ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ VIII MÔN VẬT LÝ 11

1
TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ VIII - NĂM 2012

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC
Môn: Vật lí 11 (Gồm 04 trang)

Câu Nội dung Điểm
Câu 1.
(4điểm)
Viết phương trình định luật II Newton cho xe trượt theo phương nằm ngang khi xe bắt
đầu trượt vào đoạn đường nhám . F
ms
= ma
Lực ma sát tác dụng lên xe trượt là biến đổi vì chỉ có một phần trọng lượng của xe đi
vào đoạn đường nhám và lực ép của xe lên mặt đường nhám tỉ lệ với phần chiều dài x
của xe đi vào phần đường đó . Khi đó lực ma sát theo hệ thức
xg
l
m
F
ms
μ
−=

Do đó ta có phương trình:
0=+
′′
xg
l
m

xm
μ
->
0=+
′′
x
l
g
x
μ
.
Ta thấy quy luật chuyển động giống như dao động tắt dần.
Phương trình vi phân trên có nghiệm là x= A cos
)(
ϕ
ω
+
t
với
L
g
μ
ω
=
Tại thời điểm xe trượt bắt đầu đi vào đoạn đường nhám thì x = 0 và v = v
max
.
Nên
2
π

ϕ
−=
.
Vậy v = - A
ω
sin
)
2
(
π
ω
−t
khi v= 0 thì
)
2
(
π
ω
−t
=0 nên
2
π
ω
=t
->
L
g
t
μ
=

Thời gian cần tìm bằng )(
210.1,0
1
2.2
s
g
l
t
ππ
μ
π
===

0,5

0,5


1,0
0,5

0,5



1,0
Câu 2
(4 điểm)
Bài 2 (4,0đ):

- Khi khoá K đóng, điện tích trên tụ điện là Q. Khi khoá K mở, điện tích trên tụ điện là
Q’. Địên lượng chuyển qua điện trở R
4
khi ta mở khoá K là
Δ
Q = Q – Q’
- Khi ở trạng thái ổn định của mạch, không có dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa tụ
điện. Giả sử dòng điện chạy qua mạch theo chiều như hình a. Cho V
A
= 0, V
B
= V.
Ta có: I
1
R
1
= -V – E
1

I
2
R
2
= - V
I
3
R
3
= - V + E
2

I
1
+ I
2
+ I
3
= 0
Giải hệ phương trình trên ta được:
V =
21 13 2
12 23 31
().ER ER R
R
RRRRR
−
++

Mặt khác, ta có: V
N
- V
B
= E
1
=>V
N
= E
1
+ V
B

= E
1
+ V
Hay: V
N
=
11 2 131 21 2
12 23 31
ERR ERR ERR
RR RR RR
++
++


(Hình a)


0,25

0,25

0,25
0,25
0,25



0,25

2
Thay số: V
N
=
4.10.20 4.10.30 1.20.10 2200
2( )
10.20 20.30 10.30 1100
V
++
==
++

- Ta có: V
M
- V
A
= E
2
mà V
A
= 0. Nên V
M
= E
2

= 1 (V)
- Điện lượng: Q = C.(V
M
- V
N
) = 10
-6
(1 – 2) = -10
-6
(C).
- Khi khoá K mở, dòng điện chạy như (hình vẽ b)
Ta có: I =
1
12
E
R
R+

V
N
= I.R
1
=
11
12
4.10 4
()
10 20 3
ER
V

RR
==
++

V
M
= E
2
= 1 (V)
Suy ra: Q’ = C.(V
M
- V
N
)
= 10
-6
6
41
110()
33
C
−
⎛⎞
−=−
⎜⎟
⎝⎠

66 6
12
'10 .10 .10()

33
QQQ C
−− −
Δ=− =− + =−
Vậy khi mở khoá K , điện tích của tụ giảm đi, có một điện lượng bằng
6
2
10
3
−
(C) chạy qua R
4
theo chiều từ nút M đến nút N.



0,5

0,5










1.0

0,25


0,25
Câu 3
(4 điểm)
* Khi chưa đặt L
3
:




* Khi đặt thêm L
3
giữa L
1
và L
2
: ảnh A’B’ vẫn không đổi nên O
3
≡ A
1

cm202444OOOOd
32211
=
−=
−

=
′

cm24OOd
322
=
=

cm44OOdd
2121
==+
′
…………………………………………………
* Lập luận được:




cm140
f24
f24
f20
f20
cm14044184OO'AAdd
2
2
1
1
2121
=

−
+
−
⇔=−=−=
′
+
(1) …


5
24f
f
.
f
20f
5
d
d
d
d
k
2
2
1
1
2
2
1
1
=

−
−
⇔=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛′
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛′
−=
(2) …………………………
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được tiêu cự của thấu kính L
1
và L
2
lần lượt là: f
1
=
10cm và f

2
= 20cm …………………………………………





0,5






0,5





0,5


0,5


0,5

3

* Khi đặt L
3
sau L
2
:


