc đầu, vận tốc v của thanh còn nhỏ F
1
< P
1
hay P
1
- F
1
>0.Lực tổng hợp
1
F
r
+
1
P
r
gây ra gia tốc cho thanh MN chuyển động nhanh dần, do đó v tăng dần và
kết quả là F
1
tăng dần trong khi P
1
là không đổi. Đến một giá trị v
max
của vận
tốc sao cho F
1
= P
1
thì thanh MN sẽ chuyển động với v
max
không đổi.
0,5
Khi đó :
2 2 2
ax
ax
2 2 2
cos
( ) sin
sin
cos
m
m
B l v
R r mg
mg v
R r
B l
α
α
α
α
+
= ⇒ =
+
= 4
2
m/s
5,66 /m s≈
0,25
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
Khi ú cng dũng in qua R l :
cos
C
Blv
I
R r R r
= =
+ +
E
= 2A
0,25
Lu ý: HS cú th nhn xột vỡ lỳc ny F
1
= P
1
nờn Khi ú cng dũng in
qua R l :
1
cos
FF
I
Bl Bl
= =
1
tan tan 2
cos
P P mg
A
Bl Bl Bl
= = = =
Lu ý: Thớ sinh gii cỏch khỏc ỏp ỏn m ỳng thỡ vn cho im ti a bi ú.
(Đề thi gồm có 02 trang)
Đề 5
Môn: Vật lí
Khối: 11
Thời gian làm bài 150 phút ( không kể thời gian giao đề)
Câu 1 : (2 điểm)
Một quả cầu nhỏ mang điện tích Q=10
-6
C đặt trong không khí.
a. Tính cờng độ điện trờng tại điểm M cách quả cầu một khoảng R=10cm.
b. Đặt điện tích q=-2.10
-7
C tại M, xác định lực điện trờng do quả cầu mang điện tích Q tác
dụng lên q. Từ đó suy ra lực điện trờng tác dụng lên điện tích Q.
c. Nếu đem cả hệ thống trên đặt vào trong dầu hoả có hằng số điện môi bằng 2 thì lực tơng
tác giữa chúng bằng bao nhiêu?
Câu 2 : (2 điểm)
Cho 2 quả cầu nhỏ giống nhau có cùng điện tích q. Hai vật đợc treo cạnh nhau bằng 2
sợi dây mảnh không dãn, dài nh nhau trong không khí. Khi cân bằng mỗi sợi dây lệch khỏi ph-
ơng thẳng đứng 1 góc . Nhúng 2 quả cầu vào trong dầu có hằng số điện môi bằng 2, góc lệch
của mỗi dây treo vẫn là . Tìm khối lợng riêng của mỗi quả cầu, biết khối lợng riêng của dầu
là
3/10.8,0
3
mkg
Câu 3: (2 điểm)
Một động cơ nhỏ có điện trở trong r
đ
= 2, khi hoạt động bình thờng cần một hiệu điện
thế U = 9V và một dòng điện có cờng độ I = 0,75A.
a, Tính công suất tiêu thụ của động cơ và hiệu suất của động cơ?
b, Để cung cấp cho động cơ đó ngời ta dùng 18 acquy, mỗi cái có suất điện động
= 2V, điện trở trong r = 2. Hỏi có mấy cách mắc để động cơ hoạt động bình thờng? Cách
mắc nào có lợi hơn?
Câu 4 : (2 điểm)
Cho mạch điện nh hình vẽ. Nguồn điện có thể thay
đổi đợc.Biết
Và hai đèn có R
đ
bằng nhau,
Khi dùng nguồn có
== 2,30
11
rV
==
6
21
RR
R
1
R
2
r,
Đ1
Đ2
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
hoặc
== 4,36
22
rV
thì công suất mạch ngoài
vẫn bằng 72W và 2 đèn sáng bình thờng.
a) Tính công suất và hiệu điện thế định mức mỗi đèn. Dùng nguồn nào lợi hơn
b) Bỏ nguồn
21
,
đi mắc vào
3
sao cho hiệu suất bằng 50% và 2 bóng đèn sáng bình thờng.
