97 trang 226 lượt tải

TOP 20 đề thi học sinh giỏi và olympic vật lí 11 (có đáp án)

451

TOP 20 đề thi học sinh giỏi và olympic vật lí 11 (có đáp án) rất hay và bổ ích, bao gồm 98 trang giúp bạn tham khảo, ôn luyện hiệu quả và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới.

Chủ đề: Đề HSG Vật lí 11 5 tài liệu

Môn: Vật Lí 11 399 tài liệu

Tác giả:

Phùng Nguyệt

1 năm trước

Danh sách Quiz

Trang 1

SỞ GD&ĐT QUÃNG NAM

TRƯỜNG THPT HIỆP ĐỨC

KỲ THI CHỌN ÔLYMPIC LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016-2017

MÔN VẬT LÝ

ĐỀ:ĐỀ NGHỊ

Bài 1: Thang AB đồng nhất khối lượng m=20 kg dựa vào tường trơn nhẵn dưới

góc nghiêng . Hệ số ma sát giữa thang và sàn là

0,6



. Lấy g = 10 m/s

a) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang khi



b) Tìm giá trị của  để thang đứng yên không trượt trên sàn.

c) Một người có khối lượng m

=40 kg leo lên thang khi



. Hỏi người này

lên tới vị trí O

nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết thang dài l = 2 m.

Bài 2: Hai điện tích q

= q

= q >0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Cho biết AB = 2a.

a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn h.

b) Tìm h để E

cực đại. Tính giá trị cực đại này.

Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ, E

=3V, E

=3,6V, R

=10Ω,

=20Ω, R

=40Ω, bỏ qua điện trở trong của hai nguồn. Tụ có

điện dung C=1μF.

a) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện qua nguồn E

và điện tích của bản tụ nối với M.

b) Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn và

điện lượng chuyển qua R

Bài 4: Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây

là D=0,04 kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ

trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo,

độ lớn B=0,04 T. Cho dòng điện I chạy qua dây. Cho g=10m/s

a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không?

b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây

treo.

Bài 5: Một vòng dây tròn bán kính R=5cm, có dòng điện I=10A chạy

qua.Vòng dây đặt trong một từ trường không đều. Biết rằng cảm ứng

từ tại mọi điểm trên vòng dây đều có cùng độ lớn B=0,2T và có

phương hợp với trục của vòng dây một góc α =30

(hình vẽ). Vẽ và

xác định lực từ tổng hợp tác dụng lên vòng dây.

Bài 6: Cho một cục pin, một ampe kế, một cuộn dây có điện trở suất ρ đã biết, dây nối có điện trở

không đáng kể, một kéo cắt dây, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm. Hãy nêu cách làm

thí nghiệm để xác định gần đúng suất điện động của pin.

-------------Hết-----------

Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

Họ và tên thí sinh:…………………….….; Số báo danh……………………

)



Trang 2

SỞ GD&ĐT QUÃNG NAM

KỲ THI CHỌN ÔLEMPIC LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016-2017

ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÝ 11

Ghi chú:

1.Nếu thí sinh sai hoặc thiếu đơn vị của đáp số trung gian hoặc đáp số cuối cùng thì mỗi lần sai hoặc

thiếu trừ 0,25đ, tổng số điểm trừ của mỗi phần không quá một nửa số điểm của phần kiến thức đó.

2. Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho đủ điểm.

Bài

Nội dung

Điểm

(2đ)

a) Thang cân bằng :

P N N F+ + + =

Chiếu lên Ox: F

= N

Chiếu lên Oy: N

= P

= P = mg = 200N................

Mặt khác :

//P A N A

MM=

. cos .sin 100

mg N AB N F N



=  = =

....... ................. ........................... .................................... ................

b) Tính



để thang không trượt trên sàn:

ta có:

. cos .sin

AB P

P N AB N





=  =

Vì N

= F

nên



mà

kN kP F k



=   



   

.................

c) Đặt AM = x

ta có:

1 1 2

P P N N F+ + + + =

Chiếu lên Ox: F

= N

Chiếu lên Oy: N

= P +P

/ / /P A P A N A

M M M+=

hay

. cos . .cos .sin

P P x N AB

  

 = +

(*)

Thang bắt đầu trượt khi:

( )

1 1 2

F N P P



= = +

Thay vào (*) ta tìm được x = 1,3m ...............................................

0,5

(2đ)

a) Cường độ điện trường tại M:

E E E=+

E E k

...........

0,5

(Đáp án có 03 trang)

)

Trang 3

Hình bình hành xác định

là hình thoi: E = 2E

cos

( )

3/2

2kqh

=

....

b) Định h để E

đạt cực đại:

( ) ( )

2 2 4 2

2 2 2

3 3/2

2 2 4 2 2 2 2

a a a .h

a h h 3.

2 2 4

27 3 3

a h a h a h a h

+ = + + 

 +   + 

Do đó:

2kqh 4kq

3 3 3 3a

=

đạt cực đại khi:

( )

max

h h .........................

4kq

E ..........................

3 3.a

=  =

=

0,5

(2đ)

a) K mở: dòng qua nguồn E

là:

I 1,0

.…………………

Điện tích trên tụ là q

= U

.C= (E

-I

).C = 2,6μC...................

Và cực dương nối với M. ....................... ............................

b) K đóng, vẽ lại mạch:

Áp dụng định luật Ôm ta có:

NB 1

NB 2

I (1)...........

I (2)

I (3)

−+

Lại có: I

=I+I

(4).

Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được:

=1,2V, I

= 0,18A, I

= 0,12A, I= 0,06A …………… ………………….

Hiệu điện thế trên tụ: U

= U

+ U

= E

-I

= 1,8V.

Điện tích trên tụ: q = U

.C = 1,8μC, cực dương nối với M………

Điện lượng chuyển qua R

là: Δq = |q

-q| = 0,8 μC...................

0,5

0,25

0,5

0,25

(2đ)

a) Để lực căng dây bằng 0 thì lực từ phải hướng lên và có độ lớn bằng P=mg

Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dòng điện chạy từ M đến N .............

Vì

IDmgBIlBIlBIlF 10

04,0

10.04,0

lgsin ===→==→==



.....

b) Khi dòng điện chạy từ N đến M, áp dụng qui tắc bàn tay trái ta được lực từ F

hướng xuống dưới.

Áp dụng điều kiện cân bằng ta được:

0,5

Trang 4

DBIlmgF

TmgFT

=→+=

.....................................

Thay số được:

NT 13,0

10.25,0.04,025,0.16.04,0

................

0,5

(1đ)

Chia vòng dây thành 2n đoạn rất nhỏ bằng nhau, mỗi đoạn có chiều dài Δl sao

cho mỗi đoạn dây đó coi như một đoạn thẳng.

Xét cặp hai đoạn đối xứng nhau qua tâm vòng dây (tại M và tại N), lực tác dụng

lên mỗi đoạn là F

và F

được biểu diễn như hình vẽ.

Hợp lực tác dụng lên hai đoạn này là F

có hướng dọc trục của vòng dây và độ

lớn: F

= 2. B.I.Δl.sinα

Lực tác dụng lên cả vòng dây là hợp lực của tất cả các cặp đoạn dây đã chia

cũng có hướng là hướng của F

và độ lớn là:

F = ∑ F

= B.I.sinα. ∑2Δl =B.I.2πR.sinα

Thay số ta được: F ≈ 0,314N..................................

Hình vẽ

0,5đ

(không

yêu cầu

vẽ hợp

lực đặt

tại tâm)

0,5

(1đ)

- Đo chiều dài dây dẫn bằng giấy kẻ ô. Để xác định đường kính d của dây, cuốn

nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo bề rộng của N vòng

đó rồi chia cho N ta được d..........................................

- Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất. Lập mạch điện kín gồm nguồn

điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế, khi đó đo đươc cường độ dòng điện chạy

qua ampe kế là:

(1) ....................................................................

Trong đó E, r là suất điện động, điện trở trong của nguồn, R là điện trở của đoạn

dây đã cắt ra.

- Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại ¾ chiều dài (hoặc một nửa chiều

dài,…) rồi lắp lại vào mạch và đo cường độ dòng điện:

(2) ........................................................................

Từ (1) và (2) rút ra:













−=

(3)

0,25

Trang 5

Thay (3) và (1) hoặc (2) tìm được:

)'(

'..4

IId

dSII

−

===













−











...............................

0,25

...............................

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM ĐỀ ĐỀ NGHỊ THI OLYMPIC QUẢNG NAM

2017

TRƯỜNG THPT SÀO NAM MÔN: VẬT LÝ 11 (Thời gian làm bài 150 phút)

Bài 1. (3 điểm): Vật m được kéo cho chuyển động theo phương ngang bởi lực

có độ lớn không

đổi F . Lực

hợp với hướng của đường đi một góc



.Hệ số ma sát giữa m và mặt sàn là



.Xác

định



để vật m chuyển động nhanh nhất ? Tính gia tốc đó ?

Bài 2. (3 điểm):

Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện

một chu trình 1 – 2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T

như hình bên. Cho P

= 10

Pa; T

= 300K.

1. Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.

2. Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại

chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T (cần ghi rõ

giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình).

3. Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu

trình.

Bài 3.(4 điểm): Cho hệ như ở hình vẽ: (

),(

) là hai tấm thủy

tinh phẳng nhẵn;



= 60

; C

là ba quả cầu nhỏ tích điện cùng dấu

(

1 2 3

,,q q q

).Khi cân bằng

C , C

ở cùng độ cao.Biết rằng

1 2 3

2.q q q==

Tìm

của

C , C

Bài 4.(4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết E

= 6V, r

= 1Ω, r

= 3 Ω, R

= R

= 6 Ω.

Vôn kế lí tưởng.

1. Vôn kế chỉ 3V. Tính suất điện động E

2. Nếu nguồn E

có cực dương nối với B, cực âm nối với D và đồng thời

thay vôn kế bằng tụ điện chưa tích điện, có điện dung C = 2



Tính: Điện tích; năng lượng của tụ điện khi đó, và cho biết dấu các bản tụ.

Bài 5. (4 điểm):

Một quả cầu nhỏ có khối lượng m=1gam, mang điện tích dương q = 10

- 3

C được

treo lên một sợi chỉ có chiều dài L=1m, chuyển động đều theo đường tròn trong mặt

phẳng nằm ngang với góc lệch của sợi chỉ so với phương đứng là



= 60

và trong một

từ trường đều B = 1T hướng theo phương đứng như hình 4. Tìm tốc độ góc của quả cầu.



m,q



Hình 4

)



Trang 6

Bài 6. (2 điểm): Phương án thí nghiệm

Cho các dụng cụ sau:

+ 01 điện trở thuần

10R =

+ 01 điện trở R

chưa biết giá trị.

+ 01 điện kế chứng minh.

+ 01 dây dẫn dài có điện trở lớn.

+ 01 pin 9V, các dây nối.

+ 01 thước đo độ dài

Thiết kế phương án thí nghiệm, nêu cách tiến hành, xử lý số liệu để tìm giá trị của điện trở

--------------------------------------

ĐÁP ÁN và BIỂU ĐIỂM ĐỀ ĐỀ NGHI THI OLYMPIC VẬT LÝ 11 QUẢNG NAM

2017

BÀI 1 (3,0 Điểm):

Vẽ hình ,phân tích lực

0,50

+Áp dụng định luật II Niutơn :

( )

P N F f ma+ + + =

0,50

+Chiếu (1) lên trục Ox :

( )

Fcos f ma



−=

+Chiếu (1) lên trục Oy :

( )

sin 3N P F



=−

+ Từ (2) và (3) ,ta được :

( )

sinFcos P F

  

−−

0,50

Vậy a

max

khi

( )

sin

Fcos P F

  

−−





Mà

( ) ( )

sin sinFcos P F F cos P

      

− − = + −





0,50

Đặt

sin

tan

cos







Ta suy ra :

( )

sin

cos

Fcos P F F P



   



−

− − = −





0,50



DisplayText cannot span more than one line!

Trang 7

Vậy a

max

<=>

actan

  

sin

mcos



−

0,50

BÀI 2 (3,0 Điểm):

Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở

trạng thái 1 và 4 là bằng nhau: V

= V

. Sử dụng phương trình C-M ở trạng thái

1 ta có:

1 1 1

P V RT



, suy ra:



Thay số: m = 1g;  = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T

= 300K và P

= 2.10

Pa ta

được:

1 8,31.300

3,12.10

4 2.10

−

= V

1,0

Trang 8

Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau:

1 – 2 là đẳng áp; 2 – 3 là đẳng nhiệt;

3 – 4 là đẳng áp; 4 – 1 là đẳng tích.

Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ V-T

(hình b) như sau:

1,0

Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể

tích:

= 2V

= 6,24.10

– 3

; V

= 2V

= 12,48.10

– 3

Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

5 3 3 2

12 1 2 1

( ) 2.10 (6,24.10 3,12.10 ) 6,24.10

A p V V J

−−

= − = − =

5 3 2

23 2 2

ln 2.10 .6,24.10 ln2 8,65.10

A p V J

−

= = =

5 3 3 2

34 3 4 3

( ) 10 (3, 12.10 12,48.10 ) 9,36.10

A p V V J

−−

= − = − = −

1,0

BÀI 3 (4,0 Điểm):

P(10

Pa)

Hình a

V(l)

3,12

12,48

6,24

V(l)

Hình b

T(K)

3,12

12,48

6,24

300

600

150

Trang 9

. Khi cân bằng



đều

→

= C

= l.

. F

= 0. các lực tác dụng lên C

, C

khi cân bằng như biểu diễn ở hình vẽ.

1,0

. Gọi q

= q

= nq

= q và q

. P

= m

g ; P

= m

g ; F

Kq q

; F

Kq q

; F

Kq q

; F

Kq q

1,0

. Viết phương trình cân bằng lực cho C

, C

theo phương P

và P

ta có:

g sin



Kq Kq

l nl



(1)

g sin



Kq Kq

nl nl



(2)

1,O

. Từ (1) và (2) suy ra:

1 os



2 os60

1 +cos60

1,0

)



Trang 10

BÀI 4 (4,0 Điểm):

0,25

Điện trở mạch ngoài là:

=

= 4

)(

312

RRR

0,25

I đến A rẽ thành hai nhánh:

2 1 3

I R R

= = → =

0,25

= U

+ U

= - R

+ E

– r

I = 6 - 3I

0,25

→ 6 - 3I =

3

→ I = 1A, I = 3A

0,50

* Với I = 1A → E

+ E

= ( R + r

)I = 8 → E

= 2V

0,25

* Với I = 3A→ E

+ E

= 8 .3 = 24 → E

= 18V

0,25

Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối.

Với E

= 2V < E

: E

phát, E

thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E

0,5IA

R r r

−

→ U

= U

+ U

= 6 - 3I = 4,5V

0,50

Với E

= 18V > E

: E

là nguồn, E

là máy thu

1,5IA

R r r

−

 U

= U

+ U

= R

+ E

+ r

I = 6 + 3I = 10,5V

0,50

. U

= 4,5V

. Điện tích của tụ điện:

Q = CU

= 9



. Năng lượng của tụ điện:

W =

= 20,25



. Bản tụ nối với C tích điện dương, bản tụ nối với D tích điện

0,50

. U

= 10,,5V

. Điện tích của tụ điện:

Q = CU

= 21



. Năng lượng của tụ điện:

W =

= 110,25



. Bản tụ nối với C tích điện dương, bản tụ nối với D tích điện

0,50

Trang 11

BÀI 5 (4,0 Điểm):

Các lực tác dụng lên quả cầu bao gồm: Trọng lực



, sức căng của dây treo



và

lực Lorenxơ hướng ra ngoài (theo quy tắc bàn tay trái), có độ lớn

.qvBF

0,50

Vì quả cầu quay đều nên hợp các lực tác dụng lên

nó phải đóng vai trò là lực hướng tâm:

.gmFTF





++=

1,0

Chiếu phương trình này lên phương bán kính quỹ đạo:

.tan

qvBmgF =−=



1,0

Trong đó bán kính quỹ đạo



sinLr =

;



. Thay các giá trị đã cho vào, ta

nhận được phương trình bậc hai:

.020

=−+



Giải phương trình này nhận được 2 nghiệm:







−=

srad



1,0

Ta lấy 2 nghiệm ứng với 2 chiều quay ngược nhau của quả cầu

0,50



Hình 5.2





Trang 12

BÀI 6 (2,0 Điểm):

Bước

Điểm

Cơ sở lý thuyết: Sử dụng mạch cầu cân bằng để xác định điện trở chưa biết.

Khi mạch cầu cân bằng thì G chỉ giá trị 0.

0,25

Ta có :

Mà



Nên

0,50

Các bước tiến hành

B1: Mắc mạch như hình vẽ ( với R

là đoạn dây dẫn có điện trở lớn).

B2: Dịch chuyển mối nối điểm N tìm vị trí điện kế G chỉ 0. Sử dụng thước đo

đoạn AN, BN.

0,5

B3: lặp lại bước ba 5 lần ghi vào bảng số liệu

0,25

Xử lý số liệu:



+ Sai số tuyệt đối:

n n x

R R R = −

+ Sai số tuyệt đối TB:

 = 



+Kết quả phép đo:

x x x

R R R=  

0,50

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT LÊ QUÝ ĐÔN

KỲ THI OLYMPIC 24/3 CẤP THPT

NĂM HỌC 2016 – 2017

Trang 13

ĐÁP ÁN Môn: VẬT LÝ – Lớp 11

Thời gian làm bài: 150 phút

Câu 1(3đ). Quả cầu nhỏ ( được xem là chất điểm) có khối lượng m = 500 gam được treo vào điểm cố định

0 bằng dây treo mảnh, nhẹ, có chiều dài L = 1,0 m. Kéo quả cầu tới vị trí dây treo tạo với phương thẳng

đứng góc



rồi buông nhẹ. Lấy g = 10m/s

Bỏ qua mọi ma sát

1) Cho



= 90

. Hãy xác định lực căng dây, vận tốc và gia tốc của quả cầu khi nó đi qua vị trí mà dây treo

tạo với phương thẳng đứng góc



= 30

2) Khi quả cầu qua vị trí cân bằng, dây treo vướng đinh ở điểm I

cách 0 một khoảng b = 0,7m.

Xác định góc



để quả cầu thực hiện được chuyển động tròn trong mặt phẳng thẳng đứng quanh I

Đáp án bài 1

Đáp án

Điểm

Bài 1

3 điểm

1) 3.0 điểm

- Bảo toàn cơ năng với gốc thế năng ở VTCB:

mgL - mgL(1-cos



) =

2 cosv gL



=

10 3 4,16 /ms=

- Áp dụng định luật II Niu tơn:

T-mgcos



cos 2 cos 3 cos 13

mv m

T mg gl mg N

  

 = + = =

- Gia tốc tiếp tuyến : a

=gsin



= 5m/s

- Gia tốc pháp tuyến:

2 cos 10 3 /

a g m s



= = =

- Gia tốc toàn phần:

2 2 2

18 /

a a a m s= + =

2) 2.0 điểm

- Gọi v

là vận tốc quả cầu ở vị trí cao nhất của quỹ đạo tròn tâm I,bán

kính R,ta có

mgl(1- cos

)



- mg2R =

2 (1 os ) 4

v gl c gR



 = − −

(1)

- Điều kiện để quả cầu quay được quanh I trong mặt phẳng thẳng đứng là:

T =

−

(2)

- Từ (1) và (2) suy ra : cos



1 0,25

 − =

75,5





0.5

0.25

0.5

0.25

Câu 2: (3 đ).Một lượng khí lý tưởng thực hiện

chu trình biến đổi cho trên đồ thị. Biết T

= 300K,

=1( lít), T

=1600K, V

=4 (lít). Ở điều kiện tiêu

T(K)

Trang 14

chuẩn khí có thể tích V

=5(lít), lấy p

=10

N/m

a) Vẽ đồ thị trên hệ tọa độ p-V

b) Tính T

và p

. Tính công mà khí thực hiện trong một chu trình.

Câu2

3đ

lVV

400

)1(

:32

==

====−

Mặt khác, ở điều kiện tiêu chuẩn và trạng thái 1 có liên hệ:

255

/10.49,510.

273

300

. mNp

===→=

300

400

:21

1212

pppp

=−===−

Công bằng diện tích hình chữ nhật:

VVppA

54910).14.(10.49,5.

)).((

1312

=−

=−−=

−

Vẽ đúng 0,5đ

0,25

0,5

Câu 3 (4 đ): Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau, và trái dấu có điện áp

1000( )UV=

. Khoảng cách giữa 2 bản là

1( )d cm=

. Ở chính giữa 2 bản có 1 giọt thủy ngân nhỏ nằm lơ

lửng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống còn

995( )UV=

. Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc

giảm điện áp, giọt thủy ngân rơi đến bản ở bên dưới? Cho g=10m/s

Khi điện áp 2 bản là U

Điều kiện cân bằng của giọt thủy ngân là :

FP=

dmg mg mg

q E mg q

 =  = = =

(1)

* Khi giảm điện áp giữa 2 bản tụ còn U

Hợp lực của

;FP

→→

truyền cho giọt thủy ngân 1 gia tốc làm cho giọt thủy ngân

chuyển động có gia tốc xuống dưới. Phương trình định luật II Niu tơn:

F P m a

→ → →

P q E ma − =

mg q ma

 − =

(2)

* Lại có:

at t

=  =

(3)

Từ (1) thay vào (2) có:

mg ma g g a

U d U

− =  − =

(1 )

 = −

Thay vào (3) ta có:

0,75

0,25

0,5

0,25

0,5

Trang 15

(1 )

−

Thay số ta được : t=0,45(s)

0,5

0,25

Câu 4 (4 điểm): cho mạch điện như Hình 1 và Hình 2 , trong đó E

=15V ,E

=10V , r

=1Ω , r

=1Ω

; R

=3Ω , R

=5Ω .

a) Tính cường độ dòng điện qua R

, R

2 ,

R theo R ? (2đ)

b) Biết U

tính E

và r

? (3đ)

ĐÁP ÁN Câu 4: (4 điểm)

Câu 4:

2b)

Giả sử chiều dòng điện chạy qua đoạn mạch có chiều như hình vẽ

I = I

+ I

−

–

2211

111

rRrRR

−

(1)

512

.25

(V)

.1024

.2590

(A)

.1024

.2540

(A)

I =

R.512

(A)

0,25

0,5

0,25

Trang 16

Theo Hình 2 U

=I.R = R



(2)

Mặt khác U

= U

Từ (1) và (2) :

−

Và

rR +

= 2.4 Ω

= 5 (V)

0,25

Câu 5(4điểm) Hai thanh ray có điện trở không đáng kể được ghép song song với nhau, cách nhau

một khoảng l trên mặt phẳng nằm ngang. Hai đầu của hai

thanh được nối với nhau bằng điện trở R. Một thanh kim

loại có chiều dài cũng bằng l, khối lượng m, điện trở r, đặt

vuông góc và tiếp xúc với hai thanh. Hệ thống đặt trong

một từ trường đều

có phương thẳng đứng (hình 2).

1. Kéo cho thanh chuyển động đều với vận tốc v.

a) Tìm cường độ dòng điện qua thanh và hiệu điện thế giữa

hai đầu thanh.

b) Tìm lực kéo nếu hệ số ma sát giữa thanh với ray là μ.

2. Ban đầu thanh đứng yên. Bỏ qua điện trở của thanh và

ma sát giữa thanh với ray. Thay điện trở R bằng một tụ điện

C đã được tích điện đến hiệu điện thế U

. Thả cho thanh tự

do, khi tụ phóng điện sẽ làm thanh chuyển động nhanh dần. Sau một thời gian, tốc độ của thanh sẽ

đạt đến một giá trị ổn định v

. Tìm v

? Coi năng lượng hệ được bảo toàn.

ĐÁP ÁN Câu 5 (4điểm)

(4đ

1) Suất điện động cảm ứng: E = Blv

0,25

a) Cường độ dòng điện:

Blv

0,5

Hình 2

Trang 17

Hiệu điện thế hai đầu thanh: U=I.R=

BlvR

Rr+

0,5

2) Lực từ cản trở chuyển động: F

= B.l.I =

B l v

Rr+

0,5

Lực kéo: F = F

+ F

B l v

Rr+

+ μmg

0,75

Khi thanh chuyển động ổn định thì gia tốc của nó bằng 0

→ cường độ dòng điện trong mạch bằng 0

→ hiệu điện thế trên tụ bằng suất điện động cảm ứng: U = E = Blv

0,5

Bảo toàn năng lượng:

hay

222

vlCB

0,5

CB l m+

0,5

Câu6((2 điểm)Một đoạn mạch điện được mắc như hình vẽ.

Các điện trở chưa biết giá trị, điện trở dây nối không đáng kể.

- Dụng cụ thí nghiệm: một ôm kế (đồng hồ đo điện trở) và một đoạn dây

dẫn (có điện trở không đáng kể).

- Yêu cầu: xác định giá trị của R

mà không tháo rời các điện trở khỏi mạch.

(1,0 điểm) Một đoạn mạch điện được mắc như hình vẽ. Các điện trở chưa

biết giá trị, điện trở dây nối không đáng kể.

- Dụng cụ thí nghiệm: một ôm kế (đồng hồ đo điện trở) và một đoạn dây

dẫn (có điện trở không đáng kể).

- Yêu cầu: xác định giá trị của R

mà không tháo rời các điện trở khỏi mạch.

ĐÁP ÁN Câu 6(2 điểm)

(1đ)

Ta gọi giá trị của bộ điện trở gồm R

, R

là R và giá trị của bộ điện trở gồm R

, R

là R’,

mạch điện trở thành như hình vẽ:

……………………………………………………………………………………………………………………………………..

- Nối tắt C với B bằng dây nối, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và B ta sẽ đo được giá trị điện trở

của bộ gồm R và R’ mắc song song, số chỉ ôm kế là r

, ta có

(1) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

- Nối tắt A và C, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và B thì ôm kế chỉ r

(2) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

- Nối tắt A và B, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và C, số chỉ ôm kế là r

(3)

Từ (1), (2), (3) suy ra R

+ r

- r

…………………………………………………………………………………………………….

0,5

R’

Trang 18

Hình 1

......................HẾT.......................

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

QUẢNG NAM

KỲ THI HỌC SINH GIỎI OLYMPIC QUẢNG NAM NĂM 2017

ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ - KHỐI 11

Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề)

Câu 1 (3.0đ):

Mét buồng m¸y chuyÓn ®éng lªn cao theo phương thẳng đứng với gia tèc a = 2m/s

. Vµo lóc

buồng m¸y cã vËn tèc v = 4m/s th× tõ trÇn của buồng m¸y cã mét vËt b¾t ®Çu r¬i xuèng. BiÕt

kho¶ng c¸ch tõ trÇn ®Õn sµn buồng m¸y lµ h = 4,8m. LÊy g= 10m/s

a.TÝnh thêi gian r¬i cña vËt

b.Tính độ dịch chuyển của vật và quãng đường mà vật đã đi được trong thời gian đó

Câu 2 (3.0đ):

Một mol khí đơn nguyên tử lí tưởng được biến đổi theo

một chu trình như đồ thị Hình 1, biết T

= T

, đồ thị

đoạn 3 → 1 là đoạn thẳng

a. Tính p

theo p

b. Xác định nhiệt độ cực đại của mol khí trong

chu trình đó

c. Tính nhiệt lượng khí trao đổi trong mỗi quá trình

Câu 3(4 đ). Một electron bay với động năng ban đầu W

= 3000 eV vào trong một tụ điện phẳng

không khí theo hướng hợp với bản dương một góc α = 30

. Cho biết chiều dài của tụ điện là l =

10cm, khoảng cách giữa hai bản là d = 2cm, bỏ qua tác dụng của trọng lực.

a.Viết phương trình quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường.

b. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song song với các

bản tụ.

Biết 1eV = 1,6.10

-19

Câu 4(4 đ).

Cho mạch điện có 4 đầu dây ra 1, 2, 3, 4 như hình vẽ (H1): nguồn điện không đổi có U = 2V,

3 điện trở giống nhau R =10Ω

a.Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) bằng tụ điện C

= 2μF, và nối vào giữa hai đầu

(2) và (4) bằng tụ điện C

= C

. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và điện tích trên các

tụ

b.Bỏ các tụ ở câu a ra khỏi mạch. Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) và giữa hai đầu

(2) và (4) bằng hai dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua các điện

trở và qua hai dây vừa nối, chỉ rõ chiều dòng điện qua các điện trở

b.Không nối gì vào hai đầu dây 1, 2 mà chỉ nối vào:giữa (3) và (4) một biến trở có điện trở tham

U ( H1)

+ -

Trang 19

ε, r

gia vào mạch là R

. Tính R

để công suát tiêu thụ trên R

cực đại. Tính giá trị cực đại này

Câu 5(4 đ). Thanh kim loại CD chiều dài l = 20 cm khối

lượng m = 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song

nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ bên. Hệ

thống được đặt trong từ trường đều B có B = 0,2T và

hướng thẳng đứng từ trên xuống. Hệ số ma sát giữa CD và

ray là μ = 0,1. Điện trở toàn mạch là 10Ω

Lấy g=10m/s

. Biết thanh CD trượt đều sang trái với tốc

độ 5m/s

a.Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua thanh

b.Xác định U

Câu 6 (2.0đ): Phương án thực hành

a. Nội dung đề thi. Lắp đặt mạch điện như hình vẽ. Tìm giá trị điện trở R

của vôn kế

b. Dụng cụ thực hành

- 01 pin điện hóa ( chưa biết suất điện động và điện trở trong ); - 01 biến trở núm xoay (loại 10Ω x10 )

- 01 miliampe kế một chiều ; - 01 vôn kế một chiều ( có điện trở R

)

- 01 điện trở R

= 10Ω ; - 01 bảng lắp ráp mạch điện; - 01 ngắt điện. Các dây nối cần thiết ( điện trở không

đáng kể )

-------HẾT-------

Trang 20

Hình 4

Câu

Nội dung đáp án

Biểu

điểm

(3,0đ)

a. Tính thời gian rơi (2đ)

Chọn trục Ox hướng lên gán với mặt đất, gốc toạ độ là sàn buồng máy lúc buồng máy có

vận tốc v

= 4m/s, gốc thời gian lúc buồng máy có vận tốc v

= 4m/s (0,5đ)

- Lập phương trình sàn buồng máy (x

) (0,5đ)

- Lập phương trình vật (x

) (0,5đ)

- Cho x

= x

→ t = 0,89s (0,5đ)

b.TÝnh ®é dÞch chuyÓn(∆x) cña vËt vµ qu·ng ®-êng (s) mµ vËt ®· ®i ®-îc trong

thêi gian ®ã

- ∆x = x

- x

= -5t

+ 4t ; x

= h = 4,8 m (0,5đ)

- Tính toán ∆x = - 0,44m (0,25đ)

- Đường đi: s = s

+ s

= 0,8 + 1,2005 = 2,0005(m) (0,25đ)

( s

là đoạn đường vật đi trong 0,4s đầu, s

là đoạn đường vật rơi tự do trong 0,49s còn lại)

2,00đ

1,00đ

(3,0đ)

= T

a. Tính p

theo p

= p

, T

= T

/2 = T

/2; (0,25đ)

Vậy p

3 =

(0,25đ)

b. Xác định nhiệt độ cực đại của mol khí trong chu trình

Viết phương trình đường thẳng qua (3) và (1): p = aV + b (1), với

a = -p

/ 2V

, b = 3p

/2 (0,50đ)

Lại có pV = nRT = RT (2) (0,25đ)

Từ (1) và (2) suy ra T = Ap

-Abp, với A = 1/aR (0,25đ)

Đạo hàm T’ = A(2p-b), T’=0 => T

max

= - Ab

/4 = 9T

/8 khi p=b/2 = 0,75p

Vậy T

max

= 9T

/8 (0,5đ)

c. Tính nhiệt lượng khí trao đổi trong mỗi quá trình

- Từ 1→ 2:

= A

+ ∆U

= 0,5p

( V

-2V

) + 0,5iR( T

- T

) = -1,25RT

(0,25đ)

- Từ 2→ 3:

= A

+ ∆U

= 0 + inR∆T/2 = 3.1.R T

/4 = 0,75RT

(0,25đ)

- Từ 3→ 1:

= A

+ ∆U

, với

= 0,5(p

/2)(2V

-V

) = 3p

/4 = 0,75RT

∆U

= 0,5iR∆T = 0 ( vì T

= T

)

Vậy Q

= 0,75RT

(0,50đ)

0,50đ

1,50đ

1,0đ

Trang 21

(4,0đ)

a. Viết phương trình quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường.

x = (v

cosα)t ; (0,5đ)

y = (v

sinα)t – 0,5at

; (0,25đ)

a = qU/md (0,25đ)

Vậy

(1,0đ)

b. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song

song với các bản tụ.