Ảnh A
3
B
3
to bằng ảnh cũ trùng vị trí AB ⇒ A’B’ qua L
3
cho ảnh ảo cao bằng
vật A
3
B
3
= A’B’⇒ ảnh, vật đối xứng nhau qua thấu kính.
Vậy L
3
là thấu kính phân kỳ đặt tại trung điểm AA’
Suy ra tiêu cự của thấu kính L
3
là: cm46'AA
4
1
f

3
−=−= ……………………




0,5


0,5

0,5
Câu 4
(4điểm)
a. Dùng quy tắc bàn tay phải để xác định dòng điện chạy trên thanh và sau đó dung
quy tắc bàn tay trái để xác định lực từ tác dụng lên thanh ab. Khi đó lực từ tác dụng
lên thanh ab nằm trong mặt phẳng hình vẽ và hướng sang trái.
Khi thanh ab chuyển động trong từ trường thì sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng
trên thanh:

E
c
= B.L.v
Dòng điện chạy trong mạch là:
I =
1010

RR
vLB
RR

E
c
+
=
+

Lực từ tác dụng lên thanh ab:
F = B.I.L =
N
RR
vLB
0128,0

10
22
=
+

b. Trong lúc thanh chuyển động trên thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi đó tụ sẽ
được tích điện đến hiệu điện thế U
c
:
U
c
= L.R
1
=
VR
RR
vLB

312,0.

1
10
=
+

Khi thanh dừng lại đột ngột thì lúc này dòng điện cảm ứng sẽ biến mất và tụ sẽ phóng
điện, nó trở thành nguồn điện. Cường độ dòng điện lúc này:

A
RR
RR
R
U
I
c
205
16
.
'
10
10
2
=
+
+
=
Lực từ tác dụng lên thanh ab lúc này:
F’ = B.I’.L = 0,012N

F’ nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều hướng sang phải.
0,5


0,5

0,5

0,5



1,0


0,5

0,25
0,25
Câu 5
(4 điểm)
a.






Gọi chiều dài của thước là L = 2l
0

. Trọng tâm của thước nằm ở trung điểm của nó và
ở bên trái O. Điều kiện cân bằng của thước là:
Mg.(l
0
– y) = mg.(y – x)
0
ly
m
ct
yx M
−
→==
−
ons
.
Căn cứ vào bảng số liệu ta có:
00
0
l90l97
l155,6mm.
75 67
−
−
=→=

L
1
= 2l
0
= 311,2mm

00
020
l97l106
l 151,8mm L 2l 303, 6mm
67 56
−−
=→= →==



0,25

0,25

0,25

0,25

4
(Thí sinh giải theo cách khác nếu kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa)

b.
00
030
l 106 l 115
l 151,8mm L 2l 303,6mm
56 45
−−
=→= →==

00
040
l 115 l 124
l 151,8mm L 2l 303,6mm
45 34
−−
=→= →==

00
050
l 124 l 131
l 153,75mm L 2l 307,5mm
34 26
−−
=→= →==
.
Như vậy chiều dài trung bình của thước là:
12345
LLLLL

L305,9mm
5
++++
==
.
Sai số của phép đo là:
12
L L 311,2 303,6
L3,8mm
22
−−
Δ= = =
.
Vậy chiều dài của thước là : L =
L L 305,9 3,8(mm)±Δ = ±
Cách tiến hành thí nghiệm như sau :
+ Dùng thước đo và cắt lấy một đoạn dây đồng có chiều dài l (chiều dài này nên lấy
lớn, cỡ vài mét).
+ Cuốn dây đồng lên thước sao cho các vòng dây sát vào nhau rồi đếm số vòng trên
một đoạn có chiều dài l
0
của thước, giả sử số vòng đếm được là n
0
thì đường kính của
dây đồng là :
0
0
l
d
n

=
.
Khi đó ta xác định được tiết diện ngang của dây đồng là :
2
2
0
2
0
l
d
S
44n
π
π
==
.
Lắp mạch điện như hình vẽ : nguồn điện, biến trở, vôn
kế, am pe kế, sợi dây đã cắt ra được cuốn thành nhiều
vòng. Dựa vào số chỉ của vôn kế là U và số chỉ của am
pe kế là I ta xác định được gần đúng điện trở của dây
đồng :
Ul
R
IS
==ρ
.
Từ đó xác định được điện trở suất của đồng bằng biểu thức :
2
0
2

0
Ul
I.l 4I.l.n
π
ρ= =
US
, trong đó các đại lượng U,I,l,l
0
, n
0
xác định được qua các phép đo.
Dịch chuyển con chạy của biến trở, ta có các cặp giá trị của U và I, từ đó sẽ xác định
được gần đúng điện trở suất của đồng.

0,25

0,25

0,25



0,25

0,25


0,25

0,25



0,25


0,5



0,25





0,25
A
V