Tính
3 3
,r
Câu 5 : (2 điểm)
Trong một ống chân không có 2 điện cực anốt và catốt cách nhau d = 10 cm tạo ra một
điện trờng đều có cờng độ E = 10
4
V/m, elêctron rời catốt không vận tốc ban đầu.
a, Tính gia tốc chuyển động của e trong điện trờng ?
b, Khi đến anốt, tất cả động năng của e biến thành nhiệt.
+Tính nhiệt lợng anốt nhận đợc trong 1 giây, biết rằng trong 1 phút số e đến anốt là
N = 6.10
18
elêctron?
+ Tính vận tốc của mỗi e khi tới anốt?
Cho biết : - e = -1,6.10
-19
C; m
e
= 9,1.10
-31
kg.
Hết
(Thí sinh không đợc sử dụng tài liệu trong quá trình làm b
Đáp án
Đ Môn : Vật lý. Khối 11.
Ngời tổ hợp : Nguyễn Thị Lan Hơng
Câu Nội dung Điểm
1
- Biểu thức E =
2
KQ
r
0,25
-Thay số : E =
9 6
2
9.10 .10
0,1
= 9.10
5
V/m
0,25
-Biểu thức F
12
= q
1
.E, vẽ lực F
12
tác dụng lên q hớng lại gần Q 0,25
- Thay số: F
12
=18.10
-2
N 0,25
- Vẽ đợc lực F
21
tác dụng lên Q hớng lai gần q 0,25
- F
21
=F
12
=18.10
-2
N 0,25
- Biểu thức F =
12
F
0,25
- Thay số : F = 9.10
-2
N 0,25
2
-Trong không khí, mỗi vật chịu tác dụng của 3 lực:
TFP
d
,,
0,25
-Trong không khí khi cân bằng
P
F
tg
d
=
(1)
0,25
- Khi đặt trong dầu, vật chịu thêm tác dụng của lực đẩy Acsimet F
A
0,25
-Khi đặt trong dầu, khi cân bằng
)2(
)(2
'
A
d
A
d
FP
F
FP
F
Tg
=
=
0,25
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
Từ (1) và (2) suy ra P =2 (P - F
A
) <= > P =2 F
A
0,25
-P = m
1
g = D
1
.V.g 0,25
-F
A
= m
2
g = D
2
.V.g 0,25
-Vởy D
1
= 2D
2
= 1,6.10
3
kg 0,25
3
- Công suất toàn phần của động cơ : P = UI = 6,75W.
0,25
- Công suất tiêu hao thành nhiệt : P
= r
đ
.I
2
= 1,125W.
0,25
- Hiệu suất của động cơ : H =
P
PP
'
0,25
-Thay số: H =83,3% 0,25
- Giả sử mắc bộ nguồn thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn nối tiếp.
m.n = 18; (1)
Khi đó :
b
= n; r
b
=
m
nr
(2).
0,25
- áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch : U =
b
I.r
b
(3)
Với U = 9V, I = 0,75A, = 2V, r = 2 (4)
Từ (1),(2),(3),(4) suy ra : m
1
= 1; n
1
= 18
m
2
= 3; n
2
=6
0,25
-Vậy có 2 cách mắc:
Cách 1 : Mắc 18 nguồn thành 1 dãy nối tiếp với hiệu suất H
1
= 25%
Cách 2 : Mắc thành 3 dãy song song, mỗi dãy gồm 6 nguồn nối tiếp với
hiệu suất H
2
= 75%.
0,25
- Kết luận : Mắc cách 2 có lợi hơn 0,25
4
- Từ bảo toàn năng lợng ->
0
2
22
=+
+=
PIrI
RIRII
N
0,2
- Khi dùng nguồn
1
:
5,06
83
072302
22
11
2
==>=
==>=
=+
N
N
RAI
RAI
II
0,2
- Khi dùng nguồn
2
:
==>=
==>=
=+
26
83
072364
44
23
2
N
N
RAI
RAI
II
0,2
- Vậy
AIR
N
3,8 ==
0,2
-
==>
+++
++
= 12
)(
21
21
d
dd
dd
N
R
RRRR
RRRR
R
0,2
-
VIRUU
NdAB
24
1
===
0,2
-
WRIP
VRIU
A
RRR
U
I
W
R
U
P
ddd
ddd
d
AB
d
d
d
d
12
12
1
48
2
2
222
21
2
2
1
1
==
==
=
++
=
==
0,2
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
-Khi dùng nguồn
1
thì
%80
1
=
+
=
rR
R
H
Khi dùng nguồn
2
thì
%67
1
=H
Vậy dùng nguồn 1 lợi hơn.