Khi vừa ra khỏi tụ x = ℓ → t = ℓ/v

cosα ; (0,5đ)

Vì ra tụ electrôn bay song song với bản tụ nên lúc này v

= 0 hay

sinα – at = 0 → a = (v

sinα)/t = ((v

)

sinαcosα)/ℓ = qU/md ; (0,5đ)

Suy ra U = (md(v

)

sin2α)/2ℓq = 15000√3 (V); (1,0đ)

2,0đ

(4,0đ)

Câu 4(4 đ).

a.Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) bằng tụ điện C

= 2μF, và nối vào giữa hai đầu

(2) và (4) bằng tụ điện C

= C

. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và điện tích trên các

tụ

- Cường độ dòng điện qua các R đều bằng nhau và bằng

I = U/3R = 2A/30 = 0,067A (0,5đ)

- Q

= Q

= CU

= C(I2R) = 220/15 = 2,67 (μC) (1,0đ)

b.Bỏ các tụ ở câu a ra khỏi mạch. Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) và giữa hai đầu

(2) và (4) bằng hai dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua các điện

trở và qua hai dây vừa nối, chỉ rõ chiều dòng điện qua các điện trở

- Lúc này 3 điện trở mắc song song nên cường độ dòng điện qua các R đều bằng nhau và

bằng I

= U/R = 0,2A (0,5đ)

- Cường độ qua mạch chính I = 3U/R và tại nút B thì I = I

+ I

, tại nút C thì

I = I

+ I

→ I

= I

= 2U/R = 0,4A (0,5đ)

là cường độ dòng điện qua dây nối (1) với (3)

là cường độ dòng điện qua dây nối (2) với (4)

- Chiều dòng điện qua R ở đoạn BM là từ B → M; chiều dòng điện qua R ở đoạn MN là

từ N → M; chiều dòng điện qua R ở đoạn NC là từ N → C (0,5đ)

b.Chỉ mắc thêm vào:giữa (3) và (4) một biến trở có điện trở tham gia vào mạch là R

. Tính R

để công suát tiêu thụ trên R

cực đại. Tính giá trị cực đại này

Thiết lập P

= (U

)

= U

/ (3R

+ 2R)

(0,5đ)

Suy ra P

max khi 3R

= 2R →. R

= 20/3 Ω (0,25đ)

1,5đ

1,0đ

U ( H1)

+ -

Trang 22

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT

THÁI PHIÊN

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ

KÌ THI THI OLYMPIC 24/3 QUẢNG NAM

LẦN THỨ II - NĂM 2017

Môn: VẬT LÍ 11

Khóa ngày: 25/3/2017

Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)

Thế số, tính đúng P

max

= U

/36R

= 1W/60 = 0,0167W (0,25đ)

(4,0đ)

Câu 5(4 đ).

a.Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua thanh

Lực từ F tác dụng lên CD cân bằng với lực ma sát :

F = F

= μP = 0,1(N) (1,0đ)

Cường độ dòng điện tổng hợp I qua CD: I = F/Bℓ = 2,5A và

có chiều từ D→ C ( 1,0đ)

b.Xác định U

Cường độ dòng điện cảm ứng qua CD có độ lớn I

= E

/R = Bℓv/R = 0,02(A) và có

chiều từ C→.D. ( 1,0đ)

do đó cường độ dòng điện do nguồn U phát ra là

= I + I

=2,52A (0,5đ)

Suy ra U = I

R = 25,2V → U

= -25,2V (0,5đ)

2,0đ

(2,0đ)

Phương án thực hành

Mắc nối tiếp vôn kế ( thang đo 10V) với ampe kế thang đo 50μA, rồi mắc chúng song song với

biến trở tức là mắc chúng vào giữa M và N

(2,00

đ)

Trang 23

Đề có 02 trang

Câu 1. (3,0 điểm) Trên mặt bàn nằm ngang có một

thanh gỗ AB có chiều dài l=1 m. Vật nhỏ m đặt tại mép

A của thanh ( Hình 1). Hệ số ma sát giữa vật với

thanh là μ = 0,4.

a) Giữ đầu B của thanh cố định, nâng dần đầu A.

Hỏi khi đầu A ở độ cao bằng bao nhiêu thì vật bắt đầu

trượt xuống.

b) Đầu A được giữ ở độ cao h = 30 cm. Vật m được truyền cho vận tốc ban đầu v

dọc theo

thanh. Tìm giá trị nhỏ nhất của v

để vật đi hết chiều dài của thanh.

c) Thanh được đặt nằm ngang và có thể chuyển động không ma sát trên sàn. Tác dụng một lực

kéo F có phương nằm ngang lên đầu A. Kết quả là vật m sẽ bị trượt về phía đầu B. Cho biết thời gian

để vật m đi hết chiều dài thanh là t = 1 s. Tìm giá trị của F. Cho khối lượng của vật nhỏ m = 1 kg,

khối lượng của thanh là M = 2 kg.

Câu 2. (3,0 điểm) Một khối khí lí tưởng đơn nguyên tử biến đổi trạng thái theo chu trình 1-2-3-1.

Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích, 2-3 là quá trình đẳng áp, 3-1 là quá trình mà áp suất p biến thiên

theo hàm số bậc nhất đối với thể tích V. Biết áp suất và thể tích của khối khí tại các trạng thái 1, 2, 3

tương ứng lần lượt là p

= p

, V

= V

; p

= 2p

, V

= V

; p

= 2p

, V

= 2V

a)Hãy vẽ hình biểu diễn chu trình nêu trên trong hệ tọa độ p-V.

b)Tính hiệu suất của chu trình.

Câu 3: (4 điểm) Có 4 quả cầu nhỏ giống hệt nhau, mỗi quả có khối lượng m, điện tích q. Treo 4 quả

vào điểm O bằng 4 sợi dây mảnh cách điện dài l. Khi cân bằng, bốn điện tích nằm tại 4 đỉnh của

hình vuông ABCD cạnh a=l.

a) Tính lực điện do ba điện tích đặt tại A, B, D tác dụng lên điện tích đặt tại C theo q, l và hằng

số điện k.

b) Tính giá trị của q theo m, l và gia tốc trọng trường g.

Áp dụng bằng số: l=20cm, m=

(1 2 2)+

gam, g=10m/s

, k=

9.10 ( )

Câu 4: (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ 2, E

=3V,

=3,6V, R

=10Ω, R

=20Ω, R

=40Ω, bỏ qua điện trở

trong của hai nguồn. Tụ có điện dung C=1μF.

c) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện qua

nguồn E

và điện tích của bản tụ nối với M.

b)Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn

và điện lượng chuyển qua R

Câu 5: (4 điểm) Một sợi dây dẫn đồng nhất, tiết diện ngang S

= 1 mm

điện trở suất  = 2.10

-8

m, được uốn thành một vòng tròn kín (như

hình 3), bán kính r = 25 cm. Đặt vòng dây nói trên vào một từ trường

đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Cảm

ứng từ của từ trường biến thiên theo thời gian B = kt, với t tính bằng

đơn vị giây (s) và k = 0,1 T/s.

a/Tính cường độ dòng điện cảm ứng trong vòng dây.

Hình 1

Hình 2

Hình 3



Trang 24

b/Tính hiệu điện thế giữa hai điểm bất kì trên vòng dây.

c/Nối vào giữa hai điểm M, N trên vòng dây một vôn kế (có điện trở rất lớn) bằng một dây dẫn

thẳng có chiều dài MN = r 2 như hình vẽ. Tính số chỉ của vôn kế.

Câu 6:(2 điểm) Cho một viên pin, một ampe kế, một cuộn dây có điện trở suất ρ đã biết, dây nối

có điện trở không đáng kể, một kéo cắt dây, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm.

Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần đúng suất điện động của viên pin.

- - - Hết - - -

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT

THÁI PHIÊN

ĐÁP ÁN

KÌ THI THI OLYMPIC 24/3 QUẢNG NAM

LẦN THỨ II - NĂM 2017

Môn: VẬT LÍ 11

Khóa ngày: 25/3/2017

Câu

Đáp án

Điểm

Trang 25

Câu 1:

(3 điểm)

a. Vật sẽ bắt đầu trượt xuống khi góc nghiêng: tan α = μ → α = 21,8

→ độ cao của đầu A: h = l. Sin α = 37,1 cm.

b. – Với h = 30 cm → α = 17,46

- Gia tốc của vật m tính theo công thức:

= g (sin α – μ.cos α) = - 0,82 m/s

- quãng đường dài nhất mà vật đi được trên thanh : S

max

−

- để vật đi hết chiều dài của thanh thì: S

max



→ v



1,28 m/s.

c. Lực ma sát giữa vật và thanh: F

= μ.m.g = 4 N.

- định luật II Newton cho thanh: a

−

- chọn hệ quy chiếu gắn với thanh. Phương trình định luật II Newton

cho vật là:

1 ms

m.a F

F 4 F

m 2 2

−

= − = −

(1)

- trong hệ quy chiếu gắn với thanh thì vật m chuyển động nhanh dần

đều không vận tốc ban đầu nên thời gian chuyển động của vật là:

t =

2.l

= 1 s

→ a

= 2 m/s

Thay vào (1) ta được F = 16 N.

0,25x2

0,25

Câu 2:

(3 điểm)

a)Hình vẽ biểu diễn chu trình:

- Xác định được tọa độ 1;2;3 trên đồ thị

- Vẽ đồ thị

- Công mà khí thực hiện trong chu trình

A =

(2p

– p

)(2V

– V

) =

-Ta xét từng quá trình để xác định Q

và Q

+ Quá trình 1-2

Đẳng tích, công A

’ = 0, áp suất tăng suy ra nhiệt độ tăng và

= ΔU

> 0

+ Quá trình 2-3

Đẳng áp Q

= A

’ + ΔU

= 2p

+ 3p

= 5p

= Q

+ Q

0,5

0,25

Trang 26

Hiệu suất H =

= 7,7%

0,25x2

Trang 27

Câu 3:

(4 điểm)

a) Lực tác dụng vào điện tích đặt tại C như hình vẽ.

AC BC DC

F F F F+ + =

(1)

Do tính đối xứng nên lực

cùng chiều với AC

Chiếu phương trình (1) lên phương AC ta được:

F = F

+ F

cos45

+ F

cos45

→

kq 1







b) Xét quả cầu C. Các lực tác dụng vào quả cầu gồm:

, , , ,

AC BC DC

T P F F F

Tại vị trí cân bằng của quả cầu C:

AC BC DC

T P F F F+ + + + =

→

F P T+ = −

(như hình vẽ)

→ Hợp lực của

FP+

phải có phương của dây treo OC.

Do =45

nên

( )

0,5 2

(0,5 2)

kq mgl

F P mg q

= → = + → =

1. Thay số:

3.10qC

−

0,5

0,25

0,5

0,25

0,5

0,25

Câu 4:

(4 điểm)

a) K mở: dòng qua nguồn E

là:

I 1,0

Điện tích trên tụ là q

= U

.C= (E

-I

).C = 2,6μC

Và cực dương nối với M.

b) K đóng, vẽ lại đúng mạch điện:

Áp dụng định luật Ôm ta có:

0,25

0,25x2

0,25

0,5

0,25

Trang 28

NB 1

NB 2

I (1)...........

I (2)

I (3)

−+

Lại có: I

=I+I

(4).

Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được:

=1,2V, I

= 0,18A, I

= 0,12A, I= 0,06A ……………

Hiệu điện thế trên tụ: U

= U

+ U

= E

-I

= 1,8V.

Điện tích trên tụ: q = U

.C = 1,8μC, cực dương nối với M………

Điện lượng chuyển qua R

là: Δq = |q

-q| = 0,8 μC.........

0,25

Câu 5:

(4 điểm)

a/ 1,5đ

1,0đ

1,5đ

Độ lớn suất điện động cảm ứng trên vòng dây

E =





t

(BS)

t

r

.(kt)

t

= kr

…………

Điện trở vòng dây R = 

= 

2r

.…………….

Cường độ dòng điện cảm ứng

I =

kr



2r

krS

2

0,1.0,25.10

-6

2.2.10

-8

= 0,625 A

-------------------------------------------------------------------------------------

Lấy hai điểm M, N trên vòng dây, chia vòng dây làm hai cung có

chiều dài là l

, l

Vòng dây tương đương với mạch kín gồm hai nguồn E

, r

và E

, r

trong đó

hay E

= E

………………

Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch MN ta

có

I =

+ U

- U

……………

 U

- E

+ r

= 0 ………

---------------------------------------------------------------------------------

Sợi dây nối vôn kế giữa M và N chia diện tích vòng dây thành hai

phần

0,25

, r

Trang 29













-1

= S - S

= .r













-1 =













3

+1 =

3 + 2

 - 2

…

Suất điện động và điện trở trên cung l

và l

có độ lớn tương ứng



t

= kS

và E



t

= kS

3 + 2

 - 2

……

= 3r

r =

3r

…………………

Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch MN ta có

I =

+ U

- U

 U

- E

+ r

3 + 2

 - 2

- 3E

 - 2

Hay U

0,1.0,25

= 3,125.10

-3

0,25

Câu 6:

(2 điểm)

- Đo chiều dài dây dẫn bằng giấy kẻ ô. Để xác định đường kính d của

dây, cuốn nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo

bề rộng của N vòng đó rồi chia cho N ta được d

- Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất. Lập mạch điện kín gồm

nguồn điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế, khi đó đo đươc cường độ

dòng điện chạy qua ampe kế là:

(1)

Trong đó E, r là suất điện động, điện trở trong của nguồn, R là điện trở

của đoạn dây đã cắt ra.

- Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại ¾ chiều dài (hoặc một

nửa chiều dài,…) rồi lắp lại vào mạch và đo cường độ dòng điện:

(2)

Từ (1) và (2) rút ra:













−=

(3)

Thay (3) và (1) hoặc (2) tìm được:

)'(

'..4

IId

dSII

−

===













−











0,5

0,25

- - Hết - -

TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG

ĐỀ OLYPIC VẬT LÝ 11

NĂM HỌC 2016 – 2017

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ

Bài 1



Trang 30

1. (2điểm): Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 10g mang điện tích

dương q=

-7

C được thả không vận tốc đầu từ đỉnh B của mặt phẳng

nghiêng BC=20cm và hợp với phương ngang góc α=30

. Hệ thống

được đặt trong một điện trường đều E=10

V/m có đường sức nằm

ngang như hình vẽ . Cho hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng

là µ=0,2, tính vận tốc của quả cầu ở chân mặt phẳng nghiêng. Lấy

g=10m/s

2. (1 điểm) Một băng chuyền nghiêng góc  so với phương

ngang, đang chuyển động với vận tốc v

xuống dưới. Một viên

gạch có khối lượng m nằm trên băng chuyền và được giữ yên bằng

một sợi dây như hình vẽ. Người ta cắt đứt sợi dây. Tính công của lực

ma sát tác dụng lên viên gạch cho đến thời điểm viên gạch đạt vận tốc

của băng chuyền. Cho hệ số ma sát giữa viên gạch và băng chuyền là k.

Bài 2: (3,0 điểm)

Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình như sau:

Từ trạng thái 1 có thể tích V

= 10 , nhiệt độ T

= 600K dãn nở đẳng nhiệt sang trạng thái 2

có thể tích V

= 2V

; rồi bị nén đẳng áp đến trạng thái 3 có thể tích V

= V

; rồi bị nén đẳng nhiệt

đến trạng thái 4; sau đó trở lại trạng thái 1 bằng quá trình đẳng áp.

a. Xác định đầy đủ các thông số tương ứng với các trạng thái 1, 2, 3, 4 của khí. Vẽ đồ thị biểu

diễn chu trình trong hệ tọa độ (p-V).

b. Tính công mà khí sinh ra trong cả chu trình.

Cho hằng số khí lý tưởng R = 8,31J/mol.K.

Bài 3: (4 điểm)

1. Một hạt bụi có khối lượng m = 5.10

-4

g, mang điện tích q > 0 (coi là điện tích điểm), nằm lơ lửng

giữa hai bản tụ điện nằm ngang và cách đều hai bản tụ. Khoảng cách giữa hai bản tụ là d = 1cm,

hiệu điện thế giữa hai bản tụ khi đó là U

= 200V. Lấy g = 10m/s

a. Tính độ lớn điện tích q của hạt bụi.

b. Xoay hai bản tụ thẳng đứng và giảm hiệu điện thế còn U

= 100V rồi đặt hạt bụi trên vào vị trí

cũ. Hỏi sau bao lâu hạt bụi chuyển động tới bản âm? Tính vận tốc của hạt bụi khi đó.

2. Một khối cầu đồng chất bán kính R tích điện đều với mật độ điện tích khối . Chọn mốc điện thế

tại vô cùng. Tính điện thế tại một điểm cách tâm khối cầu một đoạn r.

Bài 4. (4 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động

E=8V, điện trở trong r=2



. Điện trở của đèn R



, điện trở



, điện trở ampe kế không đáng kể.

a) Khoá K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy khi điện trở

của phần AC của biến trở AB có giá trị 1



thì đèn tối nhất. Tính điện

trở toàn phần của biến trở.

b) Mắc một biến trở khác thay vào chỗ của biến trở đã cho và

đóng khóa K. Khi điện trở của phần AC bằng 6



thì ampe kế chỉ

A. Tính giá trị toàn phần của biến trở mới.



Hình bài 4

E,r

Trang 31

Bài 5 (4 điểm)

Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở

0,5R =

. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài

14l cm=

, khối lượng

2mg=

, điện trở

0,5r =

tì vào hai

thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại

đó. Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim

loại có cảm ứng từ

0,2BT=

. Lấy

9,8 /g m s=

a) Xác định chiều dòng điện qua R.

b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau

một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc

chuyển động đều ấy và tính U

c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm

ngang một góc



. Độ lớn và chiều của

vẫn như cũ. Tính

vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và U

Bài 6:(2 điểm)

Xác định điện tích nguyên tố

Dụng cụ:

Bình điện phân, nguồn điện, cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây, các dây nối có điện trở không đáng

kể.

Yêu cầu:

- Trình bày cơ sở lý thuyết xác định điện tích nguyên tố (dựa trên các dụng cụ nói trên)

- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.

ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG

Bài 1

(2đ)

Lực tác dụng lên quả càu gồm: trọng lực, phản lực, lực điện, lực ma sát, kí hiệu

tương ứng là:

msđ

FFNP



,,,

…………………………………………………………………………………..

- Theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng ta có:

P.cosα = N + F

. sinα → N = mg.cosα – q.E.sinα (1)

…………………………………………………………………………………..

- Theo phương chuyển động của vật:

mg.sinα + F

.cosα - µN = ma (2)

…………………………………………………………………………………..

Thay (1) và (2) và biến đổi ta được:

a = g.(sinα - µcosα) +

.(cosα+µsinα) ≈ 4,94m/s

………………………………………………………………………………….

Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: v =

2.a.BC

≈ 1,4m/s

0,25đ

……

0,5đ

……

0,5đ

……

0,5đ

……

…….

•

Trang 32

0,25đ

Lực tác dụng lên viên gạch gồm: Trọng lực P, phản lực N và lực ma sát trượt

Fms.

Áp dụng định lí động năng cho chuyển động của viên gạch từ lúc cắt dây đến

lúc đạt vận tốc v0:

Ap + AFms = Wđ

Suy ra:

. mvsFmgh

Hay:

cos.sin.. mvkmgssmg =+



Quãng đường viên gạch đi được:

)cos(sin2



Công của lực ma sát:

)cos(sin2

.cos





vkmg

sFA

msFms

Vậy



tan

Fms

0,25

0,5

Bài 2

(4 điểm)

a. Xác định các thông số trạng thái và vẽ đồ thị:

Áp dụng phương trình trạng thái cho khí ở trạng thái 1:

( )

1 1 1 1

8,31.600

p V RT V 49,86.10 m 49,86

p 10

−

=  = = = =

Từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, khí dãn nở đẳng nhiệt: T

= T

= 600K, V

= 2V

1 1 1 1 1

p V p V p

49,86.10

p 24,93.10 Pa

V 2V 2 2

= = = = =

Từ trạng thái 2 sang trạng thái 3, khí bị nén đẳng áp: p

= p

= 24,93.10

Pa,

VV=

1 2 2

VT T

600

T 300K

V 2V 2 2

= = = = =

Từ trạng thái 3 sang trạng thái 4, khí bị nén đẳng nhiệt: T

= T

= 300K

Từ trạng thái 4 sang trạng thái 1, khí biến đổi đẳng áp: p

= p

= 49,86.10

( )

24,93.10 .0,01

p 49,86.10

5.10 m 5

−

Như vậy ta có các trạng thái của khí:

(2,0)

0,25

0,5

0,25

0,5



Trang 33

p 49,86.10 Pa p 24,93.10 Pa

(1) V 10 (2) V 20

T 600K T 600K

p 24,93.10 Pa

p 49,86.10 Pa

(3) V 10 (4) V 5

T 300K





=  =











 =  =







Đồ thị như hình 3.

b. Công thực hiện trong các quá trình

Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2):

12 1

A RT ln 8,31.600.ln 2 3456J

= = =

Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (2) sang trạng thái (3):

4 2 2

23 2 3 2

A p (V V ) 24,93.10 (10 2.10 ) 2493J

−−

= − = − = −

Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (3) sang trạng thái (4):

34 3

A RT ln 8,31.300.ln 1728J

= = = −

Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (3) sang trạng thái (4):

4 2 2

41 1 1 4

A p (V V ) 49,86.10 (10 0,5.10 ) 2493J

−−

= − = − =

Công chất khí nhận được trong một chu trình là:

A = A

+ A

= 1728J

(2,0)

0,25

Bài 3

(4 điểm)

a. Hạt bụi lơ lửng giữa hai bản tụ: (Thí sinh vẽ hình)

P F 0+=

mgd 5.10 .10.10

q 2,5.10 C

U 200

−−

−

 = = =

(1,0)

0,5

b. khi thay hiệu điện thế U

= 100V, độ lớn lực điện tác dụng vào hạt bụi là:

qU qU

mgd mg

d 2d 2d 2

= = = =

gia tốc theo phương ngang là:

a 5m / s

m 2m 2

= = = =

thời gian kể từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi hạt bụi tới bản âm là:

2x d 10

t 0,045s

a a 5

−

= = = 

Gia tốc:

a a a=+

với

vận tốc hạt bụi khi đó là

(2,0)

0,5

Hình 3

Trang 34

2 2 2 2

v a.t a a .t g .t 5 5.0,045 0,5m/ s

= = + = + = 

0,5

* Nếu r  R

V k k



* Nếu r < R

Cường độ điện trường tại điểm M cách tâm

một đoạn r chỉ do khối cầu (O, r) gây ra.

E k r

   

Đồ thị E như hình vẽ.

Hiệu điện thế giữa hai điểm M và A là U

có

độ lớn bằng diện tích phần gạch chéo của hình thang FGHI ta có:

2 ( ) 2 ( )

()

k R r k R r

U R r

   

+−

= − =

Điện thế tại điểm M là:

2 (3 )

M MA A

k R r

V U V



−

= + =

0,5

Bài 4

a) Gọi điện trở toàn phần của biến

trở là R, điện trở toàn phần AC là x.

Khi K mở ta có mạch như hình vẽ

điện trở toàn mạch

3( 3) ( 1) 21 6

x x R x R

R R x

+ − + − + +

= − + + =

Cường độ dòng điện qua đèn:

( 1) 21 6

CD CD

U I R

x R x R x R x R

===

+ + − + − + +

Khi đèn tối nhất thì I

nhỏ nhất hay mẫu

số lớn nhất

−

Theo đề bài x=1



. Vậy R=3



b) khi K đóng ta có mạch như hình vẽ (0,25đ)

0,5

E,r

R’- 6

x=6

E,r

R- x

Trang 35

điện trở toàn mạch

17 60

4( 3)

−

R’ là điện trở toàn phần của biến trở mới

Có

32( 3) 48 5

17 60 17 60 3

A BC

I I I A

−

= − = − =

−−

12R = 

0,5

Bài 5

a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng.

Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng

sinh ra

ngược chiều

(Hình vẽ).

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều

từ A → B.

b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực

P mg=

nên

thanh chuyển động nhanh dần → v tăng dần.

- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm

tác dụng của lực từ

F BIl=

có hướng đi lên.

- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là:

e Blv





nên

e Blv

R r R r

B l v

→=

Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh

chuyển động thẳng đều.

-Khi thanh chuyển động đều thì:

2 2 3

2 2 2 2

( ) (0,5 0,5).2.10 .9,8

25( / )

0,2 .0,14

B l v R r mg

F mg mg v m s

R r B l

−

= → = → = = =

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

0,2.0,14.25

. . .0,5 0,35( )

0,5 0,5

Blv

U I R R V

= = = =

c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ

bên:

- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi

ta thay P bằng Psin, thay B bằng B

với

=Bsin.

- Lập luận tương tự ta có:

2 2 3 0

2 2 2 2

( sin ) ( ) sin (0,5 0,5).2.10 .9,8.sin60

sin sin 28,87( / )

( sin ) (0,2.sin60 ) .0,14

B l v R r mg

F mg mg v m s

R r B l





−

= → = → = = =

0,5

•



Trang 36

Bài 6

(2đ)

1) Cơ sở lý thuyết:

- Gọi n là hóa trị của chất. Số các nguyên tử xuất hiện

ở điện cực:

q I t

ne ne



(2)

- Mặt khác: Gọi N

là số Avogadro, A là khối lượng

mol của chất ta có:

Số các nguyên tử đó là:

NN=

(3)

Từ (2) và (3) ta tìm được:

. ( ).

A I t A I t

n m N n m m N



−

0,25

0,5

2) Thiết lập mạch điện, phương án tiến hành thí nghiệm:

- Mắc mạch điện theo sơ đồ thông thường một mạch kín bao gồm:

Nguồn điện - Ampe kế - Bình điện phân.

- Dùng Ampe kế xác định dòng điện I chạy qua dung dịch điện phân.

- Dùng đồng hồ đếm thời gian để xác định thời gian Δt mà dòng điện đi qua.

- Xác định khối lượng m của chất bám vào điện cực:

Bằng cách dùng cân để đo khối lượng m

điện cực trước khi mắc vào mạch,

sau đó đo khối lượng m

của điện cực đó sau khi cho dòng điện đi qua chất

điện phân và tính được khối lượng: m = m

- m

(1)

0,25

ĐỀ THI VẬT LÍ OLIMPIC 11

Năm học 2016-2017

Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Bài1: (4 điểm)

Vật A được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao

300m

so với mặt đất với vận tốc ban đầu

20 /ms

Sau đó

vật B được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao

250m

so với măt đất với vận tốc ban

đầu

25 /ms

Bỏ qua sức cản không khí, lấy

g =

10 /ms

. Chọn gốc toạ độ ở mặt đất, chiều dương

hướng thẳng đứng lên trên, gốc thời gian là lúc ném vật A.

a.Viết phương trình chuyển động của các vật A, B?

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

sin . 0,2.sin60 .0,14.28,87

. . .0,5 0,35( )

0,5 0,5

B lv

U I R R V



= = = =

0,5

Trang 37

b.Tính thời gian chuyển động của các vật?

c.Thời điểm nào hai vật có cùng độ cao?Xác định vận tốc các vật tại thời điểm đó?

Bài 2: (4 điểm)

Vật khối lượng m được kéo đi lên trên mặt phẳng nghiêng với lực

hợp với mặt phẳng

nghiêng góc



. Mặt phẳng nghiêng góc



so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật

và mặt phẳng nghiêng là



a) Tìm biểu thức tính F khi vật đi lên đều theo mặt phẳng nghiêng.

b) Với m = 5kg,



0,5



, lấy g = 10m/s

. Xét vật đi lên đều, tìm



để F nhỏ nhất, tìm

giá trị lực F nhỏ nhất đó.

Bài 3: (4 điểm)

Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện

một chu trình 1 – 2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T

như hình bên. Cho P

= 10

Pa; T

= 300K.

a) Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.

b) Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại

chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T (cần ghi rõ

giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình).

c) Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu

trình.

Bài 4: (5 điểm)

1.Có một số điện trở r = 5 (



). Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành

mạch có điện trở 3 (



). Xác định số điện trở r, vẽ sơ đồ mạch ?

2.Cho mạch điện như hình vẽ : trong đó E

= 6V; r

=1Ω; r

=3Ω; R

=6Ω.

a) Vôn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tính suất điện động E

b) Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E

thì vôn kế V chỉ bao nhiêu?

Bài 5: (3 điểm) Phương án thí nghiệm:





Trang 38

Cho một nguồn điện không đổi (có điện trở trong), và 2 vôn kế khác nhau có điện trở hữu

hạn.Bằng kiến thức đã học, hãy trình bày phương án xác định suất điện động của nguồn điện

bằng một số tối thiểu mạch điện chỉ dùng các vôn kế.

Trang 39

ĐÁP ÁN

BÀI

HƯỚNG DẪN GIẢI

ĐIỂM

a. Viết phương trình chuyển động của các vật:

Chọn trục Ox hướng lên , gốc tại mặt đất, t = 0 khi ném vật A ta có;

300 20 5

250 25( 1) 5( 1) ; 1

x t t

x t t t

= + −

= + − − − → 

b. Vật A chạm đất khi

0; 300 20 5 0x t t= → + − =

Giải pt ta có:

11 12

10 ; 6 0t s t s= = − 

(loại)

Vật B chạm đất khi

21 22

0 250 25( 1) 5( 1) 0

11 ; 4 0( )

x t t

t s t s loai

= → + − − − =

→ = = − 

Thời gian chuyển động của B là:

1 10t t s = − =

c. Hai vật cùng độ cao khi:

300 20 5 250 25( 1) 5( 1)

5,3

t t t t

+ − = + − − −

→=

Vận tốc của A khi đó:

20 33 /

v gt m s= − = −

Vận tốc của B khi đó:

25 10( 1) 18 / .

v t m s= − − =

0.5

0.25

Các lực tác dụng lên vật như hình 4

Vật chuyển động đều nên:

mst

F P F N+ + + =

(*)

Chiếu (*) lên: Ox:

os sin 0

mst

Fc P F



− − =

(2)

Oy:

sin cos 0F N P



+ − =

(3)

Thay

( )

cos sin

mst

F N P F

   

= = −

vào (2) ta được:

sin cos

os sin

  

  

Vì P = mg,



và



xác định nên F=F

min

khi mẫu số

os sinMc

  

cực đại.

Theo bất đẳng thức Bunhacôpxki:

( )( ) ( )

2 2 2 2

os sin sin os 1 1cc

      

+  + + = +

Dấu ‘=’ xảy ra

tan = 0,5 26,56

  

 =  =

Vậy khi

26,56



thì

min

sin cos

47,43

F F P N

  



= = =

0.5

0.25

0.5



mst

Hình 4



Trang 40

0.5

Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở

trạng thái 1 và 4 là bằng nhau: V

= V

. Sử dụng phương trình C-M ở trạng

thái 1 ta có:

1 1 1

P V RT



, suy ra:



Thay số: m = 1g;  = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T

= 300K và P

= 2.10

ta được:

1 8,31.300

3,12.10

4 2.10

−

b. Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau:

1 – 2 là đẳng áp; 2 – 3 là đẳng nhiệt;

3 – 4 là đẳng áp; 4 – 1 là đẳng tích.

Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ

V-T (hình b) như sau:

Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể

tích:

= 2V

= 6,24.10

– 3

; V

= 2V

= 12,48.10

– 3

Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

5 3 3 2

12 1 2 1

( ) 2.10 (6,24.10 3,12.10 ) 6,24.10

A p V V J

−−

= − = − =

5 3 2

23 2 2

ln 2.10 .6,24.10 ln 2 8,65.10

A p V J

−

= = =

5 3 3 2

34 3 4 3

( ) 10 (3,12.10 12,48.10 ) 9,36.10

A p V V J

−−

= − = − = −

vì đây là quá trình đẳng áp.

0.25

0.5

1.0

0.25

0.5

0.25

* Gọi điện trở của mạch là R

Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song.

Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với

một mạch nào đó có điện trở X như hình (a) .

Ta có :

0.25

P(10

Pa)

Hình a

V(l)

3,12

12,48

6,24

V(l)

Hình b

T(K)

3,12

12,48

6,24

300

600

150

Trang 41

R =



3 =



X = 7,5 (



)

Với X = 7,5 (



) ta có X có sơ đồ như hình (b)

Ta có : X = r + Y



Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 (



)

Để Y = 2,5 (



) thì phải có 2 điện trở r mắc song

song.

Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c).

a. Tính suất điện động E

+ Điện trở toàn mạch

=

= 4

)(

312

RRR

+ I đến A rẽ thành hai nhánh:

===

+ U

= U

+ U

= -R

+ E

– r

= 6 -3I

+ 6 -3I =

3

=> I = 1A, I = 3A.

- Với I= 1A:

+ E

= ( R + r

)I = 8 => E

= 2V

- Với I = 3A:

+ E

=8 *3 = 24 => E

= 18V

b. Đổi chỗ hai cực của nguồn E

thì vôn kế chỉ bao nhiêu

+ Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối

- Với E

= 2V< E

: E

phát , E

thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E

rrR

I 5,0

−

= U

+ U

=6 -3I = 4,5V

0.25

H.1

Trang 42

- Với E

= 18V > E

: E

là nguồn, , E

là máy thu

rrR

I 5,1

−

= U

+ U

= R

+ E

I = 6 +3I = 10,5V

0.25

Gọi điện trở của 2 vôn kế là X và Y. Gọi E và r lần lượt là suất điện động và

điện trở trong của nguồn. khi đó:

+ mạch ngoài gồm mỗi X thì

X E r

E X r U X

= = = +

(1)

(U1 là số chỉ của vôn kế X)

+ mạch ngoài gồm mỗi Y thì

Y E r

E Y r U Y

= = = +

(2)

(U2 là số chỉ của vôn kế Y)

Từ (1) và (2) ta có:

2 .( )

U U X Y

+ = + +

(3)

+mạch ngoài gồm X song song với Y thì

1 1 1

1 .( )

1 1 1

1 .( )

E U X Y

= =  = + +

+ + +

(4)

(U3 là số chỉ của 2 vôn kế )

Từ (3) và (4) ta có

1 2 3

1 (*)

1 1 1

E E E

U U U

+ − = === =

+−

0.5

1.0

Trang 43

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

ĐỀ CHÍNH THỨC

Họ và tên: …………………

Số báo danh:...........................

KÌ THI OLIMPIC TỈNH NĂM HỌC 2016 - 2017

Khóa ngày 25–3-2017

Môn: VẬT LÍ

LỚP 11 THPT

Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)

Bài 1: Một lượng khí lý tưởng thực hiện một chu trình được biểu diễn trong hệ toạ độ p-T như hình

vẽ. Biết V

= 4,2 lít.

a) Tính các thông số trạng thái (p, V, T) của khí ứng với các trạng thái 1, 2, 3. Vẽ đồ thị biểu diễn các

quá trình biến đổi của lượng khí trên trong hệ toạ độ p-V.

b) Trong quá trình đẳng áp, công mà khí sinh ra bằng bao nhiêu?

c) Trong quá trình đẳng tích, nội năng của khí thay đổi một lượng 465J. Biến thiên nội năng của khí

trong quá trình này là bao nhiêu? Tại sao?

d) Trong quá trình đẳng áp, khí nhận vào hay tỏa ra bao nhiêu nhiệt lượng?( 4 đ)

Bài 2: Một thang cuốn tự động đưa khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong một phút . Nếu thang ngừng

thì người khách phải đi bộ thì phải lên trong 3 phút. Hỏi nếu thang chạy mà khách vẫn bước lên thì

mất bao lâu ?

Bài 3: Ở mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động E = 8V, điện trở trong

r=2



. Điện trở của đèn là R



; điện trở R



; điện trở ampe kế không đáng kể

• K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy: khi điện trở của phần AC của biến trở AB có giá

trị là 1



thì đèn tối nhất. Tính điện trở toàn phần của biến trở.

• Mắc một biến trở khác thay vào chỗ của biến trở đã cho và đóng K. Khi điện trở của phần AC

bằng 6



thì ampe kế chỉ 5/3A. Tính giá trị toàn phần của biến trở mới

2,25

300

450

T (K)

P (10

Pa)

E,r

Trang 44

Bài 4: Một vật nhỏ khối lượng m, mang diện tích –q có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng

nghiêng AB=l hợp với phương nằm ngang góc α. Tại chân đường cao AH xuống mặt phẳng ngang

BC có đặt diện tích +q (hình vẽ).

a) Tính vận tốc của vật khi vật trượt đến B, biết vật bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ A.

b) Để vận tốc này giống như khi không có điện tích q thì α bằng bao nhiêu?

Trang 45

ĐÁP ÁN

Bài 1:

a) T

= 300K, T

= 450K, p

= 2,25.10

Pa.

- 1 – 2 là quá trình đẳng tích: V

= V

= 4,2 lít

- 2 – 3 là quá trình đẳng nhiệt: T

= T

= 450K

= p

= 6,3 lít.

- 3 – 1 là quá trình đẳng áp. Đồ thị p – V như hình vẽ

b) A

’

= p

– V

) => A

’

= -315J

c) Quá trình đẳng tích: nhiệt độ tăng nên nội năng tăng



1-2

= 465J

d) Tính chất của chu trình:



1-2



2-3



3-1

= 0

- 2 – 3 là quá trình đẳng nhiệt:



2-3

= 0



3-1

= -



1-2

= -465J.

- Q

3-1

= A

’

3-1



3-1

= - 315 – 465 = - 780J. Khí toả nhiệt

Bài 2: Khi thang máy chuyển động mà người bước lên thì vận tốc người đối với thang lúc đó bằng

vận tốc người đối với lúc đang ngừng thang .

Do đó :

- thang chạy: t

= s/v

- thang ngừng : t

= s/v

v = v

thang ngừng mà người vẫn bước lên: t= 0,75 phút.

Bài 3:

a) Gọi điện trở toàn phần của biến trở là R, điện trở

toàn phần AC là x. Khi K mở, ta có thể vẽ lại

mạch điện như hình vẽ.

Điện trở toàn mạch:

2,25

4,2

6,3

V(lít)

p (10

Pa)

1,5

E,r

R-x

Trang 46

Cường độ dòng điện qua đèn

Thay các chỉ số vào, ta tính được :

Khi đèn tối nhất tức là I

nhỏ nhất hay mẫu số lớn nhất khi

Theo bài ra đèn tối nhất khi x = 1Ω. Vậy R = 3Ω

b) Khi K đóng ta có mạch điện như hình vẽ

Điện trở toàn mạch

R’ là điện trở toàn phần của biến trở mới

Từ hình vẽ ta có :

hay

;

Theo đầu bài I

= I – I

= A

Thay các biểu thức I và I

vào, ta được: R’ = 12Ω

Bài 4:

Chọn gốc thế năng trọng lực tại mặt BC và gốc thế năng tĩnh điện tại ∞.

- Năng lượng của vật tại A gồm có:

• Thế năng trọng lực mglsinα.

• Thế năng tĩnh điện : -q.V

- Năng lượng của vật tai B gồm có :

• Thế năng tĩnh điện : -q.V

• Động năng :

- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :

mglsinα - K = -

E,r

x = 6

R’- 6

Trang 47

(*)

- Nếu không có điện tích q thì vận tốc của vật tại B là V’

được tính như sau :

mglsinα =

 (**)

(*) và (**) giống nhau khi : 1 – tgα = 0

 α = 45

* Ghi chú:

1. Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó.

2. Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.

3. Ghi công thức đúng mà:

3.1. Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của câu.

3.3. Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó.

4. Nếu sai hoặc thiếu đơn vị 3 lần trở lên thì trừ 0,5 điểm.

5. Điểm toàn bài làm tròn đến 0,25 điểm.

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH

———————

ĐỀ THAM KHẢO

KỲ THI OLYMPIC 24 - 3

LẦN THỨ HAI

Môn thi: VẬT LÝ 11

Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề

Bài 1(3đ): Một vật nhỏ khối lượng M =100g treo vào đầu sợi dây lí tưởng,

chiều dài l = 20cm như Hình 1. Dùng vật nhỏ m = 50g có tốc độ v

bắn vào M.

Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s

. Coi va chạm là tuyệt đối đàn hồi.

1.1) Xác định v

để M lên đến vị trí dây nằm ngang.

1.2) Xác định v

tối thiểu để M chuyển động tròn xung quanh O. Hình 1

1.3) Cho v

m/s, xác định chuyển động của M.

Bài 2(3đ): Một lượng khí Nêon (

g20=



) khối lượng 40g ở 27

C có thể tích 6 lít

2.1) Thực hiện công 6750J để nén đẳng nhiệt lượng khí đó đến thể tích 1,5 lít. Tính nhiệt lượng khí tỏa

2.2) Hơ nóng đẳng áp để thể tích khí trở về ban đầu. Tính nhiệt lượng khí đã hấp thụ trong quá trình

đẳng áp này

2.3) Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái trong hệ (V, T)

Bài 3(4đ):

Trang 48

3.1) Hai quả cầu kim loại bán kính R

= 2,5cm, R

= 7,5cm có điện tích q

= 3.10

-8

C, q

= 10

-8

C đặt cách xa

nhau (xem như hai quả cầu cô lập)

3.1.1) Hỏi êlectron sẽ di chuyển từ quả cầu nào sang quả cầu nào?

3.1.2) Tính điện tích của mỗi quả cầu và số êlectron đã di chuyển qua dây nối sau đó?

3.2) Một tụ điện có điện dung C

= 10



được tích điện nhờ hiệu điện thế U

= 80V. Sau đó người ta dùng

tụ điện này để tích điện lần lượt cho các tụ điện C

.......,C

có điện dung bằng nhau C

= C

= 1



Viết biểu thức điện tích còn lại trên tụ điện C

sau khi đã tích điện cho tụ điện C

và biểu thức hiệu điện thế

trên tụ điện C

? Tính hiệu điện thế này khi n = 10

Bài 4(4đ): Cho mạch điện gồm hai nguồn điện giống nhau có suất điện

động E = 3 V, điện trở trong r = 1 Ω; R

= 2 Ω; R

= 5 Ω; R

= 1 Ω; C =

10 μF (Hình 2). Bỏ qua điện trở dây nối và khóa K.

4.1) Đóng khóa K vào chốt 1. Tính cường độ dòng điện qua R

và

điện tích của tụ C khi dòng điện đã ổn định.

4.2) Đảo khóa K từ chốt 1 sang chốt 2. Tính tổng điện lượng chuyển

qua điện trở R

kể từ khi đảo khóa K.

4.3) Ngắt khóa K, thay tụ điện C bằng một cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH. Đóng khóa K vào chốt 1

thì cường dòng điện qua cuộn dây tăng dần. Tính tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây tại thời

điểm dòng điện đó có cường độ bằng 0,35 A. Bỏ qua điện trở của cuộn dây.

Bài 5(4đ): Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn

thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD

song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một

từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng

của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể

trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD (Hình 3).

5.1) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các

thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét.

5.2) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn

đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m=5gam?

Bài 6(2đ): Xác định hệ số ma sát trượt của một vật hình khối trên một mặt phẳng nghiêng

Dụng cụ: Mẫu vật, mặt phẳng nghiêng có độ nghiêng không đổi và không đủ lớn để cho vật bị trượt

,lực kế

Yêu cầu: - Trình bày cơ sở lý thuyết

- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm



Hình 3



Hình 2

,rE

Trang 49

== Hết ==

(Giám thị không giải thích gì thêm)

Họ tên thí sinh ………………………………………………………. Số báo danh………………….

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH

———————

ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI OLYMPIC 24 - 3

LẦN THỨ HAI

Môn thi: VẬT LÝ 11

Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề

ĐÁP ÁN

Bài 1(3đ):

1.1)

Va chạm đàn hồi:

222

210

Mvmv

Mvmvmv

0,5

Khi dây nằm ngang:

vMgl

==

0,25

Thay số: v

= 3m/s.

0,25

1.2)

Để M chuyển động hết vòng tròn, tại điểm cao nhất E:

glv

0,25

gl5

l2Mg

=+=

0,5

Thay số: v

103

m/s.

0,25

1.3)

Khi

m/s <

103

=> M không lên tới điểm cao nhất của quĩ đạo tròn.

0,25

Lực căng của dây:

cosmgT

+=

. Khi T = 0 => M bắt đầu rời quĩ đạo tròn

tại D với vận tốc v

, có hướng hợp với phương ngang góc 60

0,25

Từ D vật M chuyển động như vật ném xiên. Dễ dàng tính được góc COD = 30

0,5

Bài 2(3đ):

2.1)

Nén đẳng nhiệt

0=U

0,25

Áp dụng nguyên lý I NĐLH:

QAU +=

Suy ra nhiệt lượng khí đã tỏa: Q = -6750 J

0,25

2.2)

Gọi p

; V

; T

là các thông số trạng thái ban đầu, p

; V

; T

là các thông số trạng

thái ở đktc (So sánh các thông số ta tính được V

= 44,8 l)

0,25

Áp dụng phương trình trạng thái



= 8,31.10

0,25

Gọi p

; V

= 1,5 l; T

= T

= 300K là các thông số trạng thái sau quá trình nén

đẳng nhiệt, ta tính được p

= 33,24.10

0,25

Trang 50

Gọi p

= p

= 33,24.10

Pa; V

= V

= 6 l; T

là các thông số trạng thái sau quá

trình hơ nóng đẳng áp, ta tính được T

= 1200K

0,25

Độ biến thiên nội năng:

...

U =



= 22437 J

0,25

Công khối khí sinh ra: A = p

.(V

– V

) = 14958 J

Vì khối khí sinh công nên A = -14958 J

0,25

Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho quá trình đẳng áp:

QAU +=

AUQ −=

= 37395 J

0,5

2.3)

0,5

Bài 3(4đ):

3.1)

3.1.1)

Mật độ êlectron còn thiếu của quả 1:

===



2,86.10

(e/m

)

0,25

Mật độ êlectron còn thiếu của quả 2:

===



3,53.10

(e/m

)

0,25

Như vậy, e sẽ di chuyển từ quả cầu 2 sang quả 1

0,25

3.1.2)

Gọi

và

là điện tích của hai quả cầu sau khi êlectron ngừng di chuyển. Theo

định luật bảo toàn điện tích ta có

qqqq +=+

(1)

0,25

Mặc khác:

(2)

0,25

Từ (1) và (2) ta được:

−

và

10.3

−

0,25

Điện lượng di chuyển qua dân dẫn:

Cqqq

10.2

−

=−=

0,25

Số êlectron đã di chuyển:

10.25,1=



êlectron

0,25

Điện tích lúc đầu của tụ điện C

là:

000

.UCQ =

. Sau khi đá tích điện cho tụ điện

thì tụ điện C

và tụ điện C

có cùng hiệu điện thế U

. Kí hiệu điện tích còn lại

của tụ điện C

là Q

và điên jtichs của tụ điện C

là q

0,25

Ta có: Q

+ q

= Q

→

+ C

= C

0,25

T(K)

1200

300

1,5

V (l)

(1)

(3)

(2)

Trang 51

3.2)

=→

Từ đó:

UCQ

101

0,25

Lấy tụ C

với điện tích Q

tích điện cho tụ điện C

, tương tự ta có

)(

=→

0,25

Điện tích còn lại của tụ điện C

là:

202

)(

UCQ

0,25

Từ đó suy ra, sau khi dùng tụ điện C

tích điện cho tụ điện C

thì hiệu điện thế

của tụ điện C

là:

)(

=→

0,25

Và điện tích còn lại của tụ điện C

là:

)(

0,25

Thay số ta được:

)(8,30

)(

U =

=→

và

110

10.08,3

)(

0,25

Bài 4(4đ):

4.1)

Khi khóa K ở chố 1, hai nguồn E mắc song song nên

= E = 3 V; r

= r/2 = 0,5 Ω

0,25

Cường độ dòng điện qua R

: I

= E

/(R

) = 1,2 A

0,25

Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện U

= U

= I

= 2,4 V

0,25

Điện tích cuả tụ điện q

= CU

= 24 μC

0,25

4.2)

Đóng khóa k vào chốt 2 ta có mạch điện như sau

= U

+ U

= E

R + r

- E

R + r

= - 0,5V

0,5

Điện tích của tụ điện: q

= CU

= 5 μC

0,25

Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q

; khi khóa

K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q

Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R

là Δq = q

+ q

= 29 μC

0,25

4.3)

Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động tự

cảm



−



(1)

0,25

,rE

E ,r

Trang 52

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

0,25

−+

(3)

0,25

MP tc

U +e

R +R

(4)

0,25

= I + I

(5)

MP b MP tc

b 2 3 1

-U + U +e

r R + R R

36-e

(6)

0,25

Từ (3) và (5) ta có

36+15e

0,25

Khi I = 0,35 A ta có e

= - 0,16 V

0,25

Thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây

ΔI

= 3,2

Δt

A/s

0,25

Bài 5(4đ):

5.1)

Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo

chiều M→N.

0,25

Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng:

Bvl

I ==

0,25

Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có

độ lớn:

vlB

BIlF

0,25

Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực

từ.

0,25

Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định:

222

vlB

vFFvP

===

0,25

Thay các giá trị đã cho nhận được:

.5,0 WP =

0,25

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN:

222

vlB

RIP

0,25

Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công

cơ học sinh ra được chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên

0,5

Trang 53

động năng không tăng), điều đó phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng.

5.2)

Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung

bình của lực này là:

vlB

0,5

Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này

là:

vlB

SFA ==

0,25

Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là:

mvW

0,25

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động

năng này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên:

vlB

mv =

0,5

Từ đó suy ra:

.8)(08,0

cmm

mvR

S ===

0,25

Bài 6(2đ):

Để thanh chuyển động lên đều: F



Pcos



+ Psin



(1).

0,25

Để thanh chuyển động xuống đều: F



Pcos



- Psin



(2).

0,25

(1) và (2) ➔ sin



−

; cos



➔sin



+ cos



= 1.

0,25

➔(

−

)

+ (

)

= 1

0,25

➔



( )

FFP

−−

0,25

Đo F

, F

, P bằng lực kế và sử dụng công thức trên để suy ra



0,25

Hình vẽ đúng cho mỗi trường hợp lên, xuống

0,25 x 2

Trang 54

SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI

ĐỀ THI OLYMPIC MÔN VẬT LÝ

Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề)

Câu 1. (3 điểm)

Hai xe cùng khởi hành từ A, chuyển động thẳng về B. Sau 2 giờ hai xe cùng đến B một lúc.

- Xe thứ nhất đi nữa quãng đường đầu tiên với vận tốc 30 km/h và nữa quãng còn lại với vận tốc 45

km/h.

- Xe thứ hai đi hết quãng đường từ A đến B với gia tốc không đổi.

a. Tính tốc độ trung bình của hai xe.

b.Định thời điểm mà ở đó hai xe có vận tốc bằng nhau.

Câu 2. (3 điểm)

Một khối khí đựng trong xilanh. Ta cho khối khí đó biến đổi đẳng tích từ nhiệt độ T

= 300K đến nhiệt độ T

=450K, sau đó biến đổi đẳng áp tới nhiệt độ T

= 750K và cuối cùng giãn đẳng nhiệt tới thể tích V

=7,5(l).

biết thể tích và áp suất ban đầu của khối khí là: v

= 3 (l),

=10

N/m

a. Xác định áp suất của 3 trạng thái sau (P

, P

)

b. vẽ đồ thị biểu diễn các đẳng quá trình trong hệ trục (p,V)

c. Biết trong quá trình giãn đẳng nhiệt khí đã nhận được nhiệt lượng

Q =238J. Tính công trong mỗi giai đoạn biến đổi

Câu 3. (4 điểm)

Cho hai điện tích điểm q

=3.10

-8

C; q

=-6.10

-8

C đặt tại A, B trong không khí; AB= a =20cm.

a. Xác định vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C. Biết CA=CB; 







b. Phải đặt điện tích điểm









=9.10

-8

C cách A một khoảng bằng bao nhiêu để vectơ cường độ điện

trường tổng hợp do điện tích q

, q

gây ra tại C bằng không.

Câu 4. (4 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ.

Nguồn điện có thể thay đổi được,có điện trở R

= R

= 6Ω và hai đèn có điện trở R

bằng nhau.

Khi dùng nguồn có

== 2,30



hoặc

== 4,36



thì công suất mạch ngoài vẫn 72W và

hai đèn sáng bình thường.

a.Tính công suất và hiệu điện thế định mức mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?

b.Bỏ nguồn



đi mắc vào



sao cho hiệu suất bằng 80% và hai đèn sáng bình thường.Tính





ξ, r



Trang 55

Câu 5. (4 điểm)

Cho một khung dây dẫn có hình dạng hai nửa đường tròn như hình vẽ, bán kính

r=20cm. Khung đặt trong từ trường đều có 

󰇍



vuông góc với mặt phẳng

khung dây. Cảm ứng từ thay đổi theo thời gian theo quy luật B=k.t, k=2T/s. Một

ampe kế có điện trở không đáng kể và một tụ điện có điện dung C=10µC được

mắc trong mạch như hình vẽ. Biết điện trở của một đơn vị chiều dài của dây là

=1Ω/m.

Tìm số chỉ ampe kế và điện tích của tụ điện.

Câu 6. (2 điểm)

Hãy lập phương án để đo diện tích của tấm bảng trong phòng học với các dụng cụ sau:

- Một acquy

- Một ampe kế DC

- Một vôn kế DC

- Một cuộn dây đồng có điện trở suất ρ và khối lượng riêng D.

- Một cái cân có hộp quả cân có đủ số lượng từ nhỏ đến lớn.

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHÂM OLYMPIC VẬT LÝ 11

Câu

Nội dung đáp án

Biểu điểm

Câu 1

a.Tốc độ trung bình 2 xe:

- v = 



= 



- v =











- v =

































- v =





=36 km/h

0,25

b. Thời điểm 2 xe có vận tốc bằng nhau:

Trang 56

- Quãng đường AB: S = v.t =72 km.

- Thời gian xe thứ nhất đi hết nữa quãng đường đầu:















- Thời gian xe thứ nhất đi hết nữa quãng đường còn lại















- Phương trình chuyển động của xe thứ hai:

S =





a



- Gia tốc chuyển động của xe thứ hai:







= 36









- Để đạt vận tốc 30 km/h thì xe thứ hai phải đi trong thời gian:

 =















h. 



( hợp lí )

- Để đạt vận tốc 45 km/h thì xe thứ hai phải đi trong thời gian:



















h. 



( hợp lí ).

- Hai xe có cùng vận tốc vào thời điểm sau lúc xuất phát là 50 phút

và 75 phút.

0,25

Câu 2

a.Áp suất của 3 trạng thái (P

, P

)

- Từ 1=> 2 là quá trình đẳng tích V

= V

nên ta có

=> P

=1,5.10

N/m

- Từ 2=> 3 là quá trình đẳng áp p

= p

= 1,5.10

N/m

- ta có

=> V

=5(l)

- Từ 3=>4 là quá trình đẳng nhiệt T

= T

nên ta có p

= p

=>P

= 10

N/m

0,5

0,25

0,5

b. Các đường đẳng quá trình được biễu diễn như hình vẽ :

0,75

Trang 57

c.Công trong mỗi giai đoạn biến đổi:

-đẳng tích : V1 = V2 =>A1 = 0

- đẳng áp : A2 =P3(V3-V2)= 1,5.105(5-3).10-3 = 300J

- đẳng nhiệt : A3 = Q = 238J

0,25

Câu 3

a.Vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C

- Hình vẽ và CA=CB=



 cm

- 



 

















 























 









-



󰇍







󰇍







󰇍







 





 





- α=63

’

; β=26

’

0,5

0,25

- Hình vẽ

0,25

Trang 58



󰇍





: Vectơ cường độ điện trường do điện tích q

gây ra tại C.

- 



󰇍







󰇍







󰇍



 



󰇍



 

󰇍



- 

󰇍





 

󰇍





 







 





















 





* Trường hợp: q

=





-









󰆒

- AM=25,98 cm

* Trường hợp: q

=





-





 

- AM

=16,15cm

0,25

0,5

Câu 4

a. Công suất và hiệu điện thế định mức mỗi đèn.Dùng nguồn nào

có lợi hơn?

- áp dụng định luật bảo toàn năng lượng:

=+−

PIrI

rIRII



- khi dùng nguồn



ta có:

===

=+−

5,06

072302

RAI

- khi dùng nguồn



ta có :

===

=+−

072364

RAI

- vậy

AIR

3,8 ==

==

+++

= 12

)(

RRRR

VIRUU

NdAB

===

0,25

0,5

Trang 59

WRIP

VRIU

RRR

ddd

222

-khi dùng nguồn



thì

%80

rRn

- khi dùng nguồn



thì

%672 =H

> H

:Vậy dùng nguồn 1 lợi hơn .

0,25

0,5

0,25

b. Bỏ nguồn



đi mắc vào



sao cho hiệu suất bằng 80% và

hai đèn sáng bình thường.Tính



==

= 2%80

rRn

VrRnIAIII

30)(3

3321

=+==+=



0,5

O,5

Câu 5

Số chỉ ampe kế và điện tích của tụ điện:

- Điện trở của nửa vòng tròn và đường kính của khung dây lần

lượt:















 













 





- Suất điện động ứng xuất hiện trong nửa mỗi vòng dây:











    







 



  

- Cường độ dòng điện qua mạch:  













   

- Hiệu điện thế giữa 2 bản của tụ điện: U

- Điện tích của tụ điện:   



     

0,5

0,75

Câu 7

Phương án:

Gọi R

và R

lần lượt là điện trở của đoạn dây đồng có chiều

dài







Ta có: 



 







(1) ; 



 







(2)

Với s là tiết diện của dây đồng

❖ Đo R

và R

bằng cách mắc mạch điện sau:

0,25

Trang 60

SỞ GD

& ĐT

QUẢNG

NAM

KỲ

THI

OLYMPI

C 24/3

TRƯỜNG

THPT

KHÂM

ĐỨC

NĂ

M HỌC

2016 –

2017

Mô

n : Vật lý

Thờ

i gian làm

bài: 150

phút

Câu 1: ( 3 điểm)

Một trái banh có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng (không có sự tròn

xoay) với vận tốc đầu 20 m/s . Lấy g = 10 m/s

a. Tính độ cao tối đa h

mà trái banh có thể lên tới?

b. Khi vừa rơi xuống đất, trái banh đã nảy lên ngay. Biết rằng

sau mỗi lần nảy lên trái banh lại mất

năng lượng sẵn có.

Tính các độ cao liên tiếp h

, h

, ...h

? (với h

là độ cao có thể

tới được sau lần chạm đất thứ nhất)

c. Tính vận tốc chạm đất lần thứ 3 kể từ khi ném?

Câu 2: ( 3 điểm)

Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4

(hình vẽ). Biết T

= 400K, T

= T

= 200K,

= 40 dm

, V

= 10 dm

. Xác định các thông số còn lại

Câu 3: ( 4 điểm)

Cho 2 quả cầu nhỏ giống nhau có cùng điện tích q được treo cạnh nhau bằng 2 sợi dây mảnh không dãn, dài

như nhau trong không khí. Khi hai quả cầu cân bằng mỗi sợi dây lệch khỏi phương thẳng đứng một góc



Nhúng hệ hai quả cầu trên vào trong dầu có hằng số điện môi bằng 2, góc lệch của mỗi dây treo vẫn là



Tìm khối lượng riêng của mỗi quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là

/10.8,0 mkg

Câu (4 điểm)

Cho



= 12(V) ,r = 1



, R

= 12



, R

= 3



Đèn ghi (6V – 6W),C = 10



F. R

là biến trở

a.Khi R

= 21



, Tính R

tđ

,I,U qua mỗi điện trở?

Độ sáng của đèn ,điện năng tiêu thụ ở R

sau 30 phút

và điện tích của tụ điện

b. Tính R

để đèn sáng bình thường ?

Khi mắc dây 



, đo được R

bằng CT: R









(3)

Khi mắc dây 



, đo được R

bằng CT: R









(4)

❖ Dùng cân đo khối lượng m

và m

của hai dây đồng dài 







Ta được m

= V

.D = 



.s.D  











(5)

= V

.D = 



.s.D  











(6)

Thay (3) và (5) vào (1) ta được: 





















Thay (4) và (6) vào (2) ta được: 





















Diện tích tấm bảng là: S

= 







































0,5

0,25

0,5

)

400

200



Trang 61

Câu 5: ( 4 điểm)

Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song, cách nhau khoảng

2a cm trong không khí, có các dòng điện I

=6A cùng chiều đi qua. Mặt phẳng P

vuông góc với hai dây và cắt hai dây tại A

. Khoảng cách A

là

8cm.O là trung điểm A

. Trục tọa độ Ox nằm trong mặt phẳng P

và vuông góc với A

a.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại O.

b.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại M trên Ox với

OM=x=3cm.

c.Xác định vị trí điểm N trên Ox có cảm ứng từ cực đại. Tính giá trị

cực đại này.

Câu 6. ( 2 điểm)

Cho một cục pin, một ampe kế, một cuôn dây dẫn có điện trở suất ρ đã biết dây nối có điện trở không đáng

kể, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm. Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định suất điện

động của pin

==== Hết ====

HƯỚNG DẪN CHẤM

Câu 1

Điểm

a) Độ cao tối đa h

mà trái banh có thể lên tới:

Ta có:

mv mgh=

Suy ra:

20m

b) Các độ cao liên tiếp h

, h

, ...h

Khi chạm mặt đất lần thứ nhất trái banh mất một năng lượng bằng

Mà: W

= mgh

nên

mgh

suy ra h

Do mỗi lần nảy năng lượng trái banh bị giảm đi một nửa.

Vậy: Năng lượng ứng với những lần nảy liên tiếp là: W

, W

,... W

Hay: W

W =

,.......,

W =

Các trị số này hợp thành một cấp số nhân, do đó các độ cao liên tiếp cũng hợp thành một

cấp số nhân: h

= 20 m, h

= 10 m, h

= 5 m .....,

h ==

c,Vật chạm đất lần

thứ 3 khi từ độ cao h

rơi xuống v =

2gh

=10m/s

0,5

0,25

0,5

Trang 62

Câu 2

Ta có P

=nRT

=>P

=0,83.10

N/m

=nRT

=>P

=1,66.10

N/m

Ta có 2-> 3 là quá trình đẳng áp

V dm

=  =

=nRT

=>P

=1,66.10

N/m

Ta lại có 4-> 1 là quá trình đẳng áp

V dm

=  =

=nRT

=>P

=0,83. 10

N/m

0,5

Câu 3

Trong không khí các lực tác dụng lên quả cầu là



,,P F T

Quả cầu cân bằng

0P F T+ + =



nên từ hình vẽ ta có

tan

F kq kq

P Pr mgr



= = =

(1)

Khi nhúng trong dầu, quả cầu chịu thêm lực đẩy acsimet F

=d.V

D là trọng lượng riêng của dầu =10.D

dầu

và V=m/ D

cầu

nên F

= 10.D

dầu

câu

Và

tan

10 .

