Đề thi học sinh giỏi môn Vật lý lớp 11 chọn lọc số 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
Trường THPT Mỹ Đức A
KÌ THI OLYMPIC KHỐI 11
NĂM HỌC 2012 – 2013
Môn thi: Vật lí
Thời gian làm bài: 180 phút
Câu 1 (4 điểm). Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ bên: Biết E
1
= E
2
= 1,5 V;
r
1
= 0,2 Ω; r
2
= 0,5 Ω; C
1
= 2µF, C
2
= 3µF, R = 0,5Ω. Tính cường độ dòng điện
qua R, điện tích của các tụ điện khi K mở, K đóng. Điện lượng chuyển qua điện
kế G khi khóa K chuyển từ trạng thái mở sang đóng.
Câu 2 (6 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang có hai thanh kim loại Ax và By song
song với nhau, cách nhau một đoạn l = 50cm. Mắc giữa A và B là nguồn điện
một chiều E = 6 V; r = 1 Ω. Thanh MN có điện trở R = 0,1 Ω; luôn vuông góc với hai thanh Ax và By. Tất
cả được đặt trong từ trường đều, có phương thẳng đứng, chiều hướng
lên trên, độ lớn B = 2 T.
1. Bỏ qua ma sát và điện trở các thanh ray. Tính cường độ
dòng điện chạy qua thanh MN, chỉ rõ chiều tăng của điện thế trên
thanh MN và lực từ tác dụng lên thanh MN khi vận tốc của thanh đạt
giá trị 0,5 m/s.

2. Để dòng điện trong thanh MN bằng không, vận tốc của thanh MN nhận giá trị nào, chuyển động
theo chiều nào.
Câu 3 (4 điểm). Qua thấu kính vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ta ảnh A'B'
ngược chiều. Dời vật 20 cm so với thấu kính ảnh vẫn giữ nguyên tính chất và dịch đi 10cm và lớn gấp 2
lần ảnh cũ.
a. Xác định loại thấu kính, tính chất của ảnh, chiều dịch chuyển của vật - ảnh.
b. Tính tiêu cự của thấu kính.
Câu 4 (6 điểm). Cho hệ hai thấu kính L
1
, L
2
có tiêu cự lần lượt là f
1
= - 10 cm, f
2
= 20 cm đặt đồng trục và
cách nhau một khoảng a = 10 cm.
1. Đặt vật AB trước L
1
và cách L
1
một đoạn bằng
10 cm. Xác định vị trí, tính chất và độ phóng đại của
ảnh cho bởi hệ .
2. Cố định AB, đổi vị trí L
1
và L
2
cho nhau. Tính
chất của ảnh cho bởi hệ có thay đổi không? Tại sao?

3. Nếu thay đổi a, tìm a để ảnh cho bởi hệ có chiều cao không đổi, khi di chuyển vật AB dọc theo trục
chính.
Hết
Họ và tên thí sinh:………………………………………………
Số báo danh:……………….
E
1
, r
1
G
K
E
2
, r
2
C
1
C
2
R
A
B
L
1
L
2
a
B
A
N

M
y
x
E, r
v
B
HƯỚNG DẪN CHẤM THI OLYMPIC KHỐI 11 NĂM HỌC 2012 – 2013
Môn: Vật lí
Câu 1(4 điểm).
- K mở: I = 2,5A.
Điện áp mạch ngoài bằng điện áp hai đầu bộ tụ: U = I.R = 1,25V
1 điểm
Vì C
1
nt C
2
: q
1
= q
2
= C
12
U = 1,25. 1,2 = 1,5µC
0,5 điểm
K đóng: I = 2,5A.
Điện áp hai đầu mỗi tụ: U
C1
= E
1
– I.r

1
= 1,5 – 2,5.0,2 = 1V.
U
C2
= E
2
– I.r
2
= 1,5 – 2,5.0,5 = 0,25V.
1 điểm
Điện tích mỗi tụ:
q
1
’ = C
1
U
C1
= 2.1 = 2 µC
q
2
’ = C
2
U
C2
= 3.0,25 = 0,75 µC
1 điểm
Điện lượng chuyển qua điện kế G: ∆q = q
2
’ - q
1

’ = 1,25 µC
0,5 điểm
Câu 2 (6 điểm).
1. - Nguồn điện cung cấp cho đoạn dây dòng điện, lực từ tác dụng lên đoạn dây MN có
chiều hướng sang trái, thanh MN có một suất điện động: E
C
= B.l.v = 2.0,5.0,5 = 0,5V.
1 điểm
- Cường độ dòng điện trong thanh MN chạy từ M → N: I = (E - E
C
)/(R + r) = 5A.
1 điểm
- Chiều tăng của điện thế trên thanh MN: M → N
1 điểm
- Lực từ tác dụng lên thanh MN: F = B.I.l = 2.5.0,5 = 5(N) 1 điểm
2. Để dòng điện trong thanh MN bằng không: I = 0 → E = E
C
= B.l.v → v = 6 m/s.
1 điểm
Thanh MN chuyển động sang trái. 1 điểm
Câu 3(4 điểm).
1. Vật thật cho ảnh ngược chiều: Ảnh thật 0,5 điểm
Vật thật cho ảnh thật: Thấu kính hội tụ. 0,5 điểm
+ Thấu kính hội tụ
+ Ảnh sau cao gấp hai lần ảnh trước: k
2
= 2k
1
= ak
1

→ Vật lại gần thấu kính, ảnh ra xa thấu kính.
1 điểm
2. Vật lại gần thấu kính: ∆d = - 20 cm.
Ảnh ra xa thấu kính: ∆d
’
= 10 cm.
1 điểm
Chứng minh và áp dụng công thức: ∆d.∆d
’
= - f
2
(a - 1)
2
/a với a = 2.
Tìm được f = 20 cm
1 điểm
Câu 3(6 điểm).
1. Sơ đồ tạo ảnh : AB A
1
B
1
A
2
B
2
d
1
d'
1
d

2
d'
2
d
1
= 10 cm ; f
1
= - 10 cm ; a = 10 cm ; f
2
= 20 cm
060
.
'
22
22
2
<−=
−
=⇒ cm
fd
fd
d
ảnh ảo cách L
2
60 cm.
1 điểm
k =
=−− )
'
)(

'
(
2
2
1
1
d
d
d
d
2 > 0: ảnh, cùng chiều, bằng 2 lần vật.
1 điểm
2. Vì AB ở trong khoảng OF
2
nên A
1
B
1
là ảnh ảo. Do đó A
1
B
1
là vật thật của

L
1
cho ảnh
ảo A
2
B

2
.
Như vậy tính chất của ảnh không thay đổi khi ta đổi vị trí của L
1
và L
2
với nhau.
2 điểm
3. Chứng minh: l = f
1
+ f
2
1 điểm
Thay số: l = f
1
+ f
2
= 10 cm. 1 điểm
Chú ý : Nếu HS làm theo cách khác mà vẫn đúng đáp số và bản chất vật lí thì vẫn cho đủ điểm.