0,2
-
===
+
= 8%50
3
3
3
Rr
rR
R
H
0,2
-
VrRIAIII
dd
48)(3
3321
=+==+=
0,2
5
- Chọn hệ trục toạ độ
0,25
- Ap dụng định luật II Newton :
d
F
= m.
a
.
0,25
- Chiếu : F
đ
= ma
e
E = ma
0,25
-
a =
m
Ee
= 1,76.10
15
m/s
2
0,25
- Số e đến đập vào anốt trong 1 giây là : n =
60
N
= 10
17
(e)
0,25
- Năng lợng 1 e mang đến anốt là : W = W
d
=
e
Ed = 1,6.10
-16
J
0,25
- Nhiệt lợng anốt nhận đợc trong 1 giây là : Q = n.W = 16 J
0,25
- Vận tốc của e khi tơi anốt : v
e
=
e
d
m
W2
= 1,875.10
7
m/s.
0,25
- Hết
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
Câu Nội dung Điểm
1 a,Giải thích hiện tợng:
- Khi chạm nhẹ tay vào 1 quả cầu làm nó mất điện tích, hai quả cầu trở
về vị trí sao cho dây treo thẳng đứng, nó tiếp xúc nhau và truyền điện
tích cho nhau
- Khi đó, 2 quả cầu mang điện cùng dấu nên chúng lại đẩy nhau.
- Điện tích mỗi quả cầu sau khi chạm nhau : q
1
=q
2
=
2
q
.
b, Khi cha chạm tay vào quả cầu: tan =
P
F
1
=
mgr
kq
2
1
2
Khi chạm tay vào quả cầu: tan =
P
F
2
=
mgr
kq
2
2
2'
=
mgr
kq
2
2
2
4
Lại có : tan =
l
r
1
và tan =
l
r
2
Suy ra :
3
2
3
1
r
r
= 4
Vậy r
2
= 3,15cm.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2
a, - Chọn hệ trục toạ độ xOy .
- Theo Ox : x = v
0
t
t =
0
v
x
(1)
- Theo Oy : y =
2
1
at
2
(2) .
Với a =
md
eU
(3)
v
2
0
=
m
eU
0
2
(4)
Từ (1),(2),(3),(4) ta có phơng trình quỹ đạo:
y =
2
1
0
2
dU
Ux
(5).
b, Để e không bay ra ngoài các bản tụ thì y
2
d
(6)
Từ (5) và (6) suy ra : U
2
0
2
2
x
Ud
Thay số : U
2
24
10
10.10.2
Vậy U
2V
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
3
A, - Công suất toàn phần của động cơ : P = UI = 6,75W.
- Công suất tiêu hao thành nhiệt : P
= r
đ
.I
2
= 1,125W.
- Hiệu suất của động cơ : H =
P
PP
'
= 83,3%
B, Giả sử mắc bộ nguồn thành m dãy, mỗi dãy có n nguồn nối tiếp.
m.n = 18; (1)
Khi đó :
b
= n; r
b
=
m
nr
(2).
áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch : U =
b
I.r
b
(3)
Với U = 9V, I = 0,75A, = 2V, r = 2 (4)
Từ (1),(2),(3),(4) suy ra : m
1
= 1; n
1
= 18
m
2
= 3; n
2
=6
Vậy có 2 cách mắc:
Cách 1 : Mắc 18 nguồn thành 1 dãy nối tiếp với hiệu suất H
1
= 25%
Cách 2 : Mắc thành 3 dãy song song, mỗi dãy gồm 6 nguồn nối tiếp với
hiệu suất H
2
= 75%
Kết luận : Mắc cách 2 có lợi hơn
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
4
-Cờng độ dòng điện trong mạch là : I =
rRRR +++
321
= 1A
a,Khi K mở :
- Sơ đồ mạch ngoài [(C
1
nt C
2
) // R
1
] nt R
2
nt R
3
- Điện dung tơng đơng của 2 tụ : C =
21
21
CC
CC
+
= 0,1àF.