F kq

r mg





−



−





(2)

Từ 1 và 2 ta có D

cầu

=1600kg/m

0,5

0,75

0,5

0,75

Câu 4

Ta có

= = 

đm

= P/U= 1A

0,5

Trang 63

Mạch điện mắc (R

song song ( R

nối tiếp R

) ) nối tiếp R

=> R

tđ

=14



I= 0,8A= I

123

=>U

=4,8V; U

123

=6,4V=U

=> I

=8/15 A. I

=4/15 A => U

=28/5 V, U

=4/5 V

=> I

< I

đm

đèn sáng yếu

Điện năng tiêu thụ của R

là A=2688J

Điện tích của tụ điện

tụ

=5,6V => Q=CU=5,6.10

-5

b. Đèn sáng bình thường nên I

đm

=1A =>U

=6V



- Ir=11V => U

= 5V =>I

= 5/12 A. => I

= 7/12 A.

=>R

=39/7



0,5

0,25

0,5

0,25

0,5

0,25

Câu 5

Gọi

,BB

là cảm ứng từ do hai dòng điện sinh ra tại O =>

12o

B B B=+

Mà B

và từ hình vẽ ta có B

-B

b. Gọi

,BB

là cảm ứng từ do hai dòng điện sinh ra tại M =>

12M

B B B=+

ax+

2.10 . 2.10

−−

= = =

Từ hình vẽ ta có B=2.B

cos



Mà

2.2.10 . 2,88.10

−−

 = =

0,5

0,25

0,5

Trang 64

Vậy

có + Điểm đặt : Tại M

+ Hướng : song song với I



+ Độ lớn: B= 2,88.10

-5

c.Ta có

2.2.10 . 4 .10

I x I

−−

Để B lớn

nhất thì

nhỏ nhất khi a

vậy x=a

Vậy N cách O một khoảng bằng 4cm

max

=3.10

-5

0,5

Câu 6

Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất.

Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế

Khi đó đo được cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là:



(1)



là suất điện động của nguồn, r là điện trở trong và R là điện trở của đoạn dây cắt

Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại 3/4 chiều dài (hoặc một nửa...) rồi lại lắp

vào mạch điện trên để đo cường độ dòng điện:



(2)

Từ 1 và 2 ta có





=−





Từ đó suy ra

l l l



  



= = 



−





Trong đó: Điện trở suất đã biết, I

và I

đo được. Chiều dài của dây dẫn l được đo bằng

giấy kẻ ô (thay thước). Để xác định đường kính d của dây, cuốn nhiều vòng (chẳng hạn

N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo bề rộng của N vòng đó rồi chia ra N để được d

0,25

0,5

0,25

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

KỲ THI OLYMPIC LỚP 11 – THPT

Trang 65

ĐỀTHAM KHẢO

NĂM HỌC 2016 – 2017

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề

Bài 1 (3,0 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nghiêng của nêm là

. Một vật nhỏ khối lượng

bắt đầu trượt không ma sát từ A.

Biết AB = l (Hình 1.1).

1. Nêm được giữ cố định trên mặt phẳng ngang. Tìm tốc độ

của vật nhỏ khi trượt đến B.

2. Nêm có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định gia

tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương

ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi

nêm tại B.

Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai

phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 3. Pittông có khối lượng M=500g và có thể

chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới

của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng

nhiệt độ

27=

, lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h.

Biết tiết diện bình là

dmS =

1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.

2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến

nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.

Câu 3 (4 điểm). Cho mạch điện như hình 3, trong đó

,15

=R

,10

=R

,18

=R

hai đèn Đ

, Đ

có điện trở bằng nhau. Biết rằng khi mắc hai

đầu A và B nguồn điện

== 2,30



hoặc nguồn điện

== 4,36



thì

công suất mạch ngoài vẫn bằng 72W và hai bóng đèn đều sáng bình thường.

1) Tính công suất và hiệu điện thế định mức của mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?

2) Thay hai nguồn điện trên bằng nguồn điện mới



sao cho hiệu suất của nguồn bằng 50% và hai

đèn đều sáng bình thường. Tính



Câu 4: (4 điểm)Một electron đang chuyển động với vận tốc v

= 6.10

m/s thì bay vào một miền có từ trường

đều, phương vuông góc với các đường sức từ. Véc tơ vận tốc v

nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều

hướng từ trái sang phải. Cho B = 0,005T, m

= 9,1.10

-31

kg, điện tích của

electron bằng -1,6.10

-19

C. Bỏ qua trọng lượng của electron.

1) Cần phải đặt một điện trường có cường độ E có hướng và độ lớn như thế

nào trong miền từ trường để electron chuyển động thẳng đều trong miền đó?

2) Nếu không đặt điện trường như câu a:

a) tính bán kính quỹ đạo chuyển động của electron khi chuyển động trong

không gian có từ trường

b) miền từ trường nói trên được giới hạn giữa 2 đường thẳng

song song , cách nhau một khoảng d = 5,91m. Tính thừi gian

chuyển động của electron trong từ trường.

Bài 5(4 điểm). Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với

nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là l = 0,4m. MN và PQ là

hai thanh dẫn điện song song với nhau và được gác tiếp xúc điện

lên hai thanh ray, cùng vuông góc với hai ray (Hình vẽ 4). Điện

trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25, R = 0,5, tụ điện C =

20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện

m/2



Hình 1.1



Hình 4

Trang 66

trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ

vuông góc với mặt phẳng hình vẽ

chiều đi vào trong , độ lớn B = 0,2T.

Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v.

1. Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R.

2. Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?

Câu 6 (2 điểm). Cho các dụng cụ và linh kiện sau:

+ 02 vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết R

và R

;

+ 01 điện trở mẫu có giá trị R

cho trước;

+01 nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong;

+ một số dây dẫn điện.

Yêu cầu:

Nêu phương án đo suất điện động của nguồn và điện trở R

, R

của hai vôn kế. Có vẽ sơ đồ mạch điện

minh hoạ.

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 – THPT

Trang 67

HƯỚNG DẪN CHẤM

(ĐỀ THAM KHẢO)

NĂM HỌC 2016– 2017

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề

Bài

Nội dung

Điểm

Bài 1

3đ

1,0đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A:

W .sin



Cơ năng của vật nhỏ tại B :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được :

2 .sin

v gl



0,25đ

0,5đ

2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ; a

: gia tốc nêm đối với sàn

Gia tốc của vật đối với sàn:

(1)

a a a=+

Đluật II Newton:

)2(

FPN

=++

Chiếu lên phương AB:



cos.sin

cos.

sin.

agaa

+==+

(3)

Chiếu (1) phương ngang :

a ac a



=−

(4)

Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn.

0 2 0 2

m N m m

V mV ma ma a a− =  − =  =

(5)

Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a

= 2a



cos

a =

(6)

Thế (3) vào (6) suy ra:









cos3

cos.sin.

cos

cossin.

−

==+

* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.

Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo

phương ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng:

( )

SsmSSs

==−

cos



S ==

0,25đ

Bài 2

(3,0đ)

1,25đ

Xét phần trên

.4,0 TR

Shp =

(1)

Xét phần dưới:

.6,0 TR

Shp =

(2)

Từ (1) và (2), ta có:

(3)

Mặt khác:

pp 500

==−

(4)

Từ (3) và (4), ta có:

;1500

Pap =

;2000

Pap =

0,25đ

0,5đ

1,5đ

Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H

, đồng thời nung

nóng khí He đến nhiệt độ T

+ Xét khí H

PapVpVp 2400

222

==

0,5

Trang 68

+ Xét khí He:

pp 1900

=−=

CtKT

202475 ===

0,5

Bài 3

4,0đ

3đ

Có

0..

=+− PIIr



+ Trường hợp 1:

==

5,012

RAI

+ Trường hợp 2:

==

26'

83'

RAI

+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên

AIR

3,8 ==

+ Tính được

=12

+ Đèn Đ

AIWP

VIRU

đđ

Nđ

2,48

+ Đèn Đ

WPVRIU

RRR

đđđđ

12,12

122

3412

===

+ Hiệu suất:

%67

%80



Nguồn



lợi hơn

0,5

0,25

0,5

0,25

1đ

==

%50



+ Hai đèn đều sáng bình thường:

AIII

đđ

=+=

VIrR

48)(

=+=



0,25

Bài 4

4đ

2đ

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo F

tác dụng lên

Electron hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới.

- Để e chuyển động thẳng đều thì lực điện trường

phải cân bằng với

Suy ra vectơ E phải hướng thẳng đứng xuống dưới.

Ta có F

= F



E.e = e.v



E = 3.10

V/m.

0,25

0,5

0,25

0,75đ

Khi không có điện trường, lực F

đóng vai trò lực hướng tâm

= m.a



e.v

.B = mv



R = m.v

/e.B = 6,825 cm.

0,25

0,5

1,25đ

Vì R>d nên e sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm

trên đường giới hạn theo phương lệch với phương



ban đầu một góc xác định bởi:



−=

0,25

Trang 69

Với sin











30=



Ta thấy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ chiếm 1/6 vòng

tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ trường là:

t =



Thế số được t = 1,191.10

-9

0,25

Bài 5

4đ

2đ

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là :

= Blv ; E

= 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch:

Blv

R r R r

Công suất tỏa nhiệt trên R:

Blv

P I R R R

R r R r



= = =





( )

2 2 2

9.0,2 .0,4 .0,5

.0,5 7,2.10 0,0072(W)

0,5 0,5

−

= = 

0,5

2đ

Điện tích trên tụ điện C là:

( )

. 2.10 ( )

Q CU

Blv

Q C E I r C Blv r C

−



= − = − =





Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M.

0,5

1,0

0,5

Bài 6

2đ

1,25đ

*Xác định suất điện động của nguồn điện.

mắc theo sơ đồ như hình vẽ:

Đọc số chỉ 2 vôn kế là U

và U

, suy ra

(1)

- Mắc riêng từng vôn kế theo sơ đồ như hình vẽ:

Số chỉ 2 vôn kế là U

’ và U

’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch:

E U r

và

E U r

(2)

1 1 2

2 2 1

E U U R

−

suy ra

1 2 1 2

2 1 1 2

()U U U U

U U U U

−

(3)

0,25

E, r

Trang 70

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

ĐỀTHAM KHẢO

KỲ THI OLYMPIC LỚP 11 – THPT

NĂM HỌC 2016 – 2017

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề

Bài 1 (3,0 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nghiêng của nêm là

. Một vật nhỏ khối lượng

bắt đầu trượt không ma sát từ A.

Biết AB = l (Hình 1.1).

1. Nêm được giữ cố định trên mặt phẳng ngang. Tìm tốc độ

của vật nhỏ khi trượt đến B.

2. Nêm có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định gia

tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương

ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi

nêm tại B.

Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai

phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 3. Pittông có khối lượng M=500g và có thể

chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới

của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng

nhiệt độ

27=

, lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h.

Biết tiết diện bình là

dmS =

1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.

2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến

nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.

Câu 3 (4 điểm). Cho mạch điện như hình 3, trong đó

,15

=R

,10

=R

,18

=R

hai đèn Đ

, Đ

có điện trở bằng nhau. Biết rằng khi mắc hai

đầu A và B nguồn điện

== 2,30



hoặc nguồn điện

== 4,36



thì

công suất mạch ngoài vẫn bằng 72W và hai bóng đèn đều sáng bình thường.

1) Tính công suất và hiệu điện thế định mức của mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?

2) Thay hai nguồn điện trên bằng nguồn điện mới



sao cho hiệu suất của nguồn bằng 50% và hai

đèn đều sáng bình thường. Tính



Câu 4: (4 điểm)Một electron đang chuyển động với vận tốc v

= 6.10

m/s thì bay vào một miền có từ trường

đều, phương vuông góc với các đường sức từ. Véc tơ vận tốc v

nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều

hướng từ trái sang phải. Cho B = 0,005T, m

= 9,1.10

-31

kg, điện tích của

electron bằng -1,6.10

-19

C. Bỏ qua trọng lượng của electron.

1) Cần phải đặt một điện trường có cường độ E có hướng và độ lớn như thế

nào trong miền từ trường để electron chuyển động thẳng đều trong miền đó?

2) Nếu không đặt điện trường như câu a:

a) tính bán kính quỹ đạo chuyển động của electron khi chuyển động trong

0,75đ

* Phương án xác định các điện trở.

Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Số chỉ 2 vôn kế là

và

''''''

(4)

Thay (1) vào (4) suy ra R

và R

, kết hợp với

phương trình 2 suy ra r.

0,25

m/2



Hình 1.1

Trang 71

không gian có từ trường

b) miền từ trường nói trên được giới hạn giữa 2 đường thẳng

song song , cách nhau một khoảng d = 5,91m. Tính thừi gian

chuyển động của electron trong từ trường.

Bài 5(4 điểm). Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với

nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là l = 0,4m. MN và PQ là

hai thanh dẫn điện song song với nhau và được gác tiếp xúc điện

lên hai thanh ray, cùng vuông góc với hai ray (Hình vẽ 4). Điện

trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25, R = 0,5, tụ điện C =

20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện

trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ

vuông góc với mặt phẳng hình vẽ

chiều đi vào trong , độ lớn B = 0,2T.

Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v.

1. Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R.

2. Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?

Câu 6 (2 điểm). Cho các dụng cụ và linh kiện sau:

+ 02 vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết R

và R

;

+ 01 điện trở mẫu có giá trị R

cho trước;

+01 nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong;

+ một số dây dẫn điện.

Yêu cầu:

Nêu phương án đo suất điện động của nguồn và điện trở R

, R

của hai vôn kế. Có vẽ sơ đồ mạch điện

minh hoạ.



Hình 4

Trang 72

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

HƯỚNG DẪN CHẤM

(ĐỀ THAM KHẢO)

KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 – THPT

NĂM HỌC 2016– 2017

MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề

Bài

Nội dung

Điểm

Bài 1

3đ

1,0đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A:

W .sin



Cơ năng của vật nhỏ tại B :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được :

2 .sin

v gl



0,25đ

0,5đ

2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ; a

: gia tốc nêm đối với sàn

Gia tốc của vật đối với sàn:

(1)

a a a=+

Đluật II Newton:

)2(

FPN

=++

Chiếu lên phương AB:



cos.sin

cos.

sin.

agaa

+==+

(3)

Chiếu (1) phương ngang :

a ac a



=−

(4)

Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn.

0 2 0 2

m N m m

V mV ma ma a a− =  − =  =

(5)

Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a

= 2a



cos

a =

(6)

Thế (3) vào (6) suy ra:









cos3

cos.sin.

cos

cossin.

−

==+

* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.

Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo

phương ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng:

( )

SsmSSs

==−

cos



S ==

0,25đ

Bài 2

(3,0đ)

1,25đ

Xét phần trên

.4,0 TR

Shp =

(1)

Xét phần dưới:

.6,0 TR

Shp =

(2)

0,25đ

Trang 73

Từ (1) và (2), ta có:

(3)

Mặt khác:

pp 500

==−

(4)

Từ (3) và (4), ta có:

;1500

Pap =

;2000

Pap =

0,25đ

0,5đ

1,5đ

Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H

, đồng thời nung

nóng khí He đến nhiệt độ T

+ Xét khí H

PapVpVp 2400

222

==

+ Xét khí He:

pp 1900

=−=

CtKT

202475 ===

0,5

Bài 3

4,0đ

3đ

Có

0..

=+− PIIr



+ Trường hợp 1:

==

5,012

RAI

+ Trường hợp 2:

==

26'

83'

RAI

+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên

AIR

3,8 ==

+ Tính được

=12

+ Đèn Đ

AIWP

VIRU

đđ

Nđ

2,48

+ Đèn Đ

WPVRIU

RRR

đđđđ

12,12

122

3412

===

+ Hiệu suất:

%67

%80



Nguồn



lợi hơn

0,5

0,25

0,5

0,25

1đ

==

%50



+ Hai đèn đều sáng bình thường:

AIII

đđ

=+=

VIrR

48)(

=+=



0,25

Bài 4

4đ

2đ

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo F

tác dụng lên

Electron hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới.

- Để e chuyển động thẳng đều thì lực điện trường

phải cân bằng với

Suy ra vectơ E phải hướng thẳng đứng xuống dưới.

Ta có F

= F



E.e = e.v



E = 3.10

V/m.

0,25

0,5

0,25

Trang 74

0,75đ

Khi không có điện trường, lực F

đóng vai trò lực hướng tâm

= m.a



e.v

.B = mv



R = m.v

/e.B = 6,825 cm.

0,25

0,5

1,25đ

Vì R>d nên e sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm

trên đường giới hạn theo phương lệch với phương



ban đầu một góc xác định bởi:



−=

Với sin











30=



Ta thấy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ chiếm 1/6 vòng

tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ trường là:

t =



Thế số được t = 1,191.10

-9

0,25

Bài 5

4đ

2đ

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là :

= Blv ; E

= 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch:

Blv

R r R r

Công suất tỏa nhiệt trên R:

Blv

P I R R R

R r R r



= = =





( )

2 2 2

9.0,2 .0,4 .0,5

.0,5 7,2.10 0,0072(W)

0,5 0,5

−

= = 

0,5

2đ

Điện tích trên tụ điện C là:

( )

. 2.10 ( )

Q CU

Blv

Q C E I r C Blv r C

−



= − = − =





Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M.

0,5

1,0

0,5

Bài 6

2đ

1,25đ

*Xác định suất điện động của nguồn điện.

mắc theo sơ đồ như hình vẽ:

Đọc số chỉ 2 vôn kế là U

và U

, suy ra

(1)

- Mắc riêng từng vôn kế theo sơ đồ như hình vẽ:

Số chỉ 2 vôn kế là U

’ và U

’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch:

0,25

E, r

Trang 75

ĐỀ THAM KHẢO

OLYMPIC VẬT LÝ 11 TỈNH QUẢNG NAM

Năm học 2016-2017

Trường THPT NÚI THÀNH

Câu 1. Một vật nhỏ được xem như chất điểm có khối lượng m, mang điện tích q>0 có thể

trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang cách điện. Kể từ thời điểm ban đầu t=0 người ta

thiết lập điện trường đều

hợp với phương ngang góc



và từ trường

vuông góc với mặt

phẳng hình vẽ để cho vật bắt đầu chuyển động. Hãy tính theo các thông số m, q, E, B,



, g:

a. Thời gian t và quãng đường s mà vật trượt trên mặt phẳng ngang.

b. Góc



hợp bởi vecto vận tốc của vật và mặt phẳng ngang khi vật bay thẳng đều.

Câu 2: Một lượng hơi nước có khối lượng m = 18 g chứa trong một xilanh có pit-tông đóng

kín. Áp suất của hơi nước trong xilanh là p = 178 mmHg và nhiệt độ là t = 80

C. Biết R =

8,31 J/mol.K, khối lượng mol của nước là μ = 18 g/mol, 1 mmHg = 133 Pa. Coi hơi nước là

khí lí tưởng. Nhiệt độ xilanh được giữ không đổi.

a. Tính thể tích V

của hơi nước lúc đầu.

b. Đẩy pit-tông cho đến khi trong xilanh bắt đầu xuất hiện những hạt sương thì dừng lại.

Tính thể tích V

của hơi nước lúc này. Biết áp suất của hơi nước bảo hòa ở 80

C là 356

mmHg.

c. Tiếp tục đẩy pit-tông dịch chuyển đến khi thể tích hơi nước còn lại

. Tính nhiệt

lượng đã thoát qua xilanh và độ biến thiên nội năng của nước (cả thể lỏng và hơi) trong quá

trình này. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là L = 2,26.10

J/kg.

E U r

và

E U r

(2)

1 1 2

2 2 1

E U U R

−

suy ra

1 2 1 2

2 1 1 2

()U U U U

U U U U

−

(3)

0,25

0,75đ

* Phương án xác định các điện trở.

Mắc mạch điện theo sơ đồ:

Số chỉ 2 vôn kế là

và

''''''

(4)

Thay (1) vào (4) suy ra R

và R

, kết hợp với

phương trình 2 suy ra r.

0,25



m,q

Trang 76

Câu 3. Cho mạch điện gồm hai nguồn điện giống nhau có

suất điện động E = 3 V, điện trở trong r = 1 Ω; R

= 2 Ω; R

= 5

Ω; R

= 1 Ω; C = 10 μF (Hình 2). Bỏ qua điện trở dây nối và

khóa K.

a. Đóng khóa K vào chốt 1. Tính cường độ dòng điện qua

và điện tích của tụ C khi dòng điện đã ổn định.

b. Đảo khóa K từ chốt 1 sang chốt 2. Tính tổng điện

lượng chuyển qua điện trở R

kể từ khi đảo khóa K.

c. Ngắt khóa K, thay tụ điện C bằng một cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH. Đóng khóa

K vào chốt 1 thì cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng dần. Tính tốc độ biến thiên cường độ

dòng điện qua cuộn dây tại thời điểm dòng điện đó có cường độ bằng 0,35 A. Bỏ qua điện trở

của cuộn dây.

Câu 4.

Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong

mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m,

được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng

của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc

theo hai cạnh AB và CD.

a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo

thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các

thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất

tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét.

b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực.

Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường

bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m=5gam?

Bài 5. Có ba điện tích điểm q

=15.10

-9

C, q

=-1,2.10

-9

C và q

=7.10

-9

C đặt tại ba đỉnh của tam

giác đều ABC cạnh 10cm như hình vẽ. Tính:

a. Điện thế tại tâm O và tại điểm H là chân của đường cao AH do ba điện tích điểm gây ra.

b. Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H.

Câu 6. Nêu phương án xác định suất điện động của một nguồn điện.

Dụng cụ: nguồn điện chưa biết suất điện động và điện trở trong, hai vôn kế có điện trở

và R

không lớn lắm., dây nối có điện trở không đáng kể

-HẾT-

Hình 2

,rE



Hình 1



Trang 77

ĐÁP ÁN

Câu 1.

(3 điểm)

a. 2đ

Xét chuyển động của vật khi trượt trên mặt phẳng ngang:

+ Các lực tác dụng vào vật: P,N, F

, F

+Áp dụng ĐL II Niu-tơn tính được gia tốc:



cos

không đổi

+ Vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc

atv .

cos



+Phản lực N=mg+qEsin



-qvB= mg+qEsin



-q

cos



+Khi vật bắt đầu rời mp ngang thì N=0, suy ra

EBq



tan

cos

+ Quãng đường:

)

tan

cos.

(

cos

EBq

ats



+==

b.1đ

Vật bay đều khi lực Lo-ren-xơ cân bằng với hợp lực của trọng lực và

lực điện:



=++ EqgmF

Chiếu PT lên xOy, ta có:



qEcosqvBsin

sinqvBcos

+= qEmg

Suy ra





tan

cos

cot +=

2.a (1đ)

= νRT => V

=νRT/p = 0,124 m

=124 lít

1.b (1đ)

= pV

=> V

= pV

= 62 lít

1.c (1)

Tiếp tục nén hơi đến V

= V

/2 thì một nửa hơi nước (9 g) ngưng tụ thành nước

Nhiệt lượng tỏa ra Q = mL = 9.10

-3

.2,26.10

= 20340 J

Công hơi nhận được trong qua trình nén: A = p

– V

) = 1467,788 J

Độ biến thiên nội năng ΔU = 1467,788 – 20340 = - 18872,212 J

Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q

; khi khóa

K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q

Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R

là Δq = q

+ q

= 29 μC

Câu 3

Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q

; khi khóa

Trang 78

a. Khi khóa K ở chố 1, hai nguồn E mắc song song nên E

= E = 3 V;

= r/2 = 0,5 Ω

Cường độ dòng điện qua R

: I

= E

/(R

) = 1,2 A

Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện U

= U

= I

= 2,4 V

Điện tích cuả tụ điện q

= CU

= 24 μC

b. Đóng khóa k vào chốt 2 ta có mạch điện như sau

= U

+ U

= E

R + r

- E

R + r

= - 0,5V

Điện tích của tụ điện

= CU

= 5 μC

Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q

; khi khóa

K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q

Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R

là Δq = q

+ q

= 29 μC

c. Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn

dây xuất hiện suất điện động tự cảm



−



(1)

K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q

Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R

là Δq = q

+ q

= 29 μC

3.c (2đ)

Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động

tự cảm



−



(1)

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

−+

(3)

MP tc

U +e

R +R

(4)

= I + I

(5)

MP b MP tc

b 2 3 1

-U + U +e

r R +R R

36-e

(6)

Từ (3) và (5) ta có

36+15e

Khi I = 0,35 A ta có e

= - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường

độ dòng điện qua cuộn dây

ΔI

= 3,2

Δt

A/s

,rE

E ,r

Trang 79

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

−+

(3)

MP tc

U +e

R +R

(4)

= I + I

(5)

MP b MP tc

b 2 3 1

-U + U +e

r R +R R

36-e

(6)

Từ (3) và (5) ta có

36+15e

Khi I = 0,35 A ta có e

= - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường

độ dòng điện qua cuộn dây

ΔI

= 3,2

Δt

A/s

Câu 4. (4đ)

Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều M→N.

Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng:

Bvl

I ==

Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn:

vlB

BIlF

Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ.

Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định:

222

vlB

vFFvP

===

Thay các giá trị đã cho nhận được:

.5,0 WP =

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN:

222

vlB

RIP

Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công cơ học sinh ra được

chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên động năng không tăng), điều đó phù hợp với định

luật bảo toàn năng lượng.

b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này

là:

vlB

Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là:

vlB

SFA ==

Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là:

Trang 80

mvW

Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động năng này được chuyển

thành công của lực từ (lực cản) nên:

vlB

mv =

Từ đó suy ra:

.8)(08,0

cmm

mvR

S ===

Câu 5.(4đ)

a.(3đ) Điện thế tại tâm O và chân đường cao H:

3020100

VVVV ++=++=

Với

mcmOCOBOA

1,0

310

====

Tính được V

=1558,8V

8,658VVVV

3H2H1HH

=++=++=

b. (1đ) Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H :

A=e.(V

-V

)=1,44.10

-16

Câu 6. (2đ)

- Phương án :

Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U

, U

’, U

’.

- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện.

1- Mắc nguồn song song với vôn kế 1

2- Mắc nguồn song song với vôn kế2

3- Mắc nguồn song song với (vôn kế1 nt với vôn kế2)

Gọi E là suất điện động của nguồn điện;

, R

là điện trở của hai vôn kế 0,50 đ

- Lập công thức : Theo định luật Om cho mạch kín, ta có :

v1 v2

;==

1 1 1

E = U r.I U r.

+ = +

(2) 0,25 đ

2 2 2

E = U r.I U r.

+ = +

0,25 đ

Sơ đồ thứ 3 , hai vôn kế mắc nối tiếp ta có :

1 v1

(4) 0,25 đ

Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được :

1 1 1 1 1

v1 v1 2 2 v1 2

U U E-U U E-U

R R E-U U R E-U

/.=  =

(5)

hay :

2 1 1

1 2 2

U U E-U

. =

(6) 0,25 đ

Trang 81

Ta tìm được suất điện động :

1 2 2 1

U U U U

. ( - )

(7) 0,25 đ

Kết luận : Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vôn kế ta tìm được suất điện

động của một nguồn điện.

(Hình biểu diễn lực cho câu 1)

Trang 82

Trang 83

SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NAM GIANG

ĐỀ THI OLYMPIC Năm 2017

MÔN: VẬT LÍ 11 THPT

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu 1: Cho cơ hệ như hình vẽ. Biết m

= 1,5kg; m

= 1kg, khối lượng ròng

rọc và dây treo không đáng kể, bỏ qua ma sát. Hãy tìm:

a) Gia tốc chuyển động của hệ.

b) Sức căng của dây nối các vật m

và m

. Lấy g = 10m/s

Câu 2: Một lượng khí không đổi ở trạng thái 1 có thể tích V

áp suất P

, giãn

đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có thể tích V

= 2V

và áp suất

PP =

. Sau đó

giãn đẳng áp sang trạng thái 3 có thể tích V

= 3V

. Vẽ đồ thị biểu diễn các quá

Trang 84

trình trên, dùng đồ thị để so sánh công của khí trong các quá trình trên.

Câu 3: Cho hai điện tích điểm q

= - 9q

= 9.10

-9

C đặt trong chân không cách nhau 20cm tại

A và B. Xác định vị trí M để cường độ điện trường

tổng hợp tại M triệt tiêu.

Câu 4: Cho m¹ch ®iÖn nh- h×nh vÏ 1

cho biÕt E

=16V; E

=5V; r

=2; r

=1;R

= 4;

§Ìn § cã ghi 3V - 3W; R



0. BiÕt ®Ìn s¸ng b×nh

th-êng vµ ampe kÕ chØ sè 0. H·y tÝnh c¸c ®iÖn trë R

vµ R

Câu 5: Hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, đầu

trên nối với điện trở R như hình vẽ. Thanh CD dẫn điện, chiều

dài l, khối lượng m, đặt nằm ngang và được giữ đứng yên.

Sau đó thả cho thanh CD rơi xuống; trong khi rơi thanh CD

vẫn nằm ngang và tiếp xúc với hai thanh ray. Hiện tượng trên

xảy ra trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ 

󰇍



vuông góc

với mặt phẳng thẳng đứng chứa hai thanh ray và có chiều như

hình vẽ. Hãy tính vận tốc rơi giới hạn của thanh CD và tính

cường độ dòng điện khi vận tốc của thanh CD đã đạt đến giá

trị giới hạn đó. Coi rằng điện trở của các thanh ray và thanh

CD không đáng kể.

Áp dụng số: R = 0,02Ω, m = 10g, B = 0,2T, l = 10cm. Lấy g = 10m/s

Câu 6: Một ngọn nến đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm cho một ảnh hứng được

trên màn, ảnh cao gấp 4 lần vật. Hỏi ngọn nến đặt cách màn bao nhiêu?

SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NAM GIANG

ĐÁP ÁN ĐỀ OLYMPIC Năm 2017

MÔN: VẬT LÍ 11 THPT

Câu 1: (3 điểm) Chọn chiều chuyển động như hình vẽ.

Phân tích các lực các lực tác dụng lên vật:

-Xét vật m

: chịu tác dụng của trọng lực

và sức căng của sợi

dây

Áp dụng định luật II Niu Tơn vào m

= m

(1)

Chiếu (1) lên chiều chuyển động như hình vẽ: P

– T

= m

(*)

H×nh vÏ 1

Trang 85

-Xét vật m

: chịu tác dụng của trọng lực

và sức căng của sợi dây

Áp dụng định luật II Niu Tơn vào m

= m

(2)

Chiếu (2) lên chiều chuyển động như hình vẽ: - P

+ T

= m

(**)

Do dây không dãn nên: a

= a

Bỏ qua khối lượng ròng rọc và dây nên T

= T

a) Từ (*) và (**) ta có gia tốc chuyển động của hệ:

/2 sm

a =

−

b) Lực căng của sợi dây: T = P

+ m

a = m

g + m

a = (g + a)m

= 12N

Câu 2: (3 điểm) Đồ thị được

biểu diễn như trên hình

Nhận xét: Quá trình 1-2 là quá

trình đẳng nhiệt. Công của khí

thực hiện được là diện tích hình

12V

112

(1)

Quá trình 2-3 là quá trình đẳng

áp. Công của khí thực hiện được

là diện tích hình 23V

223

213

(2)

So sánh:

HVVVV

SSS

122312

2312

Suy ra diện tích hình 12V

lớn

hơn diện tích hình 23V

nên công trong quá trình đẳng nhiệt (1→2) lớn hơn công trong

quá trình đẳng áp (2→3)

Câu 3: (4 điểm) (Cường độ điện trường do q

gây ra tại M:



Cường độ điện trường do q

gây ra tại M:



Cường độ điện trường tổng hợp tại M:

EEE +=

0=E

nên













−==+

2121

EEEE

•

EE =

|10.1||10.9|

rrr

=

−

==

−−



(1)

•

EE 

20 cm

= P

Trang 86

, qq

trái dấu nên M nằm ngoài

, qq

vẫn trên đoạn thẳng nối

, qq

và gần

Từ hình vẽ ta có:

cmrr 20

=−

(2)

Giải (1) và (2) suy ra:







cmr

Vậy M cách

là 30 cm và cách

là 10 cm thì cường độ điện trường tổng hợp tại M bằng 0

(triệt tiêu).

