Đề thi học sinh giỏi môn vật lý lớp 11 (có đáp án)

S GD & T VNH PHC

K THI CHN HSG LP 11 THPT NM HC 2009 - 2010
HNG DN CHM MễN VT Lí
(Dnh cho hc sinh THPT khụng chuyờn)

ỏp ỏn cú 02 trang.
Cõu 1: (2)
- Trong hờ quy chiờu phi quan tinh gn vi qua cõu, hờ cõn bng.
- Lo xo dan nờn lc an hụi hng vao trong lo xo.
- iờu kiờn cõn bng:
đ đh qt
P F +F +T+F = 0+
ur ur ur ur ur r
(0,5)
- Chiờu lờn xOy:
+ + =

=




=
= + = +



đ đh
đ
qt

Ox : F F T sin 0
F K( ) T sin
Oy : T cos P F 0
T cos mg ma m(g a)
0
l - l

(0,5)

= = =
+



ữ

đ
2 2 2
2
F K( )
2
tan
m(g a)
4L
L
2
0
l
l - l
l

l
l
(0,5)

= + = +



2
2
2 2 2 2
q 3mg 1 3mg
k K( ) q K( )
k
2 4L 2 4L
0 0
l l
l - l l l - l
l
l l
(0,5)
Cõu 2: (2,5)
+ V hỡnh
Ta cú
0

B 75=
= => + = 75
0
. (1) (0,25)

= 15
0
+ (so le) (2) (0,25)
=> = 30
0
; = 45
0
. (0,5)
Ti K:
1
sin n 2.
n

(0, 5)
Ti I:
n
sin n.sin 1 n 2.
2
= =
Vy
2 n 2.
(0,5)
Thay n vo ta cú:
0 0
45 90 .
(0,5)
Cõu 3: (1,5)
Biểu thị từ trờng dòng điện là hàm của tọa độ
x
A

B
x
=
Với A là hằng số nào đó còn x là khoảng cách đến dòng
điện, v là vận tốc của các khung dây. Ta có sơ đồ mạch
điện tơng đơng nh sau: Mạch thứ nhất nh (Hình a), mạch
thứ hai nh (Hình b). đây suất điện động cảm ứng:
( )
= =
+
2
aAv Av
a b 3
(0,25)
1
aAv Av
b 2
= =
(0,25)
Điện trở trong của nguồn (1) là r, điện trở ngoài R
1
= 2r.
Cờng độ dòng điện trong khung lúc này là
1 2
1
1
Av
I
R 2r 24r

= =
+
(0,25)
(1) Sơ đồ (hình b) tơng đơng với sơ đồ khung thứ (2)
Trong đó:
( )
3 1 4
Av 2aAv 2Av
;
2 a b 3
= = = =
+
(0,25)
T
ur
L
l,k
q
q

đh
F
ur
qt
F
ur
P
ur
x
y

O
đ
F
ur
a
r


B
C
A
K
I


15
0
15
0



R
2

4
, 2r

3
, r

(Hình b)

5
, r
(2)
R
1

1
, r
1
, r
(Hình a)
(1)
( )
5 2
aAv Av
;R 4r
b 2a 4
= = =
+
Dòng điện trong mạch là
3 5 4
2
2
Av
I
R 4r 96r
+
= =

+
(2) (0,25)
Từ (1) và (2)
2
1
I
1
I 4
=
(0,25)
Cõu 4: (2)
Lúc đầu P
1
= P
0
và V
1
= (a + b)S (0,25)
Gọi h là khoảng cách cần tìm từ pít tông đến mặt nớc. Tại đó, nớc đã
đẩy pít tông xuống một đoạn x, lò xo bị nén lại một khoảng cũng bằng
x và lực đàn hồi tạo một áp suất trên pít tông bằng
kx
S
(0,25)
Ta có:
2 0
kx
P P gh
S
= +

và
( )
2
V a b x S= +
(0,25)
Trọng lợng của xi lanh phải bằng lực đẩy Acsimet
mg = bSg (khi còn nổi) (0,25)
mg = (a + b - x)Sg (khi đã chìm) (0,25)
Nhiệt độ của nớc không thay đổi, theo định luật Bôi-Mariot:
( ) ( )

= + = + +
ữ

1 1 2 2 0 0
kx
P V P V P a b S P gh a b x S
S
(0,25)
T cỏc iu kin trờn
0
P aS kab
h
gbS
+
=

(0,5)
Cõu 5: (2)
* Lp s mch in nh hỡnh 1 c s ch U

v I ca cỏc dng c v t ú cú th tớnh c in tr
ca vụn k:
.
I
U
R
V
=
(0,25)
* Sau ú, lp mch theo s hỡnh 2 s tớnh c
in tr ca ampe k qua s ch ca cỏc dng c:
.
'
'
I
U
R
A
=
(0,25)
* Ampe k o c dũng ti a l I
1
nờn hiu in th ti a m nú chu c l: U
1max
= I
1
R
A
.
nú cú th o c hiu in th ti a l U

2
thỡ phi m rng thang o n
1
ln:
.
1
2
max1
2
1
A
RI
U
U
U
n ==
(0,25)
Nh vy in tr ph cn mc ni tip vi nú l:
.)1(
1 Ap
RnR =
(0,25)
* Tng t i vi vụn k:
Dũng in ti a m nú o c:
V
R
U
I
1
max1

=
. (0,25)
V cn m rng thang o lờn n
2
ln:
.
1
2
max1
2
2
U
RI
I
I
n
V
==
(0,25)
Nờn in tr shunt cn mc song song vi nú l:
.
1
2

=
n
R
R
V
S

(0,25)
Theo cỏc s liu nhn c, cn lm cỏc in tr R
p
v R
S
t dõy nicrụm theo quan h
S
l
R

=
. (0,25)
- o S bng cỏch cun nhiu vũng sỏt nhau lờn cỏi bỳt chỡ v o chiu di on cun v suy ra ng
kớnh dõy. T ú suy ra chiu di ca cỏc in tr tng ng.
Ht
h
x
A V
Hỡnh 1
Hỡnh 2
V
A
2