De thi chon HSG truong lop 11 nam 2013-2014(lan 3)

SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA
-------------------------------

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
NĂM HỌC 2013 – 2014
MÔN: Vật lí 11
Thời gian làm bài 150 phút
--------------------------------

Chú ý: Đề có 2 trang
Câu 1. (4 điểm) Một bình kín hình trụ đặt thẳng đứng chiều cao h được chia làm hai
phần bằng một pittong cách nhiệt. Pittong cách đáy dưới 3h/4. Phần trên và phần dưới
pittong chứa cùng một khí lí tưởng theo tỷ lệ số mol 1:5 và ở cùng nhiệt độ T0.
a) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình. Cho biết pittong có khối lượng m; bình có tiết
diện ngang S.
b) Để pittong cách đều hai đáy bình, người ta nung nóng một phần bình, phần còn lại
giữ ở nhiệt độ không đổi. Hỏi phải nung đến nhiệt độ nào?
C1
C2
A
E
F
Rb
N
M
Đ
R1
P
ε1; r1
ε2; r2

A
Q
B
Hình 1


Cõu 2. (5 im) Cho mch in nh hỡnh 1. Bit 1 = 9V, r1 = 0,8, 2 = 6V, r2 = 0,2. ốn
l loi 12V - 6W, Rb l bin tr cú giỏ tr thay i t 0 n 144, C1 = 2F, C2 = 3F
a) ốn sỏng bỡnh thng. Tớnh R1 v hiu in th gia 2 im P v Q.
b) Cho con chy F dch chuyn u t u M n u N ca Rb trong thi gian t = 0,5s. Xỏc
nh chiu v cng trung bỡnh ca dũng in qua ampe k trong quỏ trỡnh y.
B qua in tr cỏc dõy ni v ampe k.
Hỡnh 2

M
N
1
2
R
A
B
x
y
E,r

B
Cõu 3. (5 im) Cho hệ thống nh hình vẽ 2. Hai thanh ray Mx, Ny đặt song song và đợc
đấu với mạch điện nh hình vẽ. Thanh kim loại AB đặt vuông góc với hai thanh ray và
tiếp súc rất tốt trong quá trình trợt dọc theo hai thanh ray. Từ trờng đều

B

đợc bố trí

vuông góc với mặt phẳng xMNy nh hình vẽ. Cảm ứng từ B=0,5T; khoảng cách hai thanh




ray l=50cm; nguồn điện: E=4v, r=1 ; R=2 ; bỏ qua điện trở của hai ray và thanh AB.
a/ Kéo thanh AB trợt sang phải với vận tốc không đổi v=30m/s và đóng khoá K ở
chốt 1. Xác định chiều dòng điện trong mạch và tính cờng độ dòng điện qua R
b/ Lúc đầu thanh AB đứng yên và đóng K sang chốt 2.


Hãy mô tả định tính hiện tợng vật lí xảy ra?




Do ma sát và lực điện từ xuất hiện nên thanh đạt đến vận tốc lớn nhất là
v=8m/s. Tính cờng độ dòng điện chạy trong mạch? Độ lớn lực ma sát
lên thanh AB?

c/ Khoá K đóng ở chốt 2. Nếu dùng ngoại lực để kéo thanh trợt sang phải với vận
tốc không đổi V=20m/s. Hãy xác định chiều dòng điện và cờng độ dòng điện lúc đó?

Cõu 4. (4 im) Cho 3 i-t ging nhau, mi i-t cú dũng in ph thuc vo hiu
in th 2 u ca chỳng theo quy lut nh hỡnh 3 v 2 in tr R1, R2. Cn mc chỳng
vo mch nh th no cng dũng in ph thuc vo hiu in th 2 u mch

nh hỡnh 4?
O
I(mA)
U(V)
0,5
Hỡnh 4
O
I(mA)
U(V)
0,5
Hỡnh 3
1,5
3
1
5,5


Câu 5. (2 điểm) Cho các dụng cụ: một cuộn dây đồng, một chiếc cân với một bộ các
quả cân, một ăcquy, một vôn kế, một ampe kế và một bảng tra cứu về vật lý. Hãy xác
định thể tích của một căn phòng lớn hình khối lập phương.
*** Hết ***

ĐÁP ÁN
Câu 1. (4 điểm) Tính được p2 = 5p1/3
0,5 điểm
Khi pittong cân bằng: p2 = p1 + mg/S
0,5 điểm
Suy ra: p1 = 3mg/S và p2 = 5mg/2S
0,5 điểm
Lập luận đưa ra nung nóng phần trên và pittong di chuyển xuống h/4

0,5 điểm
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt cho phần dưới và áp dụng PT trạng thái cho phần trên kết hợp với PT: p2’ =
p1’ + mg/S
1 điểm
Với V1’ = 0,5V = 2V1 suy ra: T = 11T0/3
1 điểm
Câu 2. (5 điểm) HD: Ta vẽ sơ đồ mạch điện như hình vẽ bên
a) Đèn Đ sáng bình thường nên
+ + A
E
F
Rb
N
M
D
R1
P
ε1; r1
ε2; r2
A
Q


B
Ib
Id

P
= 0,5(A )
Uđ

Iđ =

U đ2
Rđ =
= 24(Ω)
P
Ta có: UMN = UĐ + IĐ.R1 = 12 + 0,5.R1

Ib =

U MN 12 + 0.5.R 1 12 + 0,5R 1
=
=
Rb
Rb
144

Và

I = Ib + IĐ =
Do đó:

84 + 0,5R 1
( 2)
144

U MN = ε1 + ε 2 − I.( r1 + r2 ) = 15 −

84 + 0,5R 1

.1(3)
144

Từ (1), (2), (3) ta được R1 = 4,8Ω, I = 0,6A
Mặt khác UPQ = UPA + UAQ = -UĐ + ε1 - I.r1 = -3,48 (V)
b) Khi con chạy F dịch chuyển từ M đến N thì điện tích của tụ C1 tăng dần còn điện tích tụ C2 giảm dần
Suy ra điện tích âm ở bản tụ C1 nối với E tăng còn điện tích dương ở bản tụ C2 nối với E giảm dần. Dòng
electron qua ampe kế từ F đến E có nghĩa là có dòng điện đi qua ampe kế từ E đến F
Ta có: UMN = 12 + 0,5.R1 = 14,4 (V)
Khi F trùng M thì q1 = 0, còn q2 đạt cực đại.
q2max = C2.UMN = 43,2.10-6 (C)
Khi F trùng với N thì q2 = 0 còn q1 đạt cực đại
q1max = C1.UMN = 28,8.10-6 (C)
Tổng điện lượng đã dịch chuyển qua ampe kế trong thời gian t là:

Q = q 2 max − q 2 + q 1 max − q 1 = 72.10 −6 (C)
I=
Cường độ dòng điện trung bình qua ampe kế:
Bµi 3

Q
= 1,44.10 − 4 (A )
t
5 ®iÓm

3a


3b

3c

Xác định chiều dòng điện và tính cờng độ dòng diịen qua R khi khoá k ở chốt (1)
+ áp dụng quy tắc bàn tay phải xác định đợc A là cực âm, B là cực dơng của nguồn cảm ứng. Suy đợc
dòng điện chạy từ A sang B trong mạch.
I=
+ Cờng độ dòng điện:

E c B.l.v 0,5.0,5.30
=
=
= 3,75( A)
R
R
2

Lúc đầu AB đứng yên, đóng k sang chốt (2)
+ Mô tả định tính hiện tợng vật lí:


* Khi k đóng sang chốt 2 dòng điện xuất hiện trong mạch có chiều từ A sang B. Lực từ do nguồn
sinh ra tác dụng lên thanh làm thanh chuyển động sang trái.
* Khi thanh di chuyển lại xuất hiện dòng điện cảm ứng ngợc chiều với dòng điện do nguồn sinh ra.
Dòng điện này tăng dần khi vận tốc thanh tăng dần.
* Vận tốc của thanh tăng đến một giá trị nào đó thì ổn định không tăng nữa do hợp lực của các lực từ
và lực ma sát cân bằng nhau.

+ Biết vMAX=8m/s. Tính cờng độ dòng điện? Tính lực ma sát?
I=
* Dòng điện trong mạch:

E E c E B.l.v 4 0,5.0,5.8
=
=
= 2( A)
r
r
1

* Độ lớn lực ma sát:
Vì thanh chuyển động thẳng đều nên lực ma sát cân bằng với lực điện từ khi đó: F ms=Ftừ=B.l.I=
0,5.0,5.2=0,5 (N)

Khoa k ở chốt 2, kéo thanh AB sang phải với vận tốc v=20m/s. Xác định chiều dòng điện và c ờng độ
dòng điện khi đó?
+ Theo quy tắc bàn tay phải xác định đợc A là cực âm, B là cực dơng của nguồn cảm ứng. Suy ra trong
mạch dòng điện chạy theo chiều ABNM
+ Lúc đó có nguồn mạch ban đầu và nguồn cảm ứng nối tiếp nhau nên:
I=

1,0

1,0

E + E c E + B.l.v 4 + 0,5.0,5.20
=
=
= 3( A)
R+r
R+r

2 +1


1,0

0,5

0,5

0,5

0,5
Câu 4. (4 điểm) Vẽ được sơ đồ 1,5 điểm
Tính được R1 = 1000(ôm); R2 = 500(ôm)
2,5 điểm
Câu 5. (2 điểm) Giải: Xác định điện trở R của một đoạn dây đồng có chiều dài l bằng chiều dài của
căn phòng, bằng cách mắc một mạch điện gồm ăcquy, đoạn dây dẫn đang xét, một ampe kế mắc nối
tiếp và một vôn kế mắc song song với đoạn dây trên. Ta có:
U
l
R= =ρ
ρ
I
S
(1) (S là tiết diện ngang của dây,
là điện trở suất của đồng).
- Mặt khác, khối lượng m của đoạn dây dẫn trên có thể xác định bằng cân và được biểu diễn như một
m = DlS
hàm của l, S và khối lượng riêng D của đồng:
(2).

mU
.
mU
.
l=
= ρ .D.l 2
ρ .D.I
⇒
I
- Nhân hai đẳng thức (1) và (2) ta được:
tính được:
(*)
ρ
- Các giá trị I, U, m xác định bằng các thực nghiệm. Các giá trị
và D có thể tra cứu ở các bảng vật
lý. Bằng cách đó, ta sẽ xác định được chiều cao, chiều rộng của căn phòng, từ đó xác định được thể
tích của căn phòng là V= l3


- Nếu độ giảm hiệu điện thế trên đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) của căn phòng là nhỏ và khó
đo được bằng vôn kế thì cần phải mắc một đoạn dây có chiều dài (hoặc chiều rộng) bằng một số
nguyên lần