Câu 4: (4 điểm) §Ìn s¸ng b×nh th-êng, ta cã:

I 1A I

= = =

V× I

= 0

= = 

¸p dông ®Þnh luËt Ohm cho ®o¹n m¹ch CE

U E r R I E 5V

CD 2 2 A A 2

()= − + = =

U U U 8V

CB CD

= + =

C-êng ®é dßng ®iÖn qua R

lµ:

I 2A

C-êng ®é dßng ®iÖn qua R

lµ:

I I 2A

V×

¸p dông ®Þnh luËt Ohm cho ®o¹n m¹ch AE

U E Ir 10V

AB 1 1

= − =

Tõ ®ã:

U U U U U 2V U

AC AB BC AB CB 1

= + = − = =

U U U U U 7V U

BD DB

AD AB AB 3

= + = − = =

Suy ra:

= = = 

= = 

Câu 5 (3 điểm) Nhận xét: Khi thả thanh CD rơi xuống với vận tốc ban đầu bằng 0 thì thanh

rơi xuống nhanh dần do tác dụng của trọng lực

. Khi thanh chuyển động với vận tốc khác

không và tăng dần thì trong thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng Ic có chiều từ D đến C như

hình vẽ. Lúc này thanh chịu thêm tác dụng của lực từ

có chiều xác định theo quy tắc bàn

tay trái,

hướng lên ngược chiều với

. Khi thanh chuyển động với vận tốc càng lớn thì Ic

càng lớn và

càng tăng, tăng đến lúc nào đó thì

cân bằng với

. Lúc này thanh chuyển

động thẳng đều (a = 0) và vận tốc thanh đạt giá trị giới hạn

Gọi v là vận tốc giới hạn của thanh thì suất điện động cảm ứng trong thanh là:

BvlvBBvle

== );sin(

Dòng điện cảm ứng trong thanh có cường độ là: Ic

Bvl

Figur

Trang 87

Lực từ tác dụng lên thanh:

lvB

lBIF

Mà

lvB

mgPF ===

mgR

v /5

==

Vậy Ic = 5 A.

Câu 6. (3 điểm) Nhận xét: Ảnh hứng được trên màn: Ảnh thật (d’ > 0)

Ảnh cao gấp 4 lần vật: A’B’ = 4 AB

Mà A’B’ = |k| AB







−=

=

4||

Do ảnh thật d’ > 0, vật thật d > 0. Suy ra

−=

. Nhận

4−=k

Ta có hệ:























−=

)2(4'

)1(

111

ddf

Thay (2) vào (1):

cmdcmd

100'25

==+=

Vậy ngọn nến đặt cách màn là:

cmddL 125|'| =+=

UBND TỈNH QUẢNG NAM

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

KỲ THI OLYMPIC 24/3

LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016 -2017

Môn thi: Vật lý

Thời gian làm bài:

C âu 1 (3 điểm):

Một sợi dây nhẹ không giãn, chiều dài

= 1m, một đầu cố

định, một đầu gắn với vật nặng khối lượng m

= 300g tại nơi có gia

tốc trọng trường g = 10 m/s

. Ban đầu vật m

ở vị trí B, dây treo hợp

với phương thẳng đứng góc



(với

0 90  

), thả vật m

với vận

tốc ban đầu bằng không. Mốc tính thế năng trùng với mặt sàn nằm

ngang đi qua điểm A và vuông góc với OA như hình vẽ, OA = OB =

. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản tác dụng lên vật m

, dây luôn căng

trong quá trình vật m

chuyển động.

1. Cho

90=

. Xác định:

a. Cơ năng của vật m

ngay lúc thả.

b. Xác định độ lớn lực căng dây tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30

(ở

phía bên trái OA).

2. Khi vật m

chuyển động tới vị trí A, nó va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm với vật m

100g (đang đứng yên tại vị trí A). Sau va chạm vật m

tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo tròn bán

Trang 88

kính = 1m đến vị trí có độ cao lớn nhất (vị trí K), D là chân đường vuông góc từ K xuống mặt sàn.

Vật m

chuyển động dọc theo mặt sàn nằm ngang đến vị trí C thì dừng lại. Hệ số ma sát giữa m

và

mặt sàn là 0,1. Biết

AD 15

AC 90

Xác định góc



1,5đ

a. Cơ năng của vật m

là

W m gl 0,3.10.1 3(J)= = =

0,5

b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật, tìm tốc độ của vật ở vị

trí góc lệch

30=

, ta được:

v 2glcos 2.10.1.cos30 10 3 v 4,1618m / s=  = = 

- Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật m

tại vị trí

30=

, chiếu lên

phương bán kính, chiều hướng vào tâm, ta được :

T 3m gcos 3.0,3.10.cos30 N 7,79N

=  = =

0,5

1,5 đ

- Vận tốc của vật m

ngay trước va chạm là

v 2gl(1 cos )= − 

- Gọi

v ,v

tương ứng là vận tốc của

mỗi vật ngay sau va chạm.

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, cơ năng cho hệ hai vật m

ngay trước và ngay sau va chạm (chiều dương có phương nằm

ngang, hướng từ trái sang phải)

1 1 1 2 2

2 2 2

1 1 1 2 2

m v m v m v



















0,5

- Xét vật m

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật tại vị trí A và vị trí K, ta

được :

1 1 1

m v m gl(1 cos ) v 8gl(1 cos ) cos 0,75 0,25cos

AD lsin

= −   = −    = + 

 = 

0,25

- Xét vật m

Trang 89

Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật theo phương ngang, chiều

dương hướng sang phải.

ag = −

Khi vật dừng lại tại C. Suy ra:

2a 8 g



0,25

Theo đề

AD 15 15 4 sin

AC 90 90 9(1 cos )



=  =

−

4sin 15(1 cos ) 16(1 cos ) 15(1 cos )  = −   −  = − 

(1)

Đặt

x cos=

x 0,5 cos 0,5 60 (T / m)

(1) 4x 6x 2

x 1 cos 1 0 (L)



=   =   =

 − + 



=   =   =



Vậy

60=

0,5

Câu 2 (2 đ): Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có một hiệu điện thế

=1000V khoảng cách giữa hai bản là d=0,9cm. Ở đúng giưã hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện

dương nằm lơ lửng. Nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm xuống còn U

thì sau 0,3s giọt thủy ngân bị rơi

xuống bản kim loại phía dưới. Tìm U

? Lấy g =10m/s

Câu 3 (2 đ): Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện tích điểm q >

0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.

a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.

b. Nếu đặt tại M một điện tích điểm q

= -10

-2

C thì độ lớn lực điện tác dụng lên q

là bao nhiêu? Xác

định phương chiều của lực.

Câu

Lời giải

Điểm

Khi giọt thủy ngân cân bằng:

P F mg q m q

d gd

=  =  =

(1)

Khi hiệu điện thế giữa 2 bản giảm xuống còn U

’

giọt

thủy ngân rơi với gia t ốc

P F qU

m md

−

= = −

(2)

T ừ 1,2 → a =

󰇛







󰇜





(3)

P F mg q m q

d gd

=  =  =

P F qU

m md

−

= = −

Qu ã ng đ ư ờng rơi của giọt thủy ngân:











=a =







(4)

Từ 3, 4 : U

󰇛



󰇜





= 990 V

0,5 đ

Trang 90

Câu 4 (2 đ). Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có

các dòng điện cùng chiều I

= I

= I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x.

a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm

b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị

cực đại đó.

q A M B

Ta có:

E k 36V / m

(1)

E k 9V / m

(2)

(3)

Lấy (1) chia (2)

4 OB 2OA



 =  =





Lấy (3) chia (1)

E OA

E OM



=





Với:

OA OB

OM 1,5OA

E OA 1

E 16V

E OM 2,25



 = =  =





Lực từ tác dụng lên q

F q E=

vì q

<0 nên

ngược hướng với

và có độ lớn:

F q E 0,16N==

0,5 đ

Trang 91

Bài 5 ( 4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 1:

Biết E = 6,9 V, r = 1 , R

= R

= 2 ,

điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn.

a. Các khóa K

, K

đều mở. Tìm số chỉ vôn kế?

b. Khóa K

mở, K

đóng, vôn kế chỉ 5,4 V.

Tìm R

và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D?

c. Các khóa K

, K

đều đóng. Tìm số chỉ của ampe kế?

1,5đ

, K

mở (R

nt R

)

= R

+ R

= 4 

I = E/(R + r) = 1,38 A

= I.R

= 5,52 V

0,5

1,25đ

mở, K

đóng (R

nt{(R

)//R

})

I = (E – U

)/r = 1,5 A

= I.R

= 3 V

= U

– U

= 2,4 V

= U

= 1,2 A → I

= I

= 0,3 A

= I

= 0,6 V → U

= U

– U

= 1,8 V

= U

/ I

= 6 

= U

+ U

= 3,6 V

0,5

0,25

, K

đóng {(R

//R

)ntR

}//R

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I

đi vào tại A,

dòng I

đi vào tại B. Các dòng điện I

và I

gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ và

có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

= B

= 2.10

-7

= 2.10

-5

Cảm ứng từ tổng hợp tại M là:

= + có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn:

B = B

cos + B

cos = 2B

cos

= 2B

= 3,2.10

-5

Theo câu a) ta có:

= B

= 2.10

-7

;

B = 2B

cos = 2.2.10

-7

= 4. 10

-7

I ;

B đạt cực đại khi = đạt cực đại; theo bất đẵng thức Côsi

thì đạt cực đại khi = 1 -

 x = = 8,5 cm. Khi đó B

max

= 3,32.10

-5

0,5 đ

→













−













−













−













−

E,r

Trang 92

1,25đ

= R

/2= 1 ; R

123

= R

+ R

= 3 

= R

123

/( R

123

+ R

) = 2 

I = E/(R

+ r) = 2,3 A

= E – I.r = 4,6 V

= U

= 0,77A

= I – I

= 1,53A

= I

= 3,06 V

= U

– U

= 1,54 V

= U

= 0,77A

= I

+ I

= 1,54 A

0,25

Câu 6 (2đ): Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở

0,5R =

. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài

14l cm=

, khối lượng

2mg=

, điện trở

0,5r =

tì vào hai thanh

kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ

thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ

0,2BT=

. Lấy

9,8 /g m s=

a) Xác định chiều dòng điện qua R.

b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian

chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính U

c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm

ngang một góc



. Độ lớn và chiều của

vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển

động đều của thanh AB và U

Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp dụng

định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra

ngược

chiều

(Hình vẽ).

Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ

A → B.

Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực

P mg=

nên thanh

chuyển động nhanh dần → v tăng dần.

- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác

dụng của lực từ

F BIl=

có hướng đi lên.

- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là:

e Blv





nên

e Blv

R r R r

B l v

→=

Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh

chuyển động thẳng đều.

-Khi thanh chuyển động đều thì:

2 2 3

2 2 2 2

( ) (0,5 0,5).2.10 .9,8

25( / )

0,2 .0,14

B l v R r mg

F mg mg v m s

R r B l

−

= → = → = = =

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

0,2.0,14.25

. . .0,5 0,35( )

0,5 0,5

Blv

U I R R V

= = = =

Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ bên:

- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi ta thay P bằng Psin, thay B bằng

với B

=Bsin.

0,5 đ

0,25đ

0,5đ

0,25đ

•

Trang 93

Câu 7: Một khối khí có áp suất p = 100N/m

thể tích V

= 4m

, nhiệt độ t

= 27

C được nung nóng đẳng áp

đến nhiệt độ t

= 87

a. Tính công do khí thực hiện

b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, biết khi nung nóng khí nhận nhiệt lượng 100J

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

Trường THPT Nguyễn Khuyến

ĐỀ THAM KHẢO OLYMPIC

NĂM HỌC 2016-2017

Môn: Vật lý 11

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu 1: ( 3 điểm) Vật m được kéo đều trên mặt phẳng nghiêng góc



lực kéo



hợp với mặt phẳng

một góc



, hệ số ma sát là



. Giá trị nhỏ nhất của



là bao nhiêu để thực hiện được việc này? Lúc

đó



bằng bao nhiêu ?

Câu 2: ( 3 điểm) Một xilanh thẳng đứng có tiết diện S, chứa một lượng khí nitơ, bên trên có pittông

khối lượng m trượt không ma sát trong xilanh. Ban đầu độ cao cột khí trong xilanh là h. Áp suất khí

- Lập luận tương tự ta có:

2 2 3 0

2 2 2 2

( sin ) ( ) sin (0,5 0,5).2.10 .9,8.sin60

sin sin 28,87( / )

( sin ) (0,2.sin60 ) .0,14

B l v R r mg

F mg mg v m s

R r B l





−

= → = → = = =

- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là:

sin . 0,2.sin60 .0,14.28,87

. . .0,5 0,35( )

0,5 0,5

B lv

U I R R V



= = = =

0,25đ

Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng:

1 1 2 2 2 2 1 1

1 2 2 1

pV p V p V pV

T T T T

−

(P = P

= P

)

Nên:

1 1 2 1 1 1

2 1 2 1

1 2 1 1

()

( ) ( )

pV P V V pV

p V V T T

T T T T

−

=  − = −

−

Vậy:

()

A T T

=−

, trong đó: T

= 300K, T

= 360K, p = 100N/m

, V

= 4m

.Do

đó:

100.4(360 300)

300

−

b. Theo nguyên lý I thì: U = A + Q

Với

=100

vµ A= -80

Suy ra: U = A + Q = 20J

0,5 đ

1đ

0,5 đ

1 đ



Trang 94

trời là p

. Phải truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng là bao nhiêu để nâng pittông lên cao

thêm một đoạn là

? Tính hiệu suất của động cơ này.

Câu 3: ( 4 điểm) Hai quả cầu nhỏ xem như là hai chất điểm nhiễm điện như nhau q

=1,6.10

-8

khối lương hai quả cầu như nhau và bằng m=0,6 gam. Hai quả cầu được treo vào hai sợi dây mảnh-

nhẹ đều có chiều dài l=60cm. Hai đầu dây còn lại treo vào cùng một điểm. Cả hệ thống đặt trong

môi trường không khí. (lấy



tansin 

)

a/ Nếu điểm treo cố định, hãy tính khoảng cách giữa hai quả cầu?

b/ Cho điểm treo chuyển động xuống phía dưới theo phương đứng với gia tốc nhanh dần đều

5 m/s

. Hãy tính lại khoảng cách hai quả cầu.

Câu 4: ( 4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ:

= 9V, E

= 3V,

= 10V, r

= r

= 1

= 3

, R

= 5

= 36

, R

= 12

- Xác định độ lớn và chiều dòng điện.

- Cho biết đâu là nguồn điện, đâu là máy thu điện.

Câu 5: ( 4 điểm) Cho một ống dây hình trụ gồm N = 2000 vòng dây. Khi cho dòng điện biến thiên

với tốc độ 2A/s chạy trong ống dây thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 6,5V

a, Tính từ thông gởi qua một vòng dây khi có dòng điện 2A chạy qua?

b, Nối ống dây với nguồn điện có suất điện động 3,2V. Điện trở của toàn mạch không đáng kể. Hỏi

sau bao lâu thì cường độ dòng điện trong mạch tăng từ 0 đến 6A?

Câu 6: (2 điểm) Có hai vôn kế (V

) và (V

) khác nhau có điện trở lần lượt R

và R

(đo được hiệu

điện thế một chiều), một số dây dẫn có điện trở không đáng kể. Hãy xác định suất điện động của

nguồn điện một chiều (có điện trở trong đáng kể), với hai lần mắc mạch điện, bằng dụng cụ đã cho.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO

TẠO QUẢNG NAM

(ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ)

KỲ THI HỌC SINH GIỎI OLYMPIC QUẢNG NAM NĂM

2017

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ 11

Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề)

Câu

Nội dung đáp án

Biểu

điểm

Câu 1

( 3điểm)

Chọn hệ trục như hình vẽ.

Các lực tác dụng vào vật:

, , ,

F P N F

r r r r

Theo định luật II Newton:

0,5

, r

Trang 95

F P N F+ + + =

r r r r

Chiếu lên 0x:

0sincos =−−



mgFmsF

(1)

Chiếu lên 0y:

=+− 0cossin NmgF





cosmg



sinF−

)sincos(.



FmgNF

−==

(1)

( )

0sinsincoscos =−−−



mgFmgF

( )

cossin





=

Để lực F nhỏ nhất thì (



cossin +

) lớn nhất.

Đặt:

m=+



cossin



m−+



cossin

= 0

Đây là phương trình bậc nhất đối với sinx và cosx. Điều kiện có nghiệm của

phương trình:

2 2 2

11mmm + ³ Þ £ m +

Vậy:

( )

cossin

min





Để tìm



ta giải phương trình:



cossin +



( )

1sin





=+=+







−=

với

cos





;

sin





Ta có:



















−= cot

tantan

Vậy:



arctan=

0,75

1,0

0,75

Câu 2

( 3điểm)

Tính nhiệt lượng và hiệu suất: Khí Nitơ : i = 5

- Trong quá trình truyền nhiệt, áp suất khí trong xilanh là :

p = p

p S mg

(1)

- Công khí thực hiện để nâng pittông lên một đoạn

A = p.

V =

p S mg

S + mg) (2)

- Độ biến thiên nội năng của n mol khí :

ΔU = n. .ΔT

(3)

- Quá trình truyền nhiệt trên là đẳng áp, theo pt trạng thái ta có:

A =

p.ΔV = n.R.ΔT

0,5

Trang 96

p S+mg

h(p S+mg)

p.ΔV

ΔT= = =

nR nR 4nR

- (3) =>

h(p S+mg) ih(p S+mg)

niR

ΔU= . =

2 4nR 8

- Nhiệt lượng truyền cho khí theo nguyên lí I:

Q =

ih(p S + mg)

ΔU + A= + (p S + mg)

i + 2 7

.h(p S + mg) = h(p S + mg)

(4)

- Từ (1) và (3) ta tính được hiệu suất của quá trình :

H =

= =28,57%

0,5

Câu 3

(3 điểm)

Tính khoảng cách hai quả cầu khi điểm treo I đứng yên

+ Khi hệ đứng cân bằng mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực

;

Lực đẩy culông

; Sức căng dây

0F P T+ + =

r r r

+ Xét một quả cầu thì các lực biểu diễn như hình vẽ.

Ta có:











=

(2)

(1)

bgm

qqk

sin





; b: là khoảng cách hai điện tích (m)

+ Từ (1) và (2)

cmm

qqlk

mgb

qqk

(72,7)(0772,0

10.10.6,0

)10.6,1.(10.9.6,0.2

289

=====

−

0,5

1,0

0,5

+ Khi điểm treo chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a thì

mỗi quả cầu chịu thêm lực quán tính hướng lên trên.

Lúc đó biểu thức (1) trở thành:

(3)

).(

bmamg

qqk

−



+ Từ (2) và (3)

)(7,9)(097,0

)510(10.6,0

)10.6,1.(6,0.10.9.2

)(

289

cmm

agm

qqkl

b ==

−

0,5

Câu 4

( 4điểm)

- Do chưa biết đâu là nguồn và đâu là máy thu điện nên ta giả sử dòng điện có

một chiều nào đó. Thường ta chọn chiều dòng điện sao cho theo chiều đó, tổng

các suất điện động của máy phát lớn hơn máy thu.

- Chọn chiều dòng điện chạy trong mạch theo chiều ngược kim đồng hồ.

0,5

Trang 97

Theo định luật Ôm cho toàn mạch ta có:

I =

1 2 3

E + E - E

R + r + r + r

- E

, E

mang dấu (+) do dòng điện ta chọn chạy qua từ cực âm sang cực

dương còn E

thì ngược lại.

- R

là điện trở tương đương của mạch ngoài:

nt R

nt (R

//R

)

R + R

+ R

= 17

Ta tính được I = 0,1A

- Vì I > 0 nên ta kết luận dòng điện chạy đúng chiều ta đã chọn.

=> E

, E

có dòng điện đi từ cực âm sang cực dương nên là các máy phát.

có dòng điện đi từ cực dương sang cực âm nên là máy thu.

1,0

0,75

1,0

Câu 5

( 3

điểm)

Ta có:

6,5

3,25

e L L H

= - = > = = =

Từ thông gởi qua ống dây:

LIf=

Từ thông gởi qua 1 vòng dây:

3,25.2

2000

f = = = =

3,25.10

-3

b, Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:

E + e

= I (R + r) = 0

=> E – L

= 0 => t = 6,1(s)

1,0

Câu 6

( 2

điểm)

Lần 1: mắc hai vôn kế nối tiếp vào nguồn:

U U Ir (1) = + +

Lần 2:

U Ir (2) = +

là điện trở (V

1 1 1

U U U

R I I

I I U

= = → =

(3)

Từ (2) và (3) →

U I r

 = +

(4)

Từ (1) và (4) →

1 2 1

U U Ir U rI

+ + = +

(5)

1 1 2 1 1 2

U U U

rI 1 U U U Ir U U U

   

−

→ − = − − → = − −

   

   

(6)

Thay (6) vào (1) ta có:

1 1 1 2 1 2

1 1 1 2

U (U U U ) U U

U U U U

−−

 = + + →  =

−−

0,5

ξ, r

ξ,r

I’

Bấm Tải xuống để xem toàn bộ.

Preview text:

SỞ GD&ĐT QUÃNG NAM KỲ THI CHỌN ÔLYMPIC LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016-2017 TRƯỜNG THPT HIỆP ĐỨC MÔN VẬT LÝ ĐỀ:ĐỀ NGHỊ B
Bài 1: Thang AB đồng nhất khối lượng m=20 kg dựa vào tường trơn nhẵn dưới
góc nghiêng . Hệ số ma sát giữa thang và sàn là  = 0, 6 . Lấy g = 10 m/s2.
a) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang khi 0  = L 45 .
b) Tìm giá trị của  để thang đứng yên không trượt trên sàn.
c) Một người có khối lượng m  = 1=40 kg leo lên thang khi 0 45 . Hỏi người này A  )
lên tới vị trí O' nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết thang dài l = 2 m.
Bài 2: Hai điện tích q1 = q2 = q >0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Cho biết AB = 2a.
a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn h.
b) Tìm h để EM cực đại. Tính giá trị cực đại này. R3 C M
Bài 3: Cho mạch điện như hình vẽ, E1=3V, E2=3,6V, R1=10Ω, R K
2=20Ω, R3=40Ω, bỏ qua điện trở trong của hai nguồn. Tụ có E2 điện dung C=1μF. R 4 R2 R1
a) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện qua nguồn E1 B A
và điện tích của bản tụ nối với M. N
b) Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn và
điện lượng chuyển qua R E1 4.
Bài 4: Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây
là D=0,04 kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ
trường đều có véc tơ cảm ứng từ vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo,
độ lớn B=0,04 T. Cho dòng điện I chạy qua dây. Cho g=10m/s2. B
a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không? M N
b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây treo. B
Bài 5: Một vòng dây tròn bán kính R=5cm, có dòng điện I=10A chạy
qua.Vòng dây đặt trong một từ trường không đều. Biết rằng cảm ứng α
từ tại mọi điểm trên vòng dây đều có cùng độ lớn B=0,2T và có
phương hợp với trục của vòng dây một góc α =300 (hình vẽ). Vẽ và
xác định lực từ tổng hợp tác dụng lên vòng dây.
Bài 6: Cho một cục pin, một ampe kế, một cuộn dây có điện trở suất ρ đã biết, dây nối có điện trở
không đáng kể, một kéo cắt dây, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm. Hãy nêu cách làm
thí nghiệm để xác định gần đúng suất điện động của pin.
-------------Hết-----------
Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
Họ và tên thí sinh:…………………….….; Số báo danh…………………… Trang 1
SỞ GD&ĐT QUÃNG NAM KỲ THI CHỌN ÔLEMPIC LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016-2017
ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÝ 11
(Đáp án có 03 trang) Ghi chú:
1.Nếu thí sinh sai hoặc thiếu đơn vị của đáp số trung gian hoặc đáp số cuối cùng thì mỗi lần sai hoặc
thiếu trừ 0,25đ, tổng số điểm trừ của mỗi phần không quá một nửa số điểm của phần kiến thức đó.
2. Nếu thí sinh làm cách khác đúng vẫn cho đủ điểm. Bài Nội dung Điểm 1
a) Thang cân bằng : P + N + N + F = 0 (2đ) 1 2 ms Chiếu lên Ox: Fms = N2 B Chiếu lên Oy: N y 1 = P 0,5
N1 = P = mg = 200N................ L Mặt khác : M = M x P / A N / A O 2 AB mg. cos = N A .
B sin   N = F =100N A ) H 2 2 2 ms
....... ................. ........................... .................................... ................ 0,5
b) Tính  để thang không trượt trên sàn: AB P ta có: . P cos = N A .
B sin   N = 2 2 2 2tg P Vì N = 2 = Fms nên F ms 2tg P 1
mà kN = kP  F  k  0  tg 
   40 ................. ms 0,5 2tg 2k c) Đặt AM = x
ta có: P + P + N + N + F = 0 1 1 2 ms B y Chiếu lên Ox: Fms = N2 M Chiếu lên Oy: N1 = P +P1 x I M + M = M O P/ A P / A N / A 1 2 AB A ) . P cos + P. . x cos = N A . B sin  1 2 hay 2 H C P P x 1  N = + 2 2 AB P P x 1  F = + (*) ms 2 AB
Thang bắt đầu trượt khi: F
= .N =  P + P ms 1 ( 1 2 )
Thay vào (*) ta tìm được x = 1,3m ............................................... 0,5 2
a) Cường độ điện trường tại M: E = E + E (2đ) 1 2 q E = E = k 0,5 1 2 2 2 a + ........... h Trang 2 2kqh
Hình bình hành xác định E là hình thoi: E = 2E  = 1cos ( .... a + h )3/2 2 2 b) Định h để E M đạt cực đại: 0,5 2 2 4 2 a a a .h 2 2 2 3 a + h = + + h  3. 2 2 4  ( a + h )3 27  a h  (a + h )3/2 3 3 2 2 4 2 2 2 2  a h 4 2 2kqh 4kq Do đó: E  = M 2 3 3 3 3a 2 a h 2 2 a a 2 h =  h = ......................... 2 2 E M đạt cực đại khi:  ( 4kq E = .......................... M )max 2 0,5 3 3.a 0,5 3
a) K mở: dòng qua nguồn E1 là: (2đ) E 3 I 1 = = = 1 ,
0 A .………………… 0 0,5 R + R 30 1 2
Điện tích trên tụ là q0 = UMA.C= (E2-I0.R1).C = 2,6μC................... 0,25
Và cực dương nối với M. ....................... ............................ 0,25
b) K đóng, vẽ lại mạch: R3 E2
Áp dụng định luật Ôm ta có: M I2 − U + E NB 1 I = (1)........... 1 R1 R 2 U + E I NB 2 I = (2) B N 2 R 3 U E1 R1 NB I = (3) A R2 I Lại có: I 1 1=I+I2 (4).
Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được: 0,5
UNB =1,2V, I1= 0,18A, I2= 0,12A, I= 0,06A …………… ………………….
Hiệu điện thế trên tụ: UMA= UMN + UNA = E2-I1.R1 = 1,8V. 0,25
Điện tích trên tụ: q = UMA.C = 1,8μC, cực dương nối với M………
Điện lượng chuyển qua R4 là: Δq = |q0-q| = 0,8 μC................... 0,25 4
a) Để lực căng dây bằng 0 thì lực từ phải hướng lên và có độ lớn bằng P=mg (2đ)
Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dòng điện chạy từ M đến N ............. 0,5 Dg 10 . 04 , 0
Vì F = BIl sin  = BIl → BIl = mg = D lg → I = = = 10 A ..... 0,5 B 04 , 0
b) Khi dòng điện chạy từ N đến M, áp dụng qui tắc bàn tay trái ta được lực từ F hướng xuống dưới.
Áp dụng điều kiện cân bằng ta được: Trang 3 F + mg BIl + D lg
2T = F + mg → T = =
..................................... 2 2 0,5 + Thay số được: , 0 . 16 . 04 , 0 25 , 0 . 04 , 0 10 . 25 T = = 13 , 0 N ................ 0,5 2 5
Chia vòng dây thành 2n đoạn rất nhỏ bằng nhau, mỗi đoạn có chiều dài Δl sao (1đ)
cho mỗi đoạn dây đó coi như một đoạn thẳng.
Xét cặp hai đoạn đối xứng nhau qua tâm vòng dây (tại M và tại N), lực tác dụng lên mỗi đoạn là F
M và FN được biểu diễn như hình vẽ. B M α F Hình vẽ M F N 0,5đ (không I F yêu cầu MN vẽ hợp lực đặt F tại tâm) F M N N α B
Hợp lực tác dụng lên hai đoạn này là FMN có hướng dọc trục của vòng dây và độ 0,5 lớn: FMN = 2. B.I.Δl.sinα
Lực tác dụng lên cả vòng dây là hợp lực của tất cả các cặp đoạn dây đã chia
cũng có hướng là hướng của FMN và độ lớn là:
F = ∑ FMN = B.I.sinα. ∑2Δl =B.I.2πR.sinα
Thay số ta được: F ≈ 0,314N.................................. 6
- Đo chiều dài dây dẫn bằng giấy kẻ ô. Để xác định đường kính d của dây, cuốn (1đ)
nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo bề rộng của N vòng
đó rồi chia cho N ta được d.......................................... 0,25
- Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất. Lập mạch điện kín gồm nguồn
điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế, khi đó đo đươc cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là: E 0,25 I =
(1) .................................................................... r + R
Trong đó E, r là suất điện động, điện trở trong của nguồn, R là điện trở của đoạn dây đã cắt ra.
- Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại ¾ chiều dài (hoặc một nửa chiều
dài,…) rồi lắp lại vào mạch và đo cường độ dòng điện: E I ' =
(2) ........................................................................ 0,25 3 r + R 4  1 1 
Từ (1) và (2) rút ra: R = 4E −  (3)  I I '  Trang 4
Thay (3) và (1) hoặc (2) tìm được:  1 1   4  .  I.I ' 4E −  =  =  E =
...............................  I I ' 2 2  S d  d  (I'−I) 0,25
...............................
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
ĐỀ ĐỀ NGHỊ THI OLYMPIC QUẢNG NAM 2017 TRƯỜNG THPT SÀO NAM
MÔN: VẬT LÝ 11 (Thời gian làm bài 150 phút)
Bài 1. (3 điểm): Vật m được kéo cho chuyển động theo phương ngang bởi lực F có độ lớn không
đổi F . Lực F hợp với hướng của đường đi một góc  .Hệ số ma sát giữa m và mặt sàn là  .Xác
định  để vật m chuyển động nhanh nhất ? Tính gia tốc đó ? Bài 2. (3 điểm):
Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện một chu trình 1 – P
2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T như hình bên. Cho P 2P 0 = 105Pa; T0 = 300K. 0 1 2
1. Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.
2. Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại
chu trình này trên giản đồ P P0
-V và trên giản đồ V-T (cần ghi rõ 4 3
giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình). T
3. Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu trình. 0 T0 2T0
Bài 3.(4 điểm): Cho hệ như ở hình vẽ: ( P ),( P ) là hai tấm thủy 1 2
tinh phẳng nhẵn;  = 60o; C1,C2,C3 là ba quả cầu nhỏ tích điện cùng dấu m
( q , q , q ).Khi cân bằng C , C ở cùng độ cao.Biết rằng q = q = 2q .Tìm 2 của C , C . 1 2 3 2 3 1 2 3 m 2 3 3 (P1) (P2) C3 C2    C 1
Bài 4.(4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết E1 = 6V, r1 = 1Ω, r2 = 3 Ω, R1 = R2 = R3 = 6 Ω. Vôn kế lí tưởng. E1,r1 E2,r2
1. Vôn kế chỉ 3V. Tính suất điện động E2. D
2. Nếu nguồn E2 có cực dương nối với B, cực âm nối với D và đồng thời
thay vôn kế bằng tụ điện chưa tích điện, có điện dung C = 2  F. R1 R3 V
Tính: Điện tích; năng lượng của tụ điện khi đó, và cho biết dấu các bản tụ. A B C R2 Bài 5. (4 điểm):
Một quả cầu nhỏ có khối lượng m=1gam, mang điện tích dương q = 10 - 3C được
treo lên một sợi chỉ có chiều dài L=1m, chuyển động đều theo đường tròn trong mặt  
phẳng nằm ngang với góc lệch của sợi chỉ so với phương đứng là  = 600 và trong một L B
từ trường đều B = 1T hướng theo phương đứng như hình 4. Tìm tốc độ góc của quả cầu. Trang 5 m,q Hình 4
Bài 6. (2 điểm): Phương án thí nghiệm Cho các dụng cụ sau:
+ 01 điện trở thuần R =10 1
+ 01 điện trở Rx chưa biết giá trị.
+ 01 điện kế chứng minh.
+ 01 dây dẫn dài có điện trở lớn. + 01 pin 9V, các dây nối. + 01 thước đo độ dài
Thiết kế phương án thí nghiệm, nêu cách tiến hành, xử lý số liệu để tìm giá trị của điện trở Rx.
--------------------------------------
ĐÁP ÁN và BIỂU ĐIỂM ĐỀ ĐỀ NGHI THI OLYMPIC VẬT LÝ 11 QUẢNG NAM 2017 BÀI 1 (3,0 Điểm): Vẽ hình ,phân tích lực 0,50 y + F N m  +
DisplayText cannot span more than one line! 0 f x ms P
+Áp dụng định luật II Niutơn :
P + N + F + f = ma ( ) 1 0,50 ms
+Chiếu (1) lên trục Ox : Fcos − f = ma (2 ms )
+Chiếu (1) lên trục Oy : N = P − F sin  (3) 0,50
Fcos −  ( P − F sin )
+ Từ (2) và (3) ,ta được : a = m Vậy a   −  −   max khi Fcos  (P F sin ) ax m Mà Fcos −  
(P − F sin ) = F 
(cos +  sin )− P 0,50  Đặt sin 0  = tan = 0 cos 0 0,50 cos  −
Ta suy ra : Fcos −  
(P − F sin ) ( 0 )  = F − P  co0 Trang 6 Vậy a  =  =  max <=> actan 0 F − P sin => 0 a = ax m 0,50 mcos0 BÀI 2 (3,0 Điểm):
Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở
trạng thái 1 và 4 là bằng nhau: V
1 = V4. Sử dụng phương trình C-M ở trạng thái 1 ta có: m m RT P V = RT , suy ra: 1 V = 1 1 1  1  1 P1
Thay số: m = 1g;  = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T1 = 300K và P1 = 2.105 Pa ta 1,0 được: 1 8,31.300 3 − 3 V = = 3,12.10 m = V 1 4 5 4 2.10 Trang 7
Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau: 1 – 2 là đẳng áp; 2 – 3 là đẳng nhiệt; 3 – 4 là đẳng áp; 4 – 1 là đẳng tích. V(l) P(105Pa) 3 1 2 12,48 1,0 2 2 4 1 3 6,24 2 4 3,12 1 T(K) V(l) 0 0 3,12 6,24 12,48 150 300 600 Hình a Hình b
Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ V-T (hình b) như sau:
Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể tích: V
2 = 2V1 = 6,24.10 – 3 m3; V3 = 2V2 = 12,48.10 – 3 m3.
Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn: 5 3 − 3 − 2 1,0
A = p (V − V) = 2.10 (6,24.10 − 3,12.10 ) = 6,24.10 J 3 12 1 2 1 V3 5 3 − 2 A = p V ln
= 2.10 .6,24.10 ln2 = 8,65.10 J 23 2 2 V2 5 3 − 3 − 2
A = p (V − V ) = 10 (3,12.10 − 12, 48.10 ) = 9 − ,36.10 J 34 3 4 3 BÀI 3 (4,0 Điểm): Trang 8
. Khi cân bằng  C1C2C3 đều →C1C2 = C1C3 = C2C3 = l. . F
ms = 0. các lực tác dụng lên C2, C3 khi cân bằng như biểu diễn ở hình vẽ. F (P1) 12 N F (P2) N 13 2 3 F F 1,0 32 23 C2 C3 P P 2 3    C1 q
. Gọi q1= q2 = nq3 = q và q3 = . n Kq q Kq q Kq q Kq q . P2 = m2g ; P3 = m3g ; F12 = 1 2 ; F32 = 3 2 ; F13= 1 3 ; F23 = 2 3 2 1,0 l 2 l 2 l 2 l
. Viết phương trình cân bằng lực cho C2, C3 theo phương P1 và P2 ta có: 2 2 Kq Kq m +  2g sin  = os c (1) 2 2 l nl 1,O 2 2 Kq Kq m +  3g sin  = os c (2) 2 2 nl nl m n + os c  0 2 + o c s60 5
. Từ (1) và (2) suy ra: 2 = = = . m 1+ o c s 0 1 +cos60 3 1,0 3 Trang 9 BÀI 4 (4,0 Điểm): E1,r1 E2,r2 D I V 0,25 R1 R3 A I1 B C I2 2 R (R +
Điện trở mạch ngoài là: 0,25 R = R ) 2 1 3 =  4 R + R + R 2 1 3
I đến A rẽ thành hai nhánh: I R 1 I 1 2 = = → I = 1 I R + R 2 3 0,25 2 1 3
UCD = UCA + UAD = - R1I1 + E1 – r1I = 6 - 3I 0,25 U = V
3 → 6 - 3I =  3 → I = 1A, I = 3A 0,50 CD
* Với I = 1A → E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 → E2 = 2V 0,25
* Với I = 3A→ E1 + E2 = 8 .3 = 24 → E2 = 18V 0,25
Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối. Với E
2 = 2V < E1: E1 phát, E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1 0,50 E −E 1 2 I =
= 0,5A → UCD = UCA + UAD = 6 - 3I = 4,5V R + r + r 1 2
Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, E1 là máy thu E −E 0,50 2 I = 1
=1,5A  UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 + r1I = 6 + 3I = 10,5V R + r + r 1 2 . U E CD = 4,5V 1,r1 E2,r2 D
. Điện tích của tụ điện: Q = CU  CD = 9 C C I
. Năng lượng của tụ điện: R1 R I1 3 A B 2 Q 0,50 C W = = 20,25 J I 2C 2 R2
. Bản tụ nối với C tích điện dương, bản tụ nối với D tích điện . UCD = 10,,5V
. Điện tích của tụ điện: E1,r1 E2,r2 D Q = CU  CD = 21 C
. Năng lượng của tụ điện: C I 2 Q R W = = 110,25 J 1 R3 I1 0,50 2C A B C
. Bản tụ nối với C tích điện dương, bản tụ nối với D tích điện I2 R2 Trang 10 BÀI 5 (4,0 Điểm):  
Các lực tác dụng lên quả cầu bao gồm: Trọng lực g
m , sức căng của dây treo T và
lực Lorenxơ hướng ra ngoài (theo quy tắc bàn tay trái), có độ lớn 0,50 F = q . vB t
Vì quả cầu quay đều nên hợp các lực tác dụng lên  L  
nó phải đóng vai trò là lực hướng tâm:      B T F
F = T + F + g m .  1,0 t F r t  Hình 5.2 g m
Chiếu phương trình này lên phương bán kính quỹ đạo: 2 mv 1,0
F = mg tan − qvB = . r
Trong đó bán kính quỹ đạo r = Lsin ; v = r
 . Thay các giá trị đã cho vào, ta
nhận được phương trình bậc hai: 2  + − 20 = . 0 1,0  = −5 rad s,
Giải phương trình này nhận được 2 nghiệm:  1  = 4 rad s. 2
Ta lấy 2 nghiệm ứng với 2 chiều quay ngược nhau của quả cầu 0,50 Trang 11 BÀI 6 (2,0 Điểm): Bước Điểm
Cơ sở lý thuyết: Sử dụng mạch cầu cân bằng để xác định điện trở chưa biết.
Khi mạch cầu cân bằng thì G chỉ giá trị 0. 0,25 R R R1 M R Ta có : 1 x = x R R 2 3 l A B Mà R =  . G S R2 R3 R l 0,50 Nên 1 2 = R l x 3 N Các bước tiến hành
B1: Mắc mạch như hình vẽ ( với R2,R3 là đoạn dây dẫn có điện trở lớn).
B2: Dịch chuyển mối nối điểm N tìm vị trí điện kế G chỉ 0. Sử dụng thước đo 0,5 đoạn AN, BN.
B3: lặp lại bước ba 5 lần ghi vào bảng số liệu AN BN Rx 1 2 0,25 3 4 5 Xử lý số liệu: 5 1
+ R =  R x 5 n n 1 =
+ Sai số tuyệt đối: R | = R − R | n n x 0,50 5 + Sai số tuyệt đối TB: 1 R  =  R  x 5 n n 1 =
+Kết quả phép đo: R = R  R x x x
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
KỲ THI OLYMPIC 24/3 CẤP THPT QUẢNG NAM
TRƯỜNG THPT LÊ QUÝ ĐÔN NĂM HỌC 2016 – 2017 Trang 12
ĐÁP ÁN Môn: VẬT LÝ – Lớp 11
Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1(3đ). Quả cầu nhỏ ( được xem là chất điểm) có khối lượng m = 500 gam được treo vào điểm cố định
0 bằng dây treo mảnh, nhẹ, có chiều dài L = 1,0 m. Kéo quả cầu tới vị trí dây treo tạo với phương thẳng
đứng góc  rồi buông nhẹ. Lấy g = 10m/s2. Bỏ qua mọi ma sát
1) Cho  = 900. Hãy xác định lực căng dây, vận tốc và gia tốc của quả cầu khi nó đi qua vị trí mà dây treo
tạo với phương thẳng đứng góc  = 300.
2) Khi quả cầu qua vị trí cân bằng, dây treo vướng đinh ở điểm I cách 0 một khoảng b = 0,7m.
Xác định góc để quả cầu thực hiện được chuyển động tròn trong mặt phẳng thẳng đứng quanh I Đáp án bài 1 Đáp án Điểm 1) 3.0 điểm
- Bảo toàn cơ năng với gốc thế năng ở VTCB: 2
mv  v = 2gL cos  = mgL - mgL(1-cos  ) = = 10 3 4,16m / s 2 0.5
- Áp dụng định luật II Niu tơn: 2 mv m T-mgcos  =
 T = mg cos  + 2gl cos  = 3mg cos  =13N 0.5 l l
- Gia tốc tiếp tuyến : at =gsin  = 5m/s2 0.25 2 v 2
- Gia tốc pháp tuyến: a =
= 2g cos  =10 3m / s n 0.25 l Bài 1
3 điểm - Gia tốc toàn phần: 2 2 2 a = a + a =18m / s t n 0.25 2) 2.0 điểm - Gọi v
1 là vận tốc quả cầu ở vị trí cao nhất của quỹ đạo tròn tâm I,bán kính R,ta có 2 mv mgl(1- cos) - mg2R = 1 2
 v = 2gl(1− o
c s ) − 4gR (1) 0.5 1 2
- Điều kiện để quả cầu quay được quanh I trong mặt phẳng thẳng đứng là: 2 mv T = 1 − mg  0 (2) 0.25 R R
- Từ (1) và (2) suy ra : cos 5 1− = 0, 25 2l 0.25 0   75,5 0.25 V 4 V3 3
Câu 2: (3 đ).Một lượng khí lý tưởng thực hiện
chu trình biến đổi cho trên đồ thị. Biết T1= 300K,
V1=1( lít), T3 =1600K, V3 =4 (lít). Ở điều kiện tiêu V 1 1 2 Trang 13 T1 T2 T3 T(K)
chuẩn khí có thể tích V0=5(lít), lấy p0 =105 N/m2.
a) Vẽ đồ thị trên hệ tọa độ p-V
b) Tính T2 và p1. Tính công mà khí thực hiện trong một chu trình. Câu2 Vẽ đúng 0,5đ p 3đ 2 3 1 4 V T 4 V 0,25 2 − 3 : 3 3 = = V ( = V = l 1 ) V T 1 2 1 1 2 T  T 3 = = 400K 2 0,25 4
Mặt khác, ở điều kiện tiêu chuẩn và trạng thái 1 có liên hệ: p V p V V T 5 300 0 0 1 1 0 1 5 5 2 = → p = . p = . 10 . = , 5 10 . 49 N / m 0,5 1 0 T T V T 1 273 0 1 1 0 p T 400 4 p 1− 2 : 2 2 1 = =
 p = p  p − p = p T 300 2 3 1 2 1 3 0,5 1 1
Công bằng diện tích hình chữ nhật:
A = ( p − p V ).( −V ) = 0,5 2 1 3 1 0,5 1 , 5 . 10 . 49 5.(4 − 10 ). 1 −3 = 549J 3
Câu 3 (4 đ): Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau, và trái dấu có điện áp
U = 1000(V ) . Khoảng cách giữa 2 bản là d =1(c )
m . Ở chính giữa 2 bản có 1 giọt thủy ngân nhỏ nằm lơ 1
lửng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống còn U = 995(V ) . Hỏi sau thời gian bao lâu kể từ lúc 2
giảm điện áp, giọt thủy ngân rơi đến bản ở bên dưới? Cho g=10m/s2.
Khi điện áp 2 bản là U =
1. Điều kiện cân bằng của giọt thủy ngân là : F P 1 mg mg m d g 0,75
 q E = mg  q = = = (1) 1 E U1 U 1 1 d
* Khi giảm điện áp giữa 2 bản tụ còn U2: → →
Hợp lực của F ; P truyền cho giọt thủy ngân 1 gia tốc làm cho giọt thủy ngân 2
chuyển động có gia tốc xuống dưới. Phương trình định luật II Niu tơn: → → → 0,25
F + P = m a  P − q E = ma 0,5 2 2 U 2  mg − q = ma (2) 0,25 d d 1 d * Lại có: 2 = at  t = (3) 0,5 2 2 a Từ (1) thay vào (2) có: d mg U U U 0,5 2 2 mg − .
= ma  g − g = a 2  a = g(1− ) U d U U 1 1 1 Thay vào (3) ta có: 0,5 Trang 14 d 0,5 t = . U 2 g(1− ) 0,25 U1
Thay số ta được : t=0,45(s)
Câu 4 (4 điểm): cho mạch điện như Hình 1 và Hình 2 , trong đó E1 =15V ,E2 =10V , r1=1Ω , r2=1Ω ; R1=3Ω , R2=5Ω .
a) Tính cường độ dòng điện qua R1 , R2 , R theo R ? (2đ)
b) Biết UAB=UCD tính E0 và r0 ? (3đ)
ĐÁP ÁN Câu 4: (4 điểm) Câu 4: a)
Giả sử chiều dòng điện chạy qua đoạn mạch có chiều như hình vẽ I = I 1+ I2 U E −U U + E 0,25 BA = 1 BA – BA 2 R R + r R + r 1 1 2 2 E E 1 2 − R + r R + r U 1 1 2 2 BA = (1) 0,5 1 1 1 + + + + R R r R r 1 1 2 2 . 25 R U 0,5 BA = (V) 12 + 5R 90 + R . 25 I 1 = (A) 24 + R . 10 0,5 40 + R . 25 I2 = (A) 24 + R . 10 0,5 25 I = (A) 2b) 12 + 5.R 0,25 Trang 15 E E Theo Hình 2 U 0 0 DC =I.R = R = R + r r 0 0 1 + R  0 r 0,25 U 0 DC = (2) 1 1 + R r 0 Mặt khác U BA = UDC 0,25 Từ (1) và (2) : E E E 0 = 1 2 − r R + r R + r 0 1 1 2 2 1 1 1 Và = + 0,25 r R + r R + r 0 1 1 2 2 r0 = 2.4 Ω 0,25 E0 = 5 (V) 0,25 0,25
Câu 5(4điểm) Hai thanh ray có điện trở không đáng kể được ghép song song với nhau, cách nhau
một khoảng l trên mặt phẳng nằm ngang. Hai đầu của hai
thanh được nối với nhau bằng điện trở R. Một thanh kim B
loại có chiều dài cũng bằng l, khối lượng m, điện trở r, đặt
vuông góc và tiếp xúc với hai thanh. Hệ thống đặt trong
một từ trường đều B có phương thẳng đứng (hình 2).
1. Kéo cho thanh chuyển động đều với vận tốc v. R v
a) Tìm cường độ dòng điện qua thanh và hiệu điện thế giữa l hai đầu thanh.
b) Tìm lực kéo nếu hệ số ma sát giữa thanh với ray là μ.
2. Ban đầu thanh đứng yên. Bỏ qua điện trở của thanh và
ma sát giữa thanh với ray. Thay điện trở R bằng một tụ điện Hình 2
C đã được tích điện đến hiệu điện thế U0. Thả cho thanh tự
do, khi tụ phóng điện sẽ làm thanh chuyển động nhanh dần. Sau một thời gian, tốc độ của thanh sẽ
đạt đến một giá trị ổn định vgh. Tìm vgh? Coi năng lượng hệ được bảo toàn.
ĐÁP ÁN Câu 5 (4điểm) 4
1) Suất điện động cảm ứng: E = Blv 0,25 = (4đ
a) Cường độ dòng điện: Blv I R + r 0,5 Trang 16
Hiệu điện thế hai đầu thanh: U=I.R= BlvR R + r 0,5 2 2
2) Lực từ cản trở chuyển động: F B l v t = B.l.I = 0,5 R + r 2 2 Lực kéo: F B l v = Ft + Fms = + μmg 0,75 R + r
Khi thanh chuyển động ổn định thì gia tốc của nó bằng 0
→ cường độ dòng điện trong mạch bằng 0
→ hiệu điện thế trên tụ bằng suất điện động cảm ứng: U = E = Blvgh 0,5 Bảo toàn năng lượng: 1 1 1 1 1 1 2 2 2 CU = CU + mv hay 2 2 2 2 2 CU = CB l v + mv 0 gh 2 2 2 0 gh gh 2 2 2 0,5 C vgh = U 0,5 0 2 2 CB l + m
Câu6((2 điểm)Một đoạn mạch điện được mắc như hình vẽ.
Các điện trở chưa biết giá trị, điện trở dây nối không đáng kể. R1
- Dụng cụ thí nghiệm: một ôm kế (đồng hồ đo điện trở) và một đoạn Rx dây
dẫn (có điện trở không đáng kể). R2 R3
- Yêu cầu: xác định giá trị của Rx mà không tháo rời các điện trở khỏi R mạch. 6
(1,0 điểm) Một đoạn mạch điện được mắc như hình vẽ. Các điện trở R5 chưa
biết giá trị, điện trở dây nối không đáng kể. R 4
- Dụng cụ thí nghiệm: một ôm kế (đồng hồ đo điện trở) và một đoạn dây
dẫn (có điện trở không đáng kể).
- Yêu cầu: xác định giá trị của Rx mà không tháo rời các điện trở khỏi mạch.
ĐÁP ÁN Câu 6(2 điểm)
Ta gọi giá trị của bộ điện trở gồm R1, R2, R3 là R và giá trị của bộ điện trở gồm R4, R5, R6 là R’,
mạch điện trở thành như hình vẽ: C R Rx A B R’
…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 0,5
- Nối tắt C với B bằng dây nối, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và B ta sẽ đo được giá trị điện trở 5
của bộ gồm R và R’ mắc song song, số chỉ ôm kế là r1, ta có (1đ) 1 1 1 + = (1) R R' r
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 0,5 1
- Nối tắt A và C, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và B thì ôm kế chỉ r 2 1 1 1 + = (2) R
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 0,5 x R' r2
- Nối tắt A và B, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và C, số chỉ ôm kế là r 3 1 1 1 + = (3) R R x r3 2r Từ (1), (2), (3) suy ra 1r2r3 Rx = r
……………………………………………………………………………………………………. 0,5 1r2 + r3r1 - r2r3 Trang 17
......................HẾT.......................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
KỲ THI HỌC SINH GIỎI OLYMPIC QUẢNG NAM NĂM 2017 QUẢNG NAM
ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ - KHỐI 11
Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề) Câu 1 (3.0đ):
Mét buồng m¸y chuyÓn ®éng lªn cao theo phương thẳng đứng với gia tèc a = 2m/s2. Vµo lóc
buồng m¸y cã vËn tèc v = 4m/s th× tõ trÇn của buồng m¸y cã mét vËt b¾t ®Çu r¬i xuèng. BiÕt
kho¶ng c¸ch tõ trÇn ®Õn sµn buồng m¸y lµ h = 4,8m. LÊy g= 10m/s2
a.TÝnh thêi gian r¬i cña vËt
b.Tính độ dịch chuyển của vật và quãng đường mà vật đã đi được trong thời gian đó Câu 2 (3.0đ): P
Một mol khí đơn nguyên tử lí tưởng được biến đổi theo p 3 3
một chu trình như đồ thị Hình 1, biết T3 = T1 = T0, đồ thị
đoạn 3 → 1 là đoạn thẳng p0 a. Tính p3 theo p0
b. Xác định nhiệt độ cực đại của mol khí trong 2 2 1 chu trình đó
c. Tính nhiệt lượng khí trao đổi trong mỗi quá trình O V0 2V0 V Hình 1
Câu 3(4 đ). Một electron bay với động năng ban đầu Wđ = 3000 eV vào trong một tụ điện phẳng
không khí theo hướng hợp với bản dương một góc α = 30o. Cho biết chiều dài của tụ điện là l =
10cm, khoảng cách giữa hai bản là d = 2cm, bỏ qua tác dụng của trọng lực.
a.Viết phương trình quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường.
b. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song song với các bản tụ. Biết 1eV = 1,6.10-19J; Câu 4(4 đ).
Cho mạch điện có 4 đầu dây ra 1, 2, 3, 4 như hình vẽ (H1): nguồn điện không đổi có U = 2V,
3 điện trở giống nhau R =10Ω 1 2 3 4 R R R + - U ( H1)
a.Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) bằng tụ điện C1 = 2μF, và nối vào giữa hai đầu
(2) và (4) bằng tụ điện C2 = C1. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và điện tích trên các tụ
b.Bỏ các tụ ở câu a ra khỏi mạch. Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) và giữa hai đầu
(2) và (4) bằng hai dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua các điện
trở và qua hai dây vừa nối, chỉ rõ chiều dòng điện qua các điện trở
b.Không nối gì vào hai đầu dây 1, 2 mà chỉ nối vào:giữa (3) và (4) một biến trở có điện trở tham Trang 18
gia vào mạch là Rb . Tính Rb để công suát tiêu thụ trên Rb cực đại. Tính giá trị cực đại này
Câu 5(4 đ). Thanh kim loại CD chiều dài l = 20 cm khối B
lượng m = 100g đặt vuông góc với hai thanh ray song song C B
nằm ngang và nối với nguồn điện như hình vẽ bên. Hệ
thống được đặt trong từ trường đều B có B = 0,2T và U
hướng thẳng đứng từ trên xuống. Hệ số ma sát giữa CD và
ray là μ = 0,1. Điện trở to àn mạch là 10Ω A D
Lấy g=10m/s2. Biết thanh CD trượt đều sang trái với tốc độ 5m/s
a.Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua thanh b.Xác định UBA
Câu 6 (2.0đ): Phương án thực hành
a. Nội dung đề thi. Lắp đặt mạch điện như hình vẽ. Tìm giá trị điện trở RV của vôn kế R K . ε, r R 0 . M N
b. Dụng cụ thực hành
- 01 pin điện hóa ( chưa biết suất điện động và điện trở trong ); - 01 biến trở núm xoay (loại 10Ω x10 )
- 01 miliampe kế một chiều ; - 01 vôn kế một chiều ( có điện trở RV)
- 01 điện trở R0 = 10Ω ; - 01 bảng lắp ráp mạch điện; - 01 ngắt điện. Các dây nối cần thiết ( điện trở không đáng kể ) -------HẾT------- Trang 19 Câu Nội dung đáp án Biểu điểm 1
a. Tính thời gian rơi (2đ) (3,0đ)
Chọn trục Ox hướng lên gán với mặt đất, gốc toạ độ là sàn buồng máy lúc buồng máy có 2,00đ
vận tốc v0 = 4m/s, gốc thời gian lúc buồng máy có vận tốc v0 = 4m/s (0,5đ)
- Lập phương trình sàn buồng máy (x1) (0,5đ)
- Lập phương trình vật (x2) (0,5đ)
- Cho x1 = x2 → t = 0,89s (0,5đ)
b.TÝnh ®é dÞch chuyÓn(∆x) cña vËt vµ qu·ng ®-êng (s) mµ vËt ®· ®i ®-îc trong thêi gian ®ã - ∆x = x 1,00đ
2 - x02 = -5t2 + 4t ; x02 = h = 4,8 m (0,5đ)
- Tính toán ∆x = - 0,44m (0,25đ)
- Đường đi: s = s1 + s2 = 0,8 + 1,2005 = 2,0005(m) (0,25đ)
( s1 là đoạn đường vật đi trong 0,4s đầu, s2 là đoạn đường vật rơi tự do trong 0,49s còn lại) 2 T3 = T1 = T0 0,50đ
(3,0đ) a. Tính p3 theo p0
p3 = p2T3/T2 , T2 = T1/2 = T0/2; (0,25đ) Vậy p3 = p0 (0,25đ)
b. Xác định nhiệt độ cực đại của mol khí trong chu trình 1,50đ P p 3 3 p 0 2 2 1 O V 0 2V0 V Hình 4
Viết phương trình đường thẳng qua (3) và (1): p = aV + b (1), với
a = -p0/ 2V0 , b = 3p0/2 (0,50đ)
Lại có pV = nRT = RT (2) (0,25đ)
Từ (1) và (2) suy ra T = Ap2 -Abp, với A = 1/aR (0,25đ)
Đạo hàm T’ = A(2p-b), T’=0 => Tmax = - Ab2/4 = 9T0/8 khi p=b/2 = 0,75p0
Vậy Tmax = 9T0/8 (0,5đ)
c. Tính nhiệt lượng khí trao đổi trong mỗi quá trình 1,0đ - Từ 1→ 2:
Q12 = A12 + ∆U12 = 0,5p0( V0-2V0) + 0,5iR( T0/2 - T0) = -1,25RT0 (0,25đ) - Từ 2→ 3:
Q23 = A23 + ∆U23 = 0 + inR∆T/2 = 3.1.R T0/4 = 0,75RT0 (0,25đ) - Từ 3→ 1: Q31 = A31 + ∆U31 , với
A31 = 0,5(p0+p0/2)(2V0-V0) = 3p0V0/4 = 0,75RT0
∆U31 = 0,5iR∆T = 0 ( vì T3 = T1)
Vậy Q31 = 0,75RT0 (0,50đ) Trang 20 3
a. Viết phương trình quỹ đạo chuyển động của electron trong điện trường. 2,0đ (4,0đ) x = (v 0cosα)t ; (0,5đ) y = (v
0sinα)t – 0,5at2 ; (0,25đ) a = qU/md (0,25đ) Vậy (1,0đ)
b. Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ, biết rằng electron rời tụ điện theo phương song song với các bản tụ. 2,0đ
Khi vừa ra khỏi tụ x = ℓ → t = ℓ/v0cosα ; (0,5đ)
Vì ra tụ electrôn bay song song với bản tụ nên lúc này vy = 0 hay
v0sinα – at = 0 → a = (v0sinα)/t = ((v0)2sinαcosα)/ℓ = qU/md ; (0,5đ)
Suy ra U = (md(v0)2sin2α)/2ℓq = 15000√3 (V); (1,0đ) 4 1,5đ Câu 4(4 đ). (4,0đ)
a.Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) bằng tụ điện C
1 = 2μF, và nối vào giữa hai đầu
(2) và (4) bằng tụ điện C2 = C1. Tính cường độ dòng điện qua các điện trở và điện tích trên các tụ 1 2 3 4 R R R B C M N + - U ( H1)
- Cường độ dòng điện qua các R đều bằng nhau và bằng
I = U/3R = 2A/30 = 0,067A (0,5đ)
- Q1 = Q2 = CU13 = C(I2R) = 220/15 = 2,67 (μC) (1,0đ) 1,5đ
b.Bỏ các tụ ở câu a ra khỏi mạch. Cùng môt lúc nối vào giữa hai đầu (1) và (3) và giữa hai đầu
(2) và (4) bằng hai dây dẫn có điện trở không đáng kể. Tính cường độ dòng điện qua các điện
trở và qua hai dây vừa nối, chỉ rõ chiều dòng điện qua các điện trở
- Lúc này 3 điện trở mắc song song nên cường độ dòng điện qua các R đều bằng nhau và bằng I R = U/R = 0,2A (0,5đ)
- Cường độ qua mạch chính I = 3U/R và tại nút B thì I = I13 + IR , tại nút C thì
I = I24 + IR → I13 = I24 = 2U/R = 0,4A (0,5đ)
I13 là cường độ dòng điện qua dây nối (1) với (3)
I24 là cường độ dòng điện qua dây nối (2) với (4)
- Chiều dòng điện qua R ở đoạn BM là từ B → M; chiều dòng điện qua R ở đoạn MN là
từ N → M; chiều dòng điện qua R ở đoạn NC là từ N → C (0,5đ)
b.Chỉ mắc thêm vào:giữa (3) và (4) một biến trở có điện trở tham gia vào mạch là Rb . Tính Rb để 1,0đ
công suát tiêu thụ trên Rb cực đại. Tính giá trị cực đại này
Thiết lập PRb = (U34)2 /Rb = U2Rb/ (3Rb + 2R)2 (0,5đ)
Suy ra PRb max khi 3Rb = 2R →. Rb = 20/3 Ω (0,25đ) Trang 21
Thế số, tính đúng Pmax = U2/36Rb = 1W/60 = 0,0167W (0,25đ) 5 Câu 5(4 đ). (4,0đ) B C B U A D 2,0đ
a.Xác định chiều và độ lớn của dòng điện qua thanh
Lực từ F tác dụng lên CD cân bằng với lực ma sát :
F = Fms= μP = 0,1(N) (1,0đ)
Cường độ dòng điện tổng hợp I qua CD: I = F/Bℓ = 2,5A và
có chiều từ D→ C ( 1,0đ) b.Xác định U BA
Cường độ dòng điện cảm ứng qua CD có độ lớn I 2,0đ
c = Ec/R = Bℓv/R = 0,02(A) và có
chiều từ C→.D. ( 1,0đ)
do đó cường độ dòng điện do nguồn U phát ra là
In = I + Ic =2,52A (0,5đ)
Suy ra U = InR = 25,2V → UBA = -25,2V (0,5đ) 6 Phương án thực hành (2,00 (2,0đ) đ)
Mắc nối tiếp vôn kế ( thang đo 10V) với ampe kế thang đo 50μA, rồi mắc chúng song song với
biến trở tức là mắc chúng vào giữa M và N RV = SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KÌ THI THI OLYMPIC 24/3 QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT
LẦN THỨ II - NĂM 2017 Môn: VẬT LÍ 11 THÁI PHIÊN
Khóa ngày: 25/3/2017 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Trang 22 Đề có 02 trang
Câu 1. (3,0 điểm) Trên mặt bàn nằm ngang có một
thanh gỗ AB có chiều dài l=1 m. Vật nhỏ m đặt tại mép
A của thanh ( Hình 1). Hệ số ma sát giữa vật với m thanh là μ = 0,4.
a) Giữ đầu B của thanh cố định, nâng dần đầu B A A.
Hỏi khi đầu A ở độ cao bằng bao nhiêu thì vật bắt Hình 1 đầu trượt xuống.
b) Đầu A được giữ ở độ cao h = 30 cm. Vật m được truyền cho vận tốc ban đầu v0 dọc theo
thanh. Tìm giá trị nhỏ nhất của v0 để vật đi hết chiều dài của thanh.
c) Thanh được đặt nằm ngang và có thể chuyển động không ma sát trên sàn. Tác dụng một lực
kéo F có phương nằm ngang lên đầu A. Kết quả là vật m sẽ bị trượt về phía đầu B. Cho biết thời gian
để vật m đi hết chiều dài thanh là t = 1 s. Tìm giá trị của F. Cho khối lượng của vật nhỏ m = 1 kg,
khối lượng của thanh là M = 2 kg.
Câu 2. (3,0 điểm) Một khối khí lí tưởng đơn nguyên tử biến đổi trạng thái theo chu trình 1-2-3-1.
Quá trình 1-2 là quá trình đẳng tích, 2-3 là quá trình đẳng áp, 3-1 là quá trình mà áp suất p biến thiên
theo hàm số bậc nhất đối với thể tích V. Biết áp suất và thể tích của khối khí tại các trạng thái 1, 2, 3
tương ứng lần lượt là p1 = p0, V1 = V0; p2 = 2p0, V2 = V0; p3 = 2p0, V3 = 2V0.
a)Hãy vẽ hình biểu diễn chu trình nêu trên trong hệ tọa độ p-V.
b)Tính hiệu suất của chu trình.
Câu 3: (4 điểm) Có 4 quả cầu nhỏ giống hệt nhau, mỗi quả có khối lượng m, điện tích q. Treo 4 quả
vào điểm O bằng 4 sợi dây mảnh cách điện dài l. Khi cân bằng, bốn điện tích nằm tại 4 đỉnh của
hình vuông ABCD cạnh a=l.
a) Tính lực điện do ba điện tích đặt tại A, B, D tác dụng lên điện tích đặt tại C theo q, l và hằng số điện k.
b) Tính giá trị của q theo m, l và gia tốc trọng trường g. 2 Nm
Áp dụng bằng số: l=20cm, m= (1+ 2 2) gam, g=10m/s2, k= 9 9.10 ( ) . 2 C
Câu 4: (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ 2, E1=3V, R3 C M
E2=3,6V, R1=10Ω, R2=20Ω, R3=40Ω, bỏ qua điện trở
trong của hai nguồn. Tụ có điện dung C=1μF. K E2 R
c) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện 4 qua R2 R1
nguồn E1 và điện tích của bản tụ nối với M. B A N
b)Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn
và điện lượng chuyển qua R4. E1 Hình 2
Câu 5: (4 điểm) Một sợi dây dẫn đồng nhất, tiết diện ngang S0 = 1 mm2,
điện trở suất  = 2.10-8 m, được uốn thành một vòng tròn kín M (như
hình 3), bán kính r = 25 cm. Đặt vòng dây nói trên vào một từ trường
đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây.  V Cảm + B
ứng từ của từ trường biến thiên theo thời gian B = kt, với t tính bằng
đơn vị giây (s) và k = 0,1 T/s. N
a/Tính cường độ dòng điện cảm ứng trong vòng dây. Hình 3 Trang 23
b/Tính hiệu điện thế giữa hai điểm bất kì trên vòng dây.
c/Nối vào giữa hai điểm M, N trên vòng dây một vôn kế (có điện trở rất lớn) bằng một dây dẫn
thẳng có chiều dài MN = r 2 như hình vẽ. Tính số chỉ của vôn kế.
Câu 6:(2 điểm) Cho một viên pin, một ampe kế, một cuộn dây có điện trở suất ρ đã biết, dây nối
có điện trở không đáng kể, một kéo cắt dây, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm.
Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần đúng suất điện động của viên pin. - - - Hết - - - SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KÌ THI THI OLYMPIC 24/3 QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT
LẦN THỨ II - NĂM 2017 Môn: VẬT LÍ 11 THÁI PHIÊN
Khóa ngày: 25/3/2017 ĐÁP ÁN Câu Đáp án Điểm Trang 24
a. Vật sẽ bắt đầu trượt xuống khi góc nghiêng: tan α = μ → α = 21,80. 0,25x2
→ độ cao của đầu A: h = l. Sin α = 37,1 cm. 0,25x2
Câu 1: b. – Với h = 30 cm → α = 17,460. 0,25
(3 điểm) - Gia tốc của vật m tính theo công thức:
ax = g (sin α – μ.cos α) = - 0,82 m/s2. 0,25 2 −v
- quãng đường dài nhất mà vật đi được trên thanh : S 0 max = 2a 0,25
- để vật đi hết chiều dài của thanh thì: S max  l → v 0,25 0  1,28 m/s.
c. Lực ma sát giữa vật và thanh: F ms = μ.m.g = 4 N. F − F F − 4
- định luật II Newton cho thanh: a1 = ms = M 2 0,25
- chọn hệ quy chiếu gắn với thanh. Phương trình định luật II Newton cho vật là: m.a − F F − 4 F a21 = 1 ms = − 4 = − 6 (1) 0,25 m 2 2
- trong hệ quy chiếu gắn với thanh thì vật m chuyển động nhanh dần
đều không vận tốc ban đầu nên thời gian chuyển động của vật là: 2.l t = = 1 s 0,25 a21 → a21 = 2 m/s2. 0,25
Thay vào (1) ta được F = 16 N.
a)Hình vẽ biểu diễn chu trình:
- Xác định được tọa độ 1;2;3 trên đồ thị 0,5
Câu 2: - Vẽ đồ thị (3 điểm) 0,5 b)
- Công mà khí thực hiện trong chu trình 1 1 A = (2p p 2 0 – p0)(2V0 – V0) = 2 0V0 0,5
-Ta xét từng quá trình để xác định Q1 và Q2 + Quá trình 1-2 Đẳng tích, công A
12’ = 0, áp suất tăng suy ra nhiệt độ tăng và 3 Q12 = ΔU12 = p 0,5 2 0V0 > 0 + Quá trình 2-3 Đẳng áp
Q23 = A23’ + ΔU23 = 2p0V0 + 3p0V0 = 5p0V0 0,25 13 Q 1 = Q12 + Q23 = p 2 0V0 0,25 Trang 25 1 p A 2 0V0 1 0,25x2 Hiệu suất H = = = = 7,7% Q1 13 13 p 2 0V0 Trang 26
a) Lực tác dụng vào điện tích đặt tại C như hình vẽ. F
+ F + F = F (1) AC BC DC 0,5 0,25
Do tính đối xứng nên lực F cùng chiều với AC Câu 3: (4 điểm) HV 0,5
Chiếu phương trình (1) lên phương AC ta được: 0,25 F = F 0,5 AC + FDCcos450 + FBCcos450 2 → kq  1  F = + 2   2 l  2  0,5
b) Xét quả cầu C. Các lực tác dụng vào quả cầu gồm: 0,25 T , P , F , F , F . AC BC DC
Tại vị trí cân bằng của quả cầu C: T + P + F + F + F =0 AC BC DC 0,25
→ F + P = T − (như hình vẽ) 0,25
→ Hợp lực của F + P phải có phương của dây treo OC. 0,25 2 2 0,25 kq mgl
Do =450 nên F = P → mg = 0,5 + 2 → q = 2 ( ) 0,25 l k(0,5 + 2) 1. Thay số: 7 q 3.10− = C .
a) K mở: dòng qua nguồn E1 là: 0,25 E 3 1 = = = 0,25x2 Câu 4: I 1 , 0 A 0 R + R 30 (4 điểm) 1 2
Điện tích trên tụ là q0 = UMA.C= (E2-I0.R1).C = 2,6μC 0,25x2
Và cực dương nối với M. 0,25
b) K đóng, vẽ lại đúng mạch điện: 0,5
Áp dụng định luật Ôm ta có: 0,25 Trang 27 −U + E R 0,25 NB 1 I = (1)........... 3 E2 1 R M I2 1 U + E 0,25 NB 2 I = (2) 2 R R2 3 I U B N 0,25 NB I = (3) R 2 Lại có: I E1 R1 A 0,25 1=I+I2 (4).
Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được: 0,25 I1 U 0,25
NB =1,2V, I1= 0,18A, I2= 0,12A, I= 0,06A ……………
Hiệu điện thế trên tụ: UMA= UMN + UNA = E2-I1.R1 = 1,8V. 0,25
Điện tích trên tụ: q = UMA.C = 1,8μC, cực dương nối với M………
Điện lượng chuyển qua R4 là: Δq = |q0-q| = 0,8 μC.........
Độ lớn suất điện động cảm ứng trên vòng dây Câu 5:    (BS) r2.(kt) 0,25 (4 điểm)   E =   = = = kr2 ………… t  t t 0,25 0,25
Điện trở vòng dây R =  l = 2r .……………. S0 S0
a/ 1,5đ Cường độ dòng điện cảm ứng 0,25 E kr2 krS 0,25 0 0,1.0,25.10-6 I = = = R 2 = 2.2.10-8 = 0,625 A 0,25 2r S 0
-------------------------------------------------------------------------------------
Lấy hai điểm M, N trên vòng dây, chia vòng dây làm hai cung có 0,25
chiều dài là l1, l2. b/
Vòng dây tương đương với mạch kín gồm hai nguồn E1, r1 và E2, r2, trong đó E1 r1 l1 = = hay E E 1r2 = E2r1 ……………… 0,25 2 r2 l2
Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch MN ta 1,0đ M E 1, r1 E I 2, r2 I N có 0,25 E1 + UMN E2 - UMN I = = …………… r1 r2 E2r1 - E1r2 c/  UMN = = 0 ……… r 0,25 1 + r2
---------------------------------------------------------------------------------
Sợi dây nối vôn kế giữa M và N chia diện tích vòng dây thành hai phần 1,5đ 0,25 Trang 28 S r2 r2   -  S1 = - = 1 4 2 22  r2  r23  3 + 2 S  -   +1 0,25 2 = S - S1 = .r2 - 1 = = S 22  2 2   - 2 1 …
Suất điện động và điện trở trên cung l1 và l2 có độ lớn tương ứng   1 2 3 + 2 E1 =  = kS = kS E 0,25 t 1 và E2 = t 2 =  - 2 1 …… 3 3r r2 = 3r1 = r = ………………… 4 2S 0,25 0
Áp dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch MN ta có E1 + UMN E2 - UMN I = = r1 r2 0,25 3 + 2  E 1r1 - 3E 1r1  E2r1 - E1r2 - 2 2E1 UMN = = = r1 + r2 4r1  - 2 0,25 kr2 0,1.0,252 Hay UMN = = = 3,125.10-3 V 2 2
- Đo chiều dài dây dẫn bằng giấy kẻ ô. Để xác định đường kính d của
Câu 6: dây, cuốn nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo 0,5
(2 điểm) bề rộng của N vòng đó rồi chia cho N ta được d
- Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất. Lập mạch điện kín gồm
nguồn điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế, khi đó đo đươc cường độ E
dòng điện chạy qua ampe kế là: I = 0,5 (1) r + R
Trong đó E, r là suất điện động, điện trở trong của nguồn, R là điện trở
của đoạn dây đã cắt ra.
- Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại ¾ chiều dài (hoặc một
nửa chiều dài,…) rồi lắp lại vào mạch và đo cường độ dòng điện: 0,25 E I ' = (2) 3 r + R 4 Từ (1) và (2) rút ra:  1 1  R = 4E −  (3)  I I '  0,25
Thay (3) và (1) hoặc (2) tìm được:  1 1   4  .  I.I ' 0,25 4E −  =  =  E =  I I' 2 2  S d  d  (I'−I) 0,25 - - Hết - -
TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG
ĐỀ OLYPIC VẬT LÝ 11 NĂM HỌC 2016 – 2017 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Bài 1 m E B Trang 29 E α
1. (2điểm): Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 10g mang điện tích
dương q= 3. 10-7C được thả không vận tốc đầu từ đỉnh B của mặt phẳng
nghiêng BC=20cm và hợp với phương ngang góc α=300. Hệ thống
được đặt trong một điện trường đều E=105V/m có đường sức nằm
ngang như hình vẽ . Cho hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng
là µ=0,2, tính vận tốc của quả cầu ở chân mặt phẳng nghiêng. Lấy g=10m/s2.
2. (1 điểm) Một băng chuyền nghiêng góc  so với phương
ngang, đang chuyển động với vận tốc vo xuống dưới. Một viên
gạch có khối lượng m nằm trên băng chuyền và được giữ yên bằng
một sợi dây như hình vẽ. Người ta cắt đứt sợi dây. Tính công của lực
ma sát tác dụng lên viên gạch cho đến thời điểm viên gạch đạt vận tốc  v v0
o của băng chuyền. Cho hệ số ma sát giữa viên gạch và băng chuyền là k. Bài 2: (3,0 điểm)
Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình như sau:
Từ trạng thái 1 có thể tích V1 = 10 , nhiệt độ T1 = 600K dãn nở đẳng nhiệt sang trạng thái 2
có thể tích V2 = 2V1; rồi bị nén đẳng áp đến trạng thái 3 có thể tích V3 = V1; rồi bị nén đẳng nhiệt
đến trạng thái 4; sau đó trở lại trạng thái 1 bằng quá trình đẳng áp.
a. Xác định đầy đủ các thông số tương ứng với các trạng thái 1, 2, 3, 4 của khí. Vẽ đồ thị biểu
diễn chu trình trong hệ tọa độ (p-V).
b. Tính công mà khí sinh ra trong cả chu trình.
Cho hằng số khí lý tưởng R = 8,31J/mol.K. Bài 3: (4 điểm)
1. Một hạt bụi có khối lượng m = 5.10-4g, mang điện tích q > 0 (coi là điện tích điểm), nằm lơ lửng
giữa hai bản tụ điện nằm ngang và cách đều hai bản tụ. Khoảng cách giữa hai bản tụ là d = 1cm,
hiệu điện thế giữa hai bản tụ khi đó là U1 = 200V. Lấy g = 10m/s2.
a. Tính độ lớn điện tích q của hạt bụi.
b. Xoay hai bản tụ thẳng đứng và giảm hiệu điện thế còn U2 = 100V rồi đặt hạt bụi trên vào vị trí
cũ. Hỏi sau bao lâu hạt bụi chuyển động tới bản âm? Tính vận tốc của hạt bụi khi đó.
2. Một khối cầu đồng chất bán kính R tích điện đều với mật độ điện tích khối . Chọn mốc điện thế
tại vô cùng. Tính điện thế tại một điểm cách tâm khối cầu một đoạn r.
Bài 4. (4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động K
E=8V, điện trở trong r=2  . Điện trở của đèn R A 1=3  , điện trở
R2=3  , điện trở ampe kế không đáng kể. E,r R1
a) Khoá K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy khi điện D trở
của phần AC của biến trở AB có giá trị 1  thì đèn tối nhất. Tính điện
trở toàn phần của biến trở. R2
b) Mắc một biến trở khác thay vào chỗ của biến trở đã cho và C
đóng khóa K. Khi điện trở của phần AC bằng 6  thì ampe kế B A chỉ
5 A. Tính giá trị toàn phần của biến trở mới. Hình bài 4 3 Trang 30 Bài 5 (4 điểm)
Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở
R = 0,5 . Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l = 14cm , khối lượng m = 2g , điện trở r = 0,5 tì vào hai
thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại
đó. Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim
loại có cảm ứng từ B = 0,2T . Lấy 2
g = 9,8m / s .
a) Xác định chiều dòng điện qua R. R
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau
một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc
chuyển động đều ấy và tính U A • B AB.
c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm B ngang một góc 60o  =
. Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ. Tính
vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và UAB. Bài 6:(2 điểm)
Xác định điện tích nguyên tố Dụng cụ:
Bình điện phân, nguồn điện, cân, ampe kế, đồng hồ bấm giây, các dây nối có điện trở không đáng kể. Yêu cầu:
- Trình bày cơ sở lý thuyết xác định điện tích nguyên tố (dựa trên các dụng cụ nói trên)
- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm.
ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG Bài 1
Lực tác dụng lên quả càu gồm: trọng lực, phản lực, lực điện, lực ma sát, kí hiệu     (2đ)
tương ứng là: P, N , F , F đ . ms 1. 0,25đ
………………………………………………………………………………….. …… ……
- Theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng ta có: P.cosα = N + F
đ. sinα → N = mg.cosα – q.E.sinα (1)
………………………………………………………………………………….. 0,5đ ……
- Theo phương chuyển động của vật: …… mg.sinα + F đ.cosα - µN = ma (2)
………………………………………………………………………………….. 0,5đ
Thay (1) và (2) và biến đổi ta được: ……
a = g.(sinα - µcosα) + qE .(cosα+µsinα) ≈ 4,94m/s2 m ……
…………………………………………………………………………………. 0,5đ
Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: v = 2.a.BC ≈ 1,4m/s …… ……. Trang 31 0,25đ 2.
Lực tác dụng lên viên gạch gồm: Trọng lực P, phản lực N và lực ma sát trượt Fms.
Áp dụng định lí động năng cho chuyển động của viên gạch từ lúc cắt dây đến lúc đạt vận tốc v0: 0,25 Ap + AFms = Wđ 1 N 2
mgh + F .s = mv ms 0 Suy ra: 2 1 Fms 2 mg. . s sin  + km . gs cos = mv h 0 Hay: 2 P 
Quãng đường viên gạch đi được: 0,25 2 v0 s = g  + k  2 (sin cos ) kmg cos. 2 v A = F . 0 s = Fms ms g  + k  0,5 Công của lực ma sát: 2 (sin cos ) 2 mv k 0 A = . Vậy Fms 2 k + tan
a. Xác định các thông số trạng thái và vẽ đồ thị: (2,0) Bài 2
Áp dụng phương trình trạng thái cho khí ở trạng thái 1: RT 8, 31.600 1 3 p V RT V 49,86.10− =  = = = m = 49,86 1 1 1 1 5 ( 3) ( ) p 10 0,25 1
Từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, khí dãn nở đẳng nhiệt: T 2 = T1 = 600K, V2 = 2V1 4 p V p V p 49,86.10 1 1 1 1 1 4 p = = = = = 24,93.10 Pa 2 0,25 V 2V 2 2 2 1
Từ trạng thái 2 sang trạng thái 3, khí bị nén đẳng áp: p 3 = p2 = 24,93.104Pa, = V V 3 1 V T V T T 600 0,25 3 2 1 2 2 T = = = = = 300K 3 V 2V 2 2 2 1
Từ trạng thái 3 sang trạng thái 4, khí bị nén đẳng nhiệt: T 4 = T3 = 300K
Từ trạng thái 4 sang trạng thái 1, khí biến đổi đẳng áp: p 4 = p1 = 49,86.104Pa 0,5 4 p V 24, 93.10 .0, 01 3 3 V = = 4 4 p 49,86.10 4 3 = 5.10− ( 3 m ) = 5
Như vậy ta có các trạng thái của khí: 0,25 (4 điểm) 0,5 Trang 32 4 4 p = 49,86.10 Pa p = 24,93.10 Pa (1,0) 1 2 p a 
. Hạt bụi lơ lửng giữa ha 
i bản tụ: (Thí sinh vẽ hình (1) V = 10  (2) V = 20 ) 1 2  P + = 0,5 đ F 0  T = 600K T = 600K  1  2 4 1 7 − 2 mgd 5.10 − p1 4 .10.10 10 − 4  q  = p = 24 = ,93.10 Pa = 2p ,5 = .1 4 0 9,8 C6.10 Pa 0,5 3 4  U 200 1   (3) V =10  (4) V = 5 3 4   T = 300K T = 300K  3  4 Đồ thị như hình 3. p (2,0) 2 2 Bài 3
b. khi thay hiệu điện thế U 3
2 = 100V, độ lớn lực điện tác dụng vào hạt bụi là: (4 điểm) qU qU mgd mg ' 2 1 = = = = 0,5 đ F O d 2d 2d 2 V4 V1 V2 V
gia tốc theo phương ngang là: ' Hình 3 đ F P g 2 a = = = = 5m / s 0,5 b. C x ông thực m 2 hiện tr m 2 ong các quá trình (2,0) Công trong quá thời gian kể trình bi từ lúc bắ ến đổi t t đầu c ừ trạ huyể ng thái ( n động đế 1) san n khi hg trạ ạ ng thái ( t bụi tớ 2): i bản â m là: 2x V 2 d 10− 0,25 2 A t = = RT l =n = 8 = ,31.600.ln 0, 2 0 = 45 3 s 4 56J 12 1 a V a 5 x 1x 0,5 Công trong quá Gia tốc: a = a trình bi + a ến đổi t với
ừ trạng thái (2) sang trạng thái (3): x y 4 2 − 2 0,25 A vậ p (V n tốc hạ V t bụi ) 24, khi đó l 93.10 à (10 2.10− = − = − ) = 249 − 3J 23 2 3 2
Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (3) sang trạng thái (4): V 1 4 A = RT ln = 8,31.300.ln = 1 − 728J 0,25 34 3 V 2 3
Công trong quá trình biến đổi từ trạng thái (3) sang trạng thái (4): 4 2 − 2 A p (V V ) 49,86.10 (10 0, 5.10− = − = − ) = 2493J 0,25 41 1 1 4
Công chất khí nhận được trong một chu trình là: A = A 1 12 + A23 + A34 + A41 = 1728J Trang 33 2 g 2 2 2 2 v = a.t = a + a .t =
+ g .t = 5 5.0,045  0,5m / s x y 4 0,5 2. * Nếu r  R 3 Q 4 R  0,5 V = k = k A r 3r O B M M * Nếu r < R
Cường độ điện trường tại điểm M cách tâm
một đoạn r chỉ do khối cầu (O, r) gây ra. G 3 4 r  4 k  E F E = k = r 2 3r 3 I H
Đồ thị E như hình vẽ. r R r
Hiệu điện thế giữa hai điểm M và A là UMA có
độ lớn bằng diện tích phần gạch chéo của hình thang FGHI ta có: 2 2
2 k (R + r)
2 k (R − r ) U = (R − r) = MA 3 3 2 2   −
Điện thế tại điểm M là: 2 k (3R r ) V = U +V = 0,5 M MA A 3 Bài 4
a) Gọi điện trở toàn phần của biến E,r
trở là R, điện trở toàn phần AC là x.
Khi K mở ta có mạch như hình vẽ 0,5 điện trở toàn mạch A 2 x 3(x + 3)
−x + (R −1)x + 21+ 6R
R = R − x + + 2 = R1 tm x + 6 x + 6 B R- x C D 0,5 R
Cường độ dòng điện qua đèn: 2 U I.R 24 CD CD I = = = E,r 1 2 x + R x + R
−x + (R −1)x + 21+ 6R 1 1 0,5 R1
Khi đèn tối nhất thì I1 nhỏ nhất hay mẫu số lớn nhất C D R −1 R’- 6 B R x = 2 A 2 0,5
Theo đề bài x=1  . Vậy R=3  x=6 0,5
b) khi K đóng ta có mạch như hình vẽ (0,25đ) Trang 34 điện trở toàn mạch ' 17R − 60 R =
R’ là điện trở toàn phần của biến trở mới tm ' 4(R − 3) 0,5 ' 32(R − 3) 48 5
Có I = I − I = − = A A BC ' ' 17R − 60 17R − 60 3 0,5 '  R =12 0,5 Bài 5
a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. 0,5 I R
Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng
sinh ra B ngược chiều B (Hình vẽ). • cu
Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều A B B B cu 0,5 từ A → B.
b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P = mg nên
thanh chuyển động nhanh dần → v tăng dần.
- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm
tác dụng của lực từ F = BIl có hướng đi lên. 
- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e = = Blv nên t  e Blv 2 2 B l v I = = → F = 0,5 R + r R + r R + r
Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh 0,5
chuyển động thẳng đều.
-Khi thanh chuyển động đều thì: 2 2 3 B l v (R r)mg (0,5 0,5).2.10− + + .9,8 F = mg → = mg → v = =
= 25(m / s) 2 2 2 2 R + r B l 0, 2 .0,14 0,5
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: F Blv 0, 2.0,14.25 N U = I.R = .R = .0,5 = 0,35(V ) AB R + r 0,5 + 0,5 0,5 B 1 I  B P
c) Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ 1 bên: P B 2 
- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi
ta thay P bằng Psin, thay B bằng B1 với B1=Bsin.
- Lập luận tương tự ta có: 2 2 3 − 0 (B sin ) l v
(R + r)mg sin  (0,5 + 0,5).2.10 .9,8.sin 0,5 60
F = mg sin →
= mg sin → v = = = 28,87(m / s) 2 2 o 2 2 R + r (B sin ) l (0, 2.sin 60 ) .0,14 Trang 35
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: B sin.lv 0, 2.sin 60 . o 0,14.28,87 0,5 U = I.R = .R = .0,5 = 0,35(V ) AB R + r 0,5 + 0,5 Bài 6
1) Cơ sở lý thuyết: (2đ)
- Gọi n là hóa trị của chất. Số các nguyên tử xuất hiện ở điện cực: q I t  N = = (2) 0,25 ne ne
- Mặt khác: Gọi NA là số Avogadro, A là khối lượng mol của chất ta có:
Số các nguyên tử đó là: m 0,25 N = N (3) A A
Từ (2) và (3) ta tìm được: A I. t  A I. t  e = . = . 0,5 n . m N
n (m − m ).N A 2 1 A
2) Thiết lập mạch điện, phương án tiến hành thí nghiệm:
- Mắc mạch điện theo sơ đồ thông thường một mạch kín bao gồm:
Nguồn điện - Ampe kế - Bình điện phân.
- Dùng Ampe kế xác định dòng điện I chạy qua dung dịch điện phân. 0,25
- Dùng đồng hồ đếm thời gian để xác định thời gian Δt mà dòng điện đi qua.
- Xác định khối lượng m của chất bám vào điện cực: 0,25
Bằng cách dùng cân để đo khối lượng m1 điện cực trước khi mắc vào mạch,
sau đó đo khối lượng m2 của điện cực đó sau khi cho dòng điện đi qua chất 0,25
điện phân và tính được khối lượng: m = m2 - m1 (1) 0,25
ĐỀ THI VẬT LÍ OLIMPIC 11 Năm học 2016-2017
Thời gian làm bài 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài1: (4 điểm)
Vật A được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao 300m so với mặt đất với vận tốc ban đầu 20m / s .
Sau đó 1s vật B được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao 250m so với măt đất với vận tốc ban
đầu 25m / s Bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 2
10m / s . Chọn gốc toạ độ ở mặt đất, chiều dương
hướng thẳng đứng lên trên, gốc thời gian là lúc ném vật A.
a.Viết phương trình chuyển động của các vật A, B? Trang 36
b.Tính thời gian chuyển động của các vật?
c.Thời điểm nào hai vật có cùng độ cao?Xác định vận tốc các vật tại thời điểm đó? Bài 2: (4 điểm)
Vật khối lượng m được kéo đi lên trên mặt phẳng nghiêng với lực F , F hợp với mặt phẳng
nghiêng góc  . Mặt phẳng nghiêng góc  so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật
và mặt phẳng nghiêng là  .
a) Tìm biểu thức tính F khi vật đi lên đều theo mặt phẳng nghiêng. b) Với m = 5kg, 45o  =
,  = 0,5 , lấy g = 10m/s2. Xét vật đi lên đều, tìm  để F nhỏ nhất, tìm
giá trị lực F nhỏ nhất đó. F   Bài 3: (4 điểm)
Có 1 g khí Heli (coi là khí lý tưởng đơn nguyên tử) thực hiện một chu trình 1 – P
2 – 3 – 4 – 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T như hình bên. Cho P 2P 0 = 105Pa; T0 = 300K. 0 1 2
a) Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4.
b) Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại
chu trình này trên giản đồ P P0
-V và trên giản đồ V-T (cần ghi rõ 4 3
giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình). T
c) Tính công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn của chu trình. 0 T0 2T0 Bài 4: (5 điểm)
1.Có một số điện trở r = 5 (  ). Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành
mạch có điện trở 3 (  ). Xác định số điện trở r, vẽ sơ đồ mạch ?
2.Cho mạch điện như hình vẽ : trong đó E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω.
a) Vôn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tính suất điện động E2.
b) Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thì vôn kế V chỉ bao nhiêu? E1,r1 E2,r2 D V R R 1 3 A B C R2