- Hiệu điện thế giữa 2 đầu bộ tụ là : U
AN
= U
1
= I.R
1
= 3V
- Điện tích của mỗi tụ : q
1
= q
2
= C.U
AN
= 0,3.10
-6
C
b, Khi K đóng :
- Sơ đồ mạch ngoài : {[R
1
nt (C
2
// R
2
)] // C
1
} nt R
3
- Điện tích của tụ C
1
là : q
1
= C
1
.U
AB
= C
1
.I.(R
1
+R
2
) = 10
-6
C.
- Điện tích của tụ C
2
là : q
2
= C
2
.U
NB
= C
1
.I.R
2
= 0,4.10
-6
C
- Khi K mở, tổng điện tích trên các bản tụ nối với M là :
Q = (-q
1
) + q
2
= 0
- Khi K đóng, tổng điện tích trên các bản tụ nối với M là :
Q
= (-q
1
) + (-q
2
) = -1,4.10
-6
C
- Lợng điện tích di chuyển qua K ngay sau khi K đóng :
Q = Q
- Q = -1,4.10
-6
C.
- Số e đã chuyển qua K từ M đến B ngay sau khi K đóng Là :
N =
e
Q
= 8,75.10
12
(e).
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
5
a,Chọn hệ trục toạ độ
- áp dụng định luật II Newton :
d
F
= m.
a
.
- Chiếu : F
đ
= ma
e
E = ma
a =
m
Ee
= 1,76.10
15
m/s
2
b, - Số e đến đập vào anốt trong 1 giây là : n =
60
N
= 10
17
(e)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
- Năng lợng 1 e mang đến anốt là : W = W
d
=
e
Ed = 1,6.10
-16
J
- Nhiệt lợng anốt nhận đợc trong 1 giây là : Q = n.W = 16 J
- Vận tốc của e khi tơi anốt : v
e
=
e
d
m
W2
= 1,875.10
7
m/s.
0,25
0,25
- Hết -
( Đáp án có 3 trang)
đề 6
môn vật lý 11
Thời gian làm bai 150 phút.
Câu 1 (6đ): Hòn bi nhỏ có khối lợng m = 50g lăn không
vận tốc ban đầu từ điểm A có độ cao h = 1m
Theo một rãnh trơn ABCDE nh hình vẽ 1, phần BCDE
có dạng là một đờng tròn bán kính R = 30cm.
Bỏ qua ma sát.
a) Tính thế năng của hòn bi tại M với góc MOD = 60
0
(chọn gốc thế năng là mặt phẳng nằm ngang đi qua B)
b) Tính vận tốc hòn bi và lực nén của hòn bi lên đờng H.1
rãnh tại vị trí M.
c) Tính giá tri nhỏ nhất của h để hòn bi vợt qua D, lấy g = 10m/s
2
.
Câu 2 (3đ): Cho hệ nh hình vẽ 2: xe có khối lợng m
1
= 14kg,
vật có khối lợng m
2
= 1kg luôn luôn tiếp xúc với xe trong suốt
quá trình chuyển động. Bỏ qua khối lợng các ròng rọc và dây nối
Coi dây không giản, xe chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn,
hệ số ma sát giữa vật và xe là k = o,5 H.2
Tìm gia tốc của hai vật.
Câu 3 (6đ): Điện tích dơng q
0
đợc phân bố đều trên dây dẫn
mãnh hình tròn, bán kính R.
Một điện tích điểm âm - q đặt tại M trên trục x
x của đờng tròn
và cách tâm O của đờng tròn một khoảng OM = x .
a) Xác định lực điện tác dụng lên điện tích - q đặt tại M.
b) Tìm x để lực điện (câu a) đạt cực đại. Tính cực đại đó. H.3
Câu 4 (5đ):
Cho mạch điện nh hình vẽ 4, biết r = 6 , C
1
= 7àF, C
2
= 3àF
bỏ qua điện trở dây nối và điện kế G, R
MN
= R
1
,
vật dẫn MN có chiều dài MN = 30cm.
a) Khóa K đóng và nối (1) với (3).Tìm R
2
để công suất tỏa nhiệt
trên R
2
đạt cực đại. Cho E = 12V.
b) Nếu K mở, nối chốt (1) với chốt (3), rồi tháo ra sau đó
nối chốt (2) với (3) và đóng K thì thấy nhiệt lợng tỏa ra trên R
1
bằng 1/4 nhiệt lợng tỏa ra trên r.
Nếu nối chốt (1) với chốt (2) và chốt (2) với (3) thì dù đóng hay mở
khóa K thì công suất mạch ngoài vẫn không đổi.
Ngoài ra nếu K mở và con chạy C dịch chuyển từ M N với vận tốc
v = 3cm/s thì dòng qua G là 12àA. Hãy tìm E, R
1
,R
2
.
Hết.
m
1
m
2
m
h
B
C
D
E
M
O
O
M
x
x
.
.
G
E,r
R
2
K
M
C
1
C
2
N
1
2
3
.
.
.
H.4
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
ĐáP áN Đề THI
Câu 1
(6đ)
Nội dung
Điểm
a.
b
c
Chọn gốc thế năng là mặt phẳng ngang đI qua B.
Ta có: - Thế năng tại M: W
t
= mgh
M
= O,225 (J).
áP dụng đlbt cơ năng tại A và M ta có:
Vận tốc tại M là: V = 2g(h R(1 + cos))
1/2
= 3,32 m/s
áp lực tại M là: Q= N = mg(2h/R - 2 - 3cos) = 1,58 N .
Đk h để vật vợt qua D là: h 5 R/2 Suy ra h 0,75m
2đ
2đ
1đ
1đ
Câu 2
( 3 đ)
gọi a
1
là gia tốc vật m
1
theo phơng ngang.
a
2
là gia tốc vật m
2
có 2 thành phần: a
2x
= a
1
theo phơng ngang
a
2y
= 2a
1
(vì vật m
1
đI đợc đoạn đờng s thì vật m
2
đI đợc đoạn 2s)
ta có a
2
= a
1
. 5
1/2
- Chọn hqc gắn với mặt đất. 2T = (m
1
+ m
2
).(1)
Xét vật m
2
: N
2
+ P
2
+ F
ms
+ T = m
2
a
2
Chiếu lên trục : ox: N
2
= m
2
a
2x
= m
2
a
1
.
Oy: m
2
g k.N
2
- T = m
2
a
2y
= 2m
2
.a
1
Suy ra: T = m
2
( g k.a
1
2a
1
) (2)
Từ (1) và (2) ta có: a
1
= 2m
2
g/( (m
1
+ m
2
) + 2(k + 2) ) = 1m/s
2
a
2
= 5
1/2
m/s
2
.
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
Câu 3
(6đ)
a
Xác định lực điện F tai M.
Chia đoạn vòng dây thành các đoạn đủ nhỏ mang điện tích q
Lực tổng hợp F = F
1
+ F
2
Độ lớn F =
2
0
/./
.2
r
qqk
.
2
x
.
Với r =
22
rx +
F =
( )
3
22
0
././
.2
xR
xqqk
+
F =
F
=
( )
3
22
0
././
.2
xR
xqqk
+
.
=
2/322
0
)(
././
.2
xR
xqqk
+
đạt Max khi mẫu min.
Ta có
3
2
22
2
22
22
.
22
.3
22
)( x
RR
x
RR
xR
++=+
F
M
AX
=
2
0
33
/./
.2
R
qqk
Khi x =
2
R
,
1đ
1đ
1đ
1đ
1đ
1đ
Câu 4
M
O
x
. .
q
F
2
F
1
F
1
P
N
T
V
V
T
P
F
1
r
α
(4®)
a) ……
b)………
Khi khãa K ®ãng vµ nèi (1) víi (3) ta cã
P = I
2
R
2
= U
2
.R
2
/(R
2
+ r)
2
……………………………………….
P ®¹t cùc ®¹i khi (R + r)
2
/R min khi R = r = 6Ω ……………….
K më vµ nèi (1) víi (3) NhiÖt lîng táa ra trªn r lµ:
Q
r
= W – W
12
= C
12
.E
2
-
2
2
12
EC
=
2
2
12
EC
………………………
Nèi (2) vµ (3), khãa K ®ãng.