Bài 5: (3 điểm) Phương án thí nghiệm: Trang 37
Cho một nguồn điện không đổi (có điện trở trong), và 2 vôn kế khác nhau có điện trở hữu
hạn.Bằng kiến thức đã học, hãy trình bày phương án xác định suất điện động của nguồn điện
bằng một số tối thiểu mạch điện chỉ dùng các vôn kế. Trang 38 ĐÁP ÁN BÀI HƯỚNG DẪN GIẢI ĐIỂM 1
a. Viết phương trình chuyển động của các vật:
Chọn trục Ox hướng lên , gốc tại mặt đất, t = 0 khi ném vật A ta có; 2
x = 300 + 20t − 5t 0.5 1 0.5 2
x = 250 + 25(t −1) − 5(t −1) ; → t  1 2 2
b. Vật A chạm đất khi x = 0;→ 300 + 20t − 5t = 0 1 0.5
Giải pt ta có: t =10 ; s t = 6
− s  0 (loại) 0.5 11 12 0.5 2 = → + − − − =
Vật B chạm đất khi x 0
250 25(t 1) 5(t 1) 0 2 → t =11 ; s t = 4
− s  0(loai) 21 22
Thời gian chuyển động của B là: t
 = t −1=10s . 0.5 21 x = x 1 2
c. Hai vật cùng độ cao khi: 2 2 0.5
300 + 20t − 5t = 250 + 25(t −1) − 5(t −1) → t = 5,3s
Vận tốc của A khi đó: v = 20 − gt = 3
− 3m / s A 0.25
Vận tốc của B khi đó: v = 25−10(t −1) =18m / . s 0.25 B 2 a. F 0.5
Các lực tác dụng lên vật như hình 4 N 
Vật chuyển động đều nên: y x F + P + F + N = 0 (*) mst Fmst O P 
Chiếu (*) lên: Ox: F o
c s − Psin − F = 0 (2) mstHình 4 0.5
Oy: F sin  + N − P cos = 0 (3)  +   Thay F
=  N =  (P cos − F sin  vào (2) ta được: sin cos F = P 0.5 mst ) os c  +  sin  0.25 b.
Vì P = mg,  và  xác định nên F=F =  +  
min khi mẫu số M o c s sin 0.25 cực đại.
Theo bất đẳng thức Bunhacôpxki: c  +    ( 2 2  + c  )( 2 +  ) = ( 2 os sin sin os 1 1 +  ) 0.5
Dấu ‘=’ xảy ra  tan = = 0,5  = 26,56o    . 0.5  +   Vậy khi sin cos 26, 56o  =
thì F = F = P = 47,43N min 2 1 +  0.5 Trang 39 0.5 3 a.
Quá trình 1 – 4 có P tỷ lệ thuận với T nên là quá trình đẳng tích, vậy thể tích ở
trạng thái 1 và 4 là bằng nhau: V1 = V4. Sử dụng phương trình C-M ở trạng 0.25 thái 1 ta có: 0.25 m m RT P V = RT , suy ra: 1 V = 1 1 1  1  P 1 Thay số: m = 1g; 
= 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T1 = 300K và P1 = 2.105 Pa ta được: 0.5 1 8,31.300 3 − 3 V = = 3,12.10 m 1 5 4 2.10 0.5
b. Từ hình vẽ ta xác định được chu trình này gồm các đẳng quá trình sau:
1 – 2 là đẳng áp;
2 – 3 là đẳng nhiệt;
3 – 4 là đẳng áp;
4 – 1 là đẳng tích. 1.0
Vì thế có thể vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V (hình a) và trên giản đồ
V-T (hình b) như sau: P(105Pa) V(l) 1 2 3 2 12,48 4 1 3 6,24 2 4 3,12 1 T(K) V(l) 0 0 3,12 6,24 12,48 150 300 600 Hình b Hình a c.
Để tính công, trước hết sử dụng phương trình trạng thái ta tính được các thể 0.25 tích:
V2 = 2V1 = 6,24.10 – 3 m3; V3 = 2V2 = 12,48.10 – 3 m3. 0.25
Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn: 5 3 − 3 − 2
A = p (V − V) = 2.10 (6,24.10 − 3,12.10 ) = 6,24.10 J 0.25 12 1 2 1 V 3 5 3 − 2 A = p V ln
= 2.10 .6,24.10 ln2 = 8,65.10 J 23 2 2 0.5 V2 0.25 5 3 − 3 − 2
A = p (V − V ) = 10 (3,12.10 − 12, 48.10 ) = 9 − ,36.10 J 34 3 4 3
A = 0 vì đây là quá trình đẳng áp. 41 4 1.
* Gọi điện trở của mạch là R
Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song.
Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với 0.25
một mạch nào đó có điện trở X như hình (a) . 0.25 Ta có : Trang 40 r.X R = r + X  5.X 3 = 5 + X 0.25
 X = 7,5 (  )
Với X = 7,5 (  ) ta có X có sơ đồ như hình (b) 0.25 Ta có : X = r + Y
 Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 (  ) 0.25
Để Y = 2,5 (  ) thì phải có 2 điện trở r mắc song song.
Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c). 0.25 2.
a. Tính suất điện động E2. E1,r1 E2,r2 D I V 0.25 I R R 1 3 1 A B C I2 R2 H.1 R (R +
+ Điện trở toàn mạch R = R ) 2 1 3 =  4 R + R + R 0.25 2 1 3
+ I đến A rẽ thành hai nhánh: I R 1 I 1 2 = = = I = I R + R 2 1 3 0.25 2 1 3
+ UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = 6 -3I 0.25 + U = V 3 CD 0.25
+ 6 -3I =  3 => I = 1A, I = 3A. 0.25 - Với I= 1A: 0.25
E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 => E2 = 2V - Với I = 3A:
E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V 0.25
b. Đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thì vôn kế chỉ bao nhiêu
+ Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối
- Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1 0.25 E − E I 1 2 = = 5 , 0 A R + r + r 0.25 1 2
UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V 0.25 Trang 41
- Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, , E1 là máy thu 0.25 E − E I 2 1 = = 5 , 1 A R + r + r 0.25 1 2 U
CD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = 6 +3I = 10,5V 0.25 5
Gọi điện trở của 2 vôn kế là X và Y. Gọi E và r lần lượt là suất điện động và
điện trở trong của nguồn. khi đó:
+ mạch ngoài gồm mỗi X thì U X E r 0.5 1 = = =1+ (1) E X + r U X 1
(U1 là số chỉ của vôn kế X)
+ mạch ngoài gồm mỗi Y thì U Y E r 2 = = =1+ (2) E Y + r U Y 0.5 2
(U2 là số chỉ của vôn kế Y)
Từ (1) và (2) ta có: E E 1 1 +
= 2 + r.( + ) (3) 0.5 U U X Y 1 2
+mạch ngoài gồm X song song với Y thì 1 1 1 + U 1 E 1 1 3 X Y = = 
=1+ r.( + ) (4) 0.5 E 1 1 1 U X Y 3 + r 1+ r.( + ) 1 1 X Y + X Y
(U3 là số chỉ của 2 vôn kế )
Từ (3) và (4) ta có E E E 1 + − =1 === E = (*) U U U 1 1 1 1.0 1 2 3 + − U U U 1 2 3 Trang 42
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KÌ THI OLIMPIC TỈNH NĂM HỌC 2016 - 2017 ĐỀ CHÍNH THỨC
Khóa ngày 25–3-2017
Họ và tên: ………………… Môn: VẬT LÍ LỚP 11 THPT
Số báo danh:...........................
Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
Bài 1: Một lượng khí lý tưởng thực hiện một chu trình được biểu diễn trong hệ toạ độ p-T như hình vẽ. Biết V1 = 4,2 lít. P (105 Pa) 2,25 2 1 3
a) Tính các thông số trạng thái ( 0 p, V, T) của kh 300 í ứ 450 ng v ới các trạ T ( ng thái K)
1, 2, 3. Vẽ đồ thị biểu diễn các
quá trình biến đổi của lượng khí trên trong hệ toạ độ p-V.
b) Trong quá trình đẳng áp, công mà khí sinh ra bằng bao nhiêu?
c) Trong quá trình đẳng tích, nội năng của khí thay đổi một lượng 465J. Biến thiên nội năng của khí
trong quá trình này là bao nhiêu? Tại sao?
d) Trong quá trình đẳng áp, khí nhận vào hay tỏa ra bao nhiêu nhiệt lượng?( 4 đ)
Bài 2: Một thang cuốn tự động đưa khách từ tầng trệt lên tầng lầu trong một phút . Nếu thang ngừng
thì người khách phải đi bộ thì phải lên trong 3 phút. Hỏi nếu thang chạy mà khách vẫn bước lên thì mất bao lâu ?
Bài 3: Ở mạch điện như hình vẽ, nguồn điện có suất điện động E = 8V, điện trở trong
r=2  . Điện trở của đèn là R1=3  ; điện trở R2=3  ; điện trở ampe kế không đáng kể K A E,r D R1 R2 B C A
• K mở, di chuyển con chạy C người ta nhận thấy: khi điện trở của phần AC của biến trở AB có giá
trị là 1  thì đèn tối nhất. Tính điện trở toàn phần của biến trở.
• Mắc một biến trở khác thay vào chỗ của biến trở đã cho và đóng K. Khi điện trở của phần AC
bằng 6  thì ampe kế chỉ 5/3A. Tính giá trị toàn phần của biến trở mới Trang 43
Bài 4: Một vật nhỏ khối lượng m, mang diện tích –q có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng
nghiêng AB=l hợp với phương nằm ngang góc α. Tại chân đường cao AH xuống mặt phẳng ngang
BC có đặt diện tích +q (hình vẽ). A α H B C
a) Tính vận tốc của vật khi vật trượt đến B, biết vật bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ A.
b) Để vận tốc này giống như khi không có điện tích q thì α bằng bao nhiêu? Trang 44 ĐÁP ÁN Bài 1:
a) T1 = 300K, T2 = 450K, p2 = 2,25.105 Pa.
- 1 – 2 là quá trình đẳng tích: V1 = V2 = 4,2 lít
- 2 – 3 là quá trình đẳng nhiệt: T2 = T3 = 450K
p2V2 = p3V3 V3 = 6,3 lít.
- 3 – 1 là quá trình đẳng áp. Đồ thị p – V như hình vẽ p (105 Pa) 2 2,25 1,5 1 3 b) A’ = p 0 4,2 6,3 V(lít)
3(V1 – V3) => A’ = -315J
c) Quá trình đẳng tích: nhiệt độ tăng nên nội năng tăng  U1-2= 465J
d) Tính chất của chu trình:  U1-2 +  U2-3+  U3-1 = 0
- 2 – 3 là quá trình đẳng nhiệt: -  U2-3 = 0 -
 U3-1 = -  U1-2 = -465J.
- Q3-1 = A’3-1 +  U3-1 = - 315 – 465 = - 780J. Khí toả nhiệt
Bài 2: Khi thang máy chuyển động mà người bước lên thì vận tốc người đối với thang lúc đó bằng
vận tốc người đối với lúc đang ngừng thang . Do đó : - thang chạy: t1 = s/v1 - thang ngừng : t2 = s/v2. v = v1+v2
thang ngừng mà người vẫn bước lên: t= 0,75 phút. Bài 3: E,r
a) Gọi điện trở toàn phần của biến trở là R, điện trở
toàn phần AC là x. Khi K mở, ta có thể vẽ lại
mạch điện như hình vẽ. x A R Điện trở toàn mạch: R-x 1 B C D Trang 45
Cường độ dòng điện qua đèn
Thay các chỉ số vào, ta tính được :
Khi đèn tối nhất tức là I1 nhỏ nhất hay mẫu số lớn nhất khi
Theo bài ra đèn tối nhất khi x = 1Ω. Vậy R = 3Ω
b) Khi K đóng ta có mạch điện như hình vẽ E,r Điện trở toàn mạch
R’ là điện trở toàn phần của biến trở mới R Từ hình vẽ ta có : 1 A R’- 6 B C D R hay 2 x = 6 ;
Theo đầu bài IA = I – IBC = A
Thay các biểu thức I và IBC vào, ta được: R’ = 12Ω Bài 4:
Chọn gốc thế năng trọng lực tại mặt BC và gốc thế năng tĩnh điện tại ∞.
- Năng lượng của vật tại A gồm có:
• Thế năng trọng lực mglsinα.
• Thế năng tĩnh điện : -q.VA =
- Năng lượng của vật tai B gồm có :
• Thế năng tĩnh điện : -q.VB = • Động năng :
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng : mglsinα - K = - Trang 46 (*)
- Nếu không có điện tích q thì vận tốc của vật tại B là V’B được tính như sau : mglsinα =  (**)
(*) và (**) giống nhau khi : 1 – tgα = 0  α = 45o. * Ghi chú:
1. Phần nào thí sinh làm bài theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa phần đó.
2. Không viết công thức mà viết trực tiếp bằng số các đại lượng, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
3. Ghi công thức đúng mà:
3.1. Thay số đúng nhưng tính toán sai thì cho nửa số điểm của câu.
3.3. Thay số từ kết quả sai của ý trước dẫn đến sai thì cho nửa số điểm của ý đó.
4. Nếu sai hoặc thiếu đơn vị 3 lần trở lên thì trừ 0,5 điểm.
5. Điểm toàn bài làm tròn đến 0,25 điểm.
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI OLYMPIC 24 - 3
TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH LẦN THỨ HAI ——————— Môn thi: VẬT LÝ 11 ĐỀ THAM KHẢO
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Bài 1(3đ): O
Một vật nhỏ khối lượng M =100g treo vào đầu sợi dây lí tưởng,
chiều dài l = 20cm như Hình 1. Dùng vật nhỏ m = 50g có tốc độ v0 bắn vào M. l
Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2. Coi va chạm là tuyệt đối đàn hồi. M 1.1) Xác định v v0
0 để M lên đến vị trí dây nằm ngang. m
1.2) Xác định v0 tối thiểu để M chuyển động tròn xung quanh O. Hình 1 3 7 1.3) Cho v0 =
m/s, xác định chuyển động của M. 2
Bài 2(3đ): Một lượng khí Nêon (  = 20g ) khối lượng 40g ở 270C có thể tích 6 lít
2.1) Thực hiện công 6750J để nén đẳng nhiệt lượng khí đó đến thể tích 1,5 lít. Tính nhiệt lượng khí tỏa ra
2.2) Hơ nóng đẳng áp để thể tích khí trở về ban đầu. Tính nhiệt lượng khí đã hấp thụ trong quá trình đẳng áp này
2.3) Vẽ đồ thị biến đổi trạng thái trong hệ (V, T) Bài 3(4đ): Trang 47
3.1) Hai quả cầu kim loại bán kính R1 = 2,5cm, R2 = 7,5cm có điện tích q1 = 3.10-8C, q2 = 10-8C đặt cách xa
nhau (xem như hai quả cầu cô lập)
3.1.1) Hỏi êlectron sẽ di chuyển từ quả cầu nào sang quả cầu nào?
3.1.2) Tính điện tích của mỗi quả cầu và số êlectron đã di chuyển qua dây nối sau đó?
3.2) Một tụ điện có điện dung C0 = 10 F
 được tích điện nhờ hiệu điện thế U0 = 80V. Sau đó người ta dùng
tụ điện này để tích điện lần lượt cho các tụ điện C1, C2.......,Cn có điện dung bằng nhau C1 = C2 = Cn = 1 F  .
Viết biểu thức điện tích còn lại trên tụ điện C0 sau khi đã tích điện cho tụ điện Cn và biểu thức hiệu điện thế
trên tụ điện Cn? Tính hiệu điện thế này khi n = 10
Bài 4(4đ): Cho mạch điện gồm hai nguồn điện giống nhau có suất điện R1
động E = 3 V, điện trở trong r = 1 Ω; R1 = 2 Ω; R2 = 5 Ω; R3 = 1 Ω; C = E, r
10 μF (Hình 2). Bỏ qua điện trở dây nối và khóa K. R R C 2 3
4.1) Đóng khóa K vào chốt 1. Tính cường độ dòng điện qua R1 và
điện tích của tụ C khi dòng điện đã ổn định. 2 K 1
4.2) Đảo khóa K từ chốt 1 sang chốt 2. Tính tổng điện lượng chuyển E, r Hình 2
qua điện trở R3 kể từ khi đảo khóa K.
4.3) Ngắt khóa K, thay tụ điện C bằng một cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH. Đóng khóa K vào chốt 1
thì cường dòng điện qua cuộn dây tăng dần. Tính tốc độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây tại thời
điểm dòng điện đó có cường độ bằng 0,35 A. Bỏ qua điện trở của cuộn dây.
Bài 5(4đ): Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn 
thành khung ABCD nằm trong mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD B M A B
song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m, được đặt trong một 
từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng C v D
của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể N
trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD (Hình 3). Hình 3
5.1) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các
thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét.
5.2) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn
đường bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là m=5gam?
Bài 6(2đ): Xác định hệ số ma sát trượt của một vật hình khối trên một mặt phẳng nghiêng
Dụng cụ: Mẫu vật, mặt phẳng nghiêng có độ nghiêng không đổi và không đủ lớn để cho vật bị trượt ,lực kế
Yêu cầu: - Trình bày cơ sở lý thuyết
- Nêu các bước tiến hành thí nghiệm Trang 48 == Hết ==
(Giám thị không giải thích gì thêm)
Họ tên thí sinh ………………………………………………………. Số báo danh………………….
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI OLYMPIC 24 - 3
TRƯỜNG THPT NGUYỄN THÁI BÌNH LẦN THỨ HAI ——————— Môn thi: VẬT LÝ 11 ĐỀ CHÍNH THỨC
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề ĐÁP ÁN Bài 1(3đ):
mv = mv + Mv 0,5 0 1 2 Va chạm đàn hồi: 2m 2 2 2 mv mv Mv => v = v 2 0 0 1 2 = + m + M 2 2 2 1.1) Mv2 + 0,25 Khi dây nằm ngang: m M gl 2 = Mgl  v = 2 0 m 2 Thay số: v0 = 3m/s. 0,25
Để M chuyển động hết vòng tròn, tại điểm cao nhất E: v = gl 0,25 E Mv2 Mv m + M 0,5 2 E = +  = 1.2) => Mg l 2 v gl 5 . 2 2 0 2m 0,25 Thay số: v 3 10 0 = m/s. 2 3 7 3 10 0,25 Khi v = m/s <
=> M không lên tới điểm cao nhất của quĩ đạo tròn. 0 2 2 mv2 0,25 =  + 1.3)
Lực căng của dây: T mg cos
. Khi T = 0 => M bắt đầu rời quĩ đạo tròn l
tại D với vận tốc vD, có hướng hợp với phương ngang góc 600.
Từ D vật M chuyển động như vật ném xiên. Dễ dàng tính được góc COD = 300. 0,5 Bài 2(3đ):
Nén đẳng nhiệt U = 0 0,25 2.1)
Áp dụng nguyên lý I NĐLH: U  = A + Q
Suy ra nhiệt lượng khí đã tỏa: Q = -6750 J 0,25
Gọi p1; V1; T1 là các thông số trạng thái ban đầu, p0; V0; T0 là các thông số trạng 0,25
thái ở đktc (So sánh các thông số ta tính được V 0 = 44,8 l) p .V p .V 0,25
Áp dụng phương trình trạng thái 1 1 0 0 =  p1 = 8,31.105 Pa T T 1 0
Gọi p2; V2 = 1,5 l; T2 = T1 = 300K là các thông số trạng thái sau quá trình nén 0,25 2.2)
đẳng nhiệt, ta tính được p2 = 33,24.105 Pa Trang 49
Gọi p3 = p2 = 33,24.105 Pa; V3 = V1 = 6 l; T3 là các thông số trạng thái sau quá 0,25
trình hơ nóng đẳng áp, ta tính được T3 = 1200K
Độ biến thiên nội năng: 3 m 0,25 U  = . . . R T  23 2  = 22437 J
Công khối khí sinh ra: A = p2.(V3 – V2) = 14958 J 0,25
Vì khối khí sinh công nên A = -14958 J
Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho quá trình đẳng áp: U
 = A + Q  Q = U  − A 0,5 = 37395 J V (l) 0,5 (1) (3) 6 2.3) 1,5 (2) O 300 1200 T(K) Bài 3(4đ): 3.1) q 0,25 1 n
Mật độ êlectron còn thiếu của quả 1: N = 1 = e = 2,86.1015 (e/m3) 1 V 4 3 1 . .R1 3 q 0,25 2 n
Mật độ êlectron còn thiếu của quả 2: N = 2 = e = 3,53.1013 (e/m3) 2 3.1.1) V 4 3 2 . .R2 3
Như vậy, e sẽ di chuyển từ quả cầu 2 sang quả 1 0,25 Gọi ' q và '
q là điện tích của hai quả cầu sau khi êlectron ngừng di chuyển. Theo 0,25 1 2
định luật bảo toàn điện tích ta có ' '
q + q = q + q (1) 1 2 1 2 ' q R 1 0,25 1 1 Mặc khác: = = (2) ' q R 3 2 2
Từ (1) và (2) ta được: q' 8 10− = C và q' 8 10 . 3 − = C 0,25 3.1.2) 1 2
Điện lượng di chuyển qua dân dẫn: q  = q' − q 8 10 . 2 − = C 0,25 1 1  0,25
Số êlectron đã di chuyển: q 11 n = = , 1 10 . 25 êlectron e
Điện tích lúc đầu của tụ điện C0 là: Q = C .U . Sau khi đá tích điện cho tụ điện 0,25 0 0 0
C1 thì tụ điện C0 và tụ điện C1 có cùng hiệu điện thế U1. Kí hiệu điện tích còn lại
của tụ điện C0 là Q1 và điên jtichs của tụ điện C1 là q1
Ta có: Q1 + q1 = Q0 → C0.U1 + C1.U1 = C0.U0 0,25 Trang 50 C U . C U → . U = 0 0 = 0 0 1 C + C C + C 0 1 0 C 2 U . 0,25
Từ đó: Q = C U . = 0 0 1 0 1 C + C 0
Lấy tụ C2 với điện tích Q1 tích điện cho tụ điện C2, tương tự ta có 0,25 2 C .U C .U 0 1 0 0 → U = = 2 2 C + C (C + C) 0 0 3 C .U 0,25
Điện tích còn lại của tụ điện C 0 0 = = 0 là: Q C .U 2 0 2 2 (C + C) 0 3.2)
Từ đó suy ra, sau khi dùng tụ điện C0 tích điện cho tụ điện Cn thì hiệu điện thế 0,25 n của tụ điện C C U . 0 0 n là: → U = n n C ( + C) 0 n C 1 + U . 0,25
Và điện tích còn lại của tụ điện C 0 0 = 0 là: Q n n C ( + C) 0 10 C10 1 + U . 0,25 Thay số ta được: C .U 0 0 → U = = ( 8 , 30 V ) 0 0 = = và Q 4 10 . 08 , 3 C 10 10 (C + C)10 C ( + C 10 ) 0 0 Bài 4(4đ):
Khi khóa K ở chố 1, hai nguồn E mắc song song nên 0,25
Eb = E = 3 V; rb = r/2 = 0,5 Ω 4.1)
Cường độ dòng điện qua R1: I1 = E b/(R1+rb) = 1,2 A 0,25
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện UC = UR1 = I1R1 = 2,4 V 0,25
Điện tích cuả tụ điện q1 = CUC = 24 μC 0,25
Đóng khóa k vào chốt 2 ta có mạch điện như sau R1 0,5 U E, r C2 = UMN R R C 3 = UMP + UPN 2 N M P 2 k R R = E 1 - E 2 = - 0,5V E, r 1 R + r R + r 1 2 4.2)
Điện tích của tụ điện: q2 = CUC2 = 5 μC 0,25
Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q1; khi khóa 0,25
K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q2.
Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC 4.3)
Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện suấ R1 t điệIn đ 1 ộng tự 0,25 cảm  R I R L i 2 3 N M P e − tc = 3 L  (1) 2 t k E , r 1 I b b 2 Trang 51
Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch 0,25 I = UMP (2) 1 R1 −U +E 0,25 MP I = b (3) 2 rb U + e 0,25 MP tc I = (4) R + R 2 3 I2 = I + I1 (5) 0,25 -U +E U + e U 36 - e => MP b MP tc MP = + => tc U = (6) r R + R R MP 16 b 2 3 1 0,25 Từ (3) và (5) ta có 36 +15etc I = 96
Khi I = 0,35 A ta có etc = - 0,16 V 0,25
Thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây 0,25 ΔI = 3,2 A/s Δt Bài 5(4đ):
Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo 0,25 chiều M→N. 0,25
Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng: Bvl I = E = . R R
Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có 0,25 2 2 độ lớn: B l v F = BIl = . t R
Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực 0,25 từ.
Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định: 0,25 2 2 2 B l v
P = Fv = F v = . t 5.1) R
Thay các giá trị đã cho nhận được: P = 5 , 0 W. 0,25 2 2 2 0,25
Công suất tỏa nhiệt trên B l v thanh MN: 2 P = I R = . n R
Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công 0,5
cơ học sinh ra được chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên Trang 52
động năng không tăng), điều đó phù hợp với định luật bảo toàn năng lượng.
Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung 0,5 2 2 bình của lực này là: F B l v F t = = . 2 2R
Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này 0,25 2 2 B l v là: A = FS = S. 2R 0,25
Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là: 1 2 W = mv . đ 2 5.2)
Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động 0,5 2
năng này được chuyển thành công của lực từ (lực cản) nên: 1 2 B l v 2 mv = S. 2 2R 0,25 Từ đó suy ra: mvR S = = ( 08 , 0 m) = 8 . cm 2 2 B l Bài 6(2đ):
Để thanh chuyển động lên đều: FL =  Pcos + Psin (1). 0,25
Để thanh chuyển động xuống đều: FX =  Pcos - Psin (2). 0,25 F − F F + F 0,25
(1) và (2) ➔ sin = L X ; cos = L
X ➔sin2  + cos2 = 1. 2P 2P F − F F + F 0,25 ➔( L X )2 + ( L X )2 = 1 2P 2P + 0,25 ➔ F F  = L X 2
4P − (F − F L X )2
Đo FL, FX, P bằng lực kế và sử dụng công thức trên để suy ra  0,25
Hình vẽ đúng cho mỗi trường hợp lên, xuống 0,25 x 2 Trang 53
SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO QUẢNG NAM
TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI
ĐỀ THI OLYMPIC MÔN VẬT LÝ
Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề) Câu 1. (3 điểm)
Hai xe cùng khởi hành từ A, chuyển động thẳng về B. Sau 2 giờ hai xe cùng đến B một lúc.
- Xe thứ nhất đi nữa quãng đường đầu tiên với vận tốc 30 km/h và nữa quãng còn lại với vận tốc 45 km/h.
- Xe thứ hai đi hết quãng đường từ A đến B với gia tốc không đổi.
a. Tính tốc độ trung bình của hai xe.
b.Định thời điểm mà ở đó hai xe có vận tốc bằng nhau. Câu 2. (3 điểm)
Một khối khí đựng trong xilanh. Ta cho khối khí đó biến đổi đẳng tích từ nhiệt độ T1 = 300K đến nhiệt độ T2
=450K, sau đó biến đổi đẳng áp tới nhiệt độ T3 = 750K và cuối cùng giãn đẳng nhiệt tới thể tích V4 =7,5(l).
biết thể tích và áp suất ban đầu của khối khí là: v1 = 3 (l), P1 =105 N/m2
a. Xác định áp suất của 3 trạng thái sau (P2, P3, P4)
b. vẽ đồ thị biểu diễn các đẳng quá trình trong hệ trục (p,V)
c. Biết trong quá trình giãn đẳng nhiệt khí đã nhận được nhiệt lượng
Q =238J. Tính công trong mỗi giai đoạn biến đổi Câu 3. (4 điểm)
Cho hai điện tích điểm q1=3.10-8C; q2=-6.10-8C đặt tại A, B trong không khí; AB= a =20cm.
a. Xác định vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C. Biết CA=CB; 𝐴𝐶𝐵 ̂ = 900.
b. Phải đặt điện tích điểm |𝑞3|=9.10-8C cách A một khoảng bằng bao nhiêu để vectơ cường độ điện
trường tổng hợp do điện tích q1, q2, q3 gây ra tại C bằng không. Câu 4. (4 điểm)
Cho mạch điện như hình vẽ.
Nguồn điện có thể thay đổi được,có điện trở R1= R2 = 6Ω và hai đèn có điện trở Rd bằng nhau.
Khi dùng nguồn có  = 30V, r = 
2 hoặc = 36V , r =  4
thì công suất mạch ngoài vẫn 72W và 1 1 2 2
hai đèn sáng bình thường.
a.Tính công suất và hiệu điện thế định mức mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?
b.Bỏ nguồn  , đi mắc vào  sao cho hiệu suất bằng 80% và hai đèn sáng bình thường.Tính  ? 1 2 3 3 ξ, r  Đ1  R1 R2 Đ2  Trang 54 Câu 5. (4 điểm)
Cho một khung dây dẫn có hình dạng hai nửa đường tròn như hình vẽ, bán kính
r=20cm. Khung đặt trong từ trường đều có 𝐵⃗ vuông góc với mặt phẳng
khung dây. Cảm ứng từ thay đổi theo thời gian theo quy luật B=k.t, k=2T/s. Một
ampe kế có điện trở không đáng kể và một tụ điện có điện dung C=10µC được
mắc trong mạch như hình vẽ. Biết điện trở của một đơn vị chiều dài của dây là R0=1Ω/m.
Tìm số chỉ ampe kế và điện tích của tụ điện. Câu 6. (2 điểm)
Hãy lập phương án để đo diện tích của tấm bảng trong phòng học với các dụng cụ sau: - Một acquy - Một ampe kế DC - Một vôn kế DC
- Một cuộn dây đồng có điện trở suất ρ và khối lượng riêng D.
- Một cái cân có hộp quả cân có đủ số lượng từ nhỏ đến lớn.
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHÂM OLYMPIC VẬT LÝ 11 Câu Nội dung đáp án Biểu điểm
a.Tốc độ trung bình 2 xe: - v = 𝑣 0,25 Câu 1 1 = 𝑣2 𝑆 0,25 - v = 𝑡1 + 𝑡2 𝑠 2𝑣 - v = 1 𝑣2 𝑠 𝑠 = 0,25 + 𝑣 2𝑣 1 + 𝑣2 1 2𝑣2 2.30.45 - v = =36 km/h 0,25 30 +45
b. Thời điểm 2 xe có vận tốc bằng nhau: Trang 55
- Quãng đường AB: S = v.t =72 km. 0,25
- Thời gian xe thứ nhất đi hết nữa quãng đường đầu: 𝑠 6 𝑡 0,25 1 = = h 2𝑣1 5
- Thời gian xe thứ nhất đi hết nữa quãng đường còn lại 0,25 𝑠 4 𝑡2 = = h. 2𝑣 2 5
- Phương trình chuyển động của xe thứ hai: 0,25 1 S = a𝑡2 2
- Gia tốc chuyển động của xe thứ hai: 0,25 2𝑠 a= = 36 𝑘𝑚⁄ 𝑡2 ℎ2
- Để đạt vận tốc 30 km/h thì xe thứ hai phải đi trong thời gian: 0,25 𝑣 5
∆𝑡 = 1 −𝑣0 = h.< 𝑡 𝑎 6 1 ( hợp lí )
- Để đạt vận tốc 45 km/h thì xe thứ hai phải đi trong thời gian: 0,25 𝑣 5
∆𝑡, = 2 −𝑣0 = h.> 𝑡 𝑎 4 1 ( hợp lí ).
- Hai xe có cùng vận tốc vào thời điểm sau lúc xuất phát là 50 phút 0,25 và 75 phút.
a.Áp suất của 3 trạng thái (P2, P3, P4) p p
- Từ 1=> 2 là quá trình đẳng tích V 1 2 = 1 = V2 nên ta có 0,5 T T 1 2 => P2 =1,5.105 N/m2
- Từ 2=> 3 là quá trình đẳng áp p2 = p3 = 1,5.105 N/m2 0,25 V V - ta có 2 3 = => V 3 =5(l) T T 2 3 0,25 Câu 2
- Từ 3=>4 là quá trình đẳng nhiệt T3 = T4
nên ta có p3V3 = p4V4=>P4 = 105 N/m2 0,5
b. Các đường đẳng quá trình được biễu diễn như hình vẽ : 0,75 Trang 56
c.Công trong mỗi giai đoạn biến đổi:
-đẳng tích : V1 = V2 =>A1 = 0 0,25
- đẳng áp : A2 =P3(V3-V2)= 1,5.105(5-3).10-3 = 300J 0,25
- đẳng nhiệt : A3 = Q = 238J 0,25
a.Vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C
- Hình vẽ và CA=CB=10√2 cm 0,5 E1 C E12 2 E2 Câu 3 A B q q2 1 |𝑞 - 𝐸 1| 1 = 𝑘 → 𝐸 𝐴𝐶2 1 = 13,5. 103𝑉/𝑚 0,5 |𝑞 𝐸 2| 2 = 𝑘 → 𝐸 𝐵𝐶2 2 = 27. 103𝑉/𝑚 0,25 -𝐸 ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗
12 = 𝐸1 + 𝐸2 ; 𝐸12 = 𝐸1√5 = 30,19. 103𝑉/𝑚 0,25 - α=63026’ ; β=26034’ b. - Hình vẽ 0,25 M1 E1 q3<0 Trang 57 E3 C α β E12 𝐸⃗
3: Vectơ cường độ điện trường do điện tích q3 gây ra tại C. - 𝐸 ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗
𝐶 = 𝐸1 + 𝐸2 + 𝐸3 = 0 ⃗ |𝑞 0,25 - 𝐸 ⃗ 3| 3 = −𝐸
⃗ 12 → 𝐸3 = 𝐸12 → 𝑘 = 30,19. 103𝑉/𝑚 𝑟2 3 0,25 → 𝑟3 = 16,37𝑐𝑚
* Trường hợp: q3=9. 10−8𝐶 0,25 - 𝐴𝐶𝑀 ̂ = 116034′ - AM=25,98 cm 0,25 * Trường hợp: q 0,25 3=−9. 10−8𝐶 -𝐴𝐶𝑀 ̂ 1 = 𝛼 - AM 0,5 1=16,15cm 0,5 Câu 4
a. Công suất và hiệu điện thế định mức mỗi đèn.Dùng nguồn nào có lợi hơn? 2 2 I  = I R + I r 0,25
- áp dụng định luật bảo toàn năng lượng: N 2 I r − I  + P = 0 0,25 2 2
I − 30I + 72 = 0
- khi dùng nguồn  ta có: I = 3A = R =  8 1 1 N1
I = 6A = R =  5 , 0 2 N 2 0,25 4 2
I − 36I + 72 = 0
- khi dùng nguồn  ta có : I = 3A = R =  8 2 3 N 2
I = 6A = R =  2 4 N 4 - vậy R = 8 ,  I = 3A N 0,25
R (R + R + R ) - R = d d 1 2 = R =  12 N 0,25
R + R + R + d R d d 1 2 - U
= U = IR = V 24 0,5 AB d1 N Trang 58 U 2 P d1 = = W 48 d1 0,25 Rd U - I AB = = 1A d 2 R + R + R 0,5 1 2 d U = I R = V 12 d 2 d 2 d 2
P = I 2 R = W 12 d d 2 d 0,25 Rn
-khi dùng nguồn  thì H = = % 80 1 1 Rn + r
- khi dùng nguồn  thì H 2 = % 67 2
H1 > H2 :Vậy dùng nguồn 1 lợi hơn . 0,25
b. Bỏ nguồn  , đi mắc vào  sao cho hiệu suất bằng 80% và 1 2 3
hai đèn sáng bình thường.Tính  ? 3 0,5 Rn - H = = % 80  r =  2 3 Rn + 3 r3 O,5 - I = I
+ I = 3A   = I(Rn + r ) = V 30 d1 d 2 3 3
Số chỉ ampe kế và điện tích của tụ điện: Câu 5
- Điện trở của nửa vòng tròn và đường kính của khung dây lần lượt: 2𝜋𝑟 0,5 𝑅1 = 𝑅 2 0 → 𝑅1 = 0,2𝜋 Ω
𝑅2 = 2𝑟𝑅0 → 𝑅2 = 0,4Ω 0,5
- Suất điện động ứng xuất hiện trong nửa mỗi vòng dây: ∆∅ 𝜋𝑟2 0,75 𝐸𝑐 = | | = 𝐵. 𝑆 