2
1
1
2
R
R
Q
Q
R
R
=
Vµ Q
R1
+ Q
R2
=
2
2
12
EC
= Q
r
……………………………
Suy ra : R
1
= 3R
2
. (1)
V× suÊt m¹ch ngoµi kh«ng ®æi nªn ta cã. R
1.
21
21
RR
RR
+
= r
2
(2)
Tõ (1) vµ (2) ta cã R
1
=2r =12Ù, R
2
= 4
Ù . . . . . . . . . . . . .
K më vµ con ch¹y C dÞch chuyÓn tõ M ®Õn N th× tæng ®iÖn tÝch dÞch
chuyÓn qua G lµ:
Q = / q
1
’
– q
1
/ + /q
2
’ – q
2
/ = (C
1
+ C
2
)U
MN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Víi U
MN
=
1
1
.R
rR
E
+
Dßng ®iÖn trung b×nh qua G lµ:
t
Q
I
=
=
( )
t
UCC
MN21
+
=
( )
MN
vCCU
MN 21
+
= 12µA …………
Tõ ®ã suy ra : E = 18V ……………………………………………….
1®
2 ®
0,5®
0,5 ®
0,5 ®
0,5 ®
0,5®
0,5®
ĐỀ 7
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài : 150 phút
Câu 1( 5 đ) . Cho mạch điện như hình vẽ (H1): trong đó E
1
=
6V; r
1
=1Ω; r
2
=3Ω; R
1
=R
2
=R
3
=6Ω.
1. Vôn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tính suất điện
động E
2
.
2. Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E
2
thì vôn kế V chỉ
bao nhiêu?
Câu 2(7 đ). Một tụ điện phẳng có hai bản cực hình vuông cạnh
a = 30cm, đặt cách nhau một khoảng d = 4mm nhúng chìm
hoàn toàn trong một thùng dầu có hằng số điện môi
4,2=
ε
. (H.2).Hai bản cực được nối với hai cực của một nguồn điện có
suất điện động E = 24V, điện trở trong không đáng kể.
1. Tính điện tích của tụ.
V
E
1
,r
1
E
2
,r
2
R
1
R
2
R
3
A
B
C
D
H.1
H.2
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
2. Bằng một vòi ở đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ra ngoài và dầu trong
thùng hạ thấp dần đều với vận tốc v = 5mm/s .Tính cường độ dòng điện chạy trong
mạch trong quá trình dầu hạ thấp.
3. Nếu ta bỏ nguồn điện trước khi tháo dầu thì điện tích và hiệu điện thế của tụ thay đổi
thế nào?
Câu 3( 5 đ). Một động cơ điện một chiều có điện trở trong r = 2Ω. Một sợi dây không co giãn
có một đầu cuốn vào trục động cơ, đầu kia buộc vào một vật có khối lượng m = 10kg treo
thẳng đứng (H.3). Khi cho dòng điện có cường độ I = 5A đi qua thì động cơ
kéo vật lên thẳng đứng với vận tốc không đổi
v = 1,5 m/s.
1. Tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất của động cơ.
2. Bộ nguồn cung cấp dòng điện ( I = 5A) cho động cơ gồm nhiều
acquy, mỗi acquy có suất điện đông e = 8V và điện trở trong
r
0
= 0,8Ω . Tìm cách mắc các nguồn thành bộ đối xứng để động cơ
có thể kéo vật như trên mà dùng số acquy ít nhất. Tính số acquy đó.
Cho g = 10m/s
2
, dây có khối lượng không đáng kể.
Câu 4(3 đ ). Một người sử dụng điện một chiều muốn biết nguồn điện nằm ở phía nào của
đường dây ( gồm hai dây dẫn rất dài và có điện trở đáng kể ). Chỉ dùng một vôn kế nhạy và
một điện trở hãy trình bày cách làm.
HẾT
H.3
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
CÂU HƯỚNG DẪN GIẢI ĐIỂM
Câu 1
5 đ
1. Tính suất điện động E
2
. (3 đ)
+ Điện trở toàn mạch
Ω=
++
+
= 4
)(
312
312
RRR
RRR
R
+ I đến A rẽ thành hai nhánh:
32
1
1
31
2
2
1
I
I
RR
R
I
I
==>=
+
=
+ U
CD
= U
CA
+ U
AD
= -R
1
I
1
+ E
1
– r
1
I
1
= 6 -3I
+
VU
CD
3=
+ 6 -3I =
3
±
=> I = 1A, I = 3A.
-
Với I= 1A:
E
1
+ E
2
= ( R + r
1
+r
2
)I = 8 => E
2
= 2V
-
Với I = 3A:
E
1
+ E
2
=8 *3 = 24 => E
2
= 18V
2. Đổi chỗ hai cực của nguồn E
2
thì vôn kế chỉ bao nhiêu ( 2 đ).
+ Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối
- Với E
2
= 2V< E
1
: E
1
phát , E
2
thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E
1
A
rrR
EE
I 5,0
21
21
=
++
−
=
U
CD
= U
CA
+ U
AD
=6 -3I = 4,5V
- Với E
2
= 18V > E
1
: E
2
là nguồn, , E
1
là máy thu
A
rrR
EE
I 5,1
21
12
=
++
−
=
U
CD
= U
CA
+ U
AD
= R
1
I
1
+ E
1
+r
1
I = 6 +3I = 10,5V
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Câu 2
7 đ
1. Điện tích của tụ:(2 đ)
+
F
dK
S
C
10
10.8,4
4
−
==
π
ε
1
V
E
1
,r
1
E
2
,r
2
R
1
R
2
R
3
A
B
C
D
H.1
I
1
I
2
I
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
α
+ Q =E.U = 115.10
-10
C
2. Tính I: (3 đ)
+ Gọi x là độ cao của bản tụ ló ra khỏi dầu : x = vt, khi dầu tụt xuống tụ
trở thành 2 tụ mắc song song.
+ Tụ C
1
có điẹn môi không khí:
d
vta
d
ax
C
.
00
1
εε
==
+ Tụ C
2
có điện môi là dầu:
d
vtaa
d
xaa
C
)()(
00
2
−
=
−
=
εεεε
+ Điện dung của tụ trong khi tháo dầu:
−
−=+=
a
vt
CCCC
ε
ε
)1(
1
2[1
+ Điện tích của tụ trong khi tháo dầu:
−
−==
a
vt
QECQ
ε
ε
)1(
1
,,
+ Dòng điện:
A
a
v
Q
t
t
Q
I
10
,
10.12,1
)1(
−
=
−
=
−
=
∆
∆
=
ε
ε
3. Nếu bỏ bỏ nguồn thì Q và U thay đổi thế nào: ( 2 đ)
+ Nếu bỏ nguồn: Q không thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi.
U
a
vt
U
C
Q
U >
−
−
==
ε
ε
)1(
1
,
,
+ Khi tháo hết dầu thì : vt=a,
UU
ε
=
,
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1
0,5
Câu 3
5 đ
1. tính công suất tiêu thụ điện và hiệu suất của động cơ: ( 3 đ)
+ Điện năng tiêu thụ của động cơ chia thành hai phần : P = P
cơ
+ P
nhiêt
+ Công suất kéo vật: P
cơ
= T.v = mg.v = 150W
+ Công suất toả nhiệt: P
nhiệt
= I
2
r = 50W
+ Công suất tiêu thụ: P = P
cơ
+ P
nhiệt
= 200W
- Hiệu suất của động cơ: H=P
cơ
/P
nhiệt
= 75%
2. Tìm cách mắc nguồn: (2đ)
- HĐT giữa hai đầu động cơ khi kéo vật: U = P/I = 40V
- Bộ nguồn đối xứng: mdãy, mỗi dãy n nguồn:
E
b
= nE = 8n; r
b
=nr
0
/m
-
Theo định luật Ôm : E
b
= U + Ỉr
b
mn
m
n
n
110
2
4
408
+=
+=
Tổng hai số
mn
1
,
10
là hằng số nên tích hai số cực đại khi hai số băngd
nhau nghĩa là
mn
1
.
10
cực đại ( do đó m.n cực tiểu) khi
mn
110
=
1
0,25
0,25
0,5
1
0,5
0,5
1
α
β
1
P
N
T
V
V
α
αα
T
P
F
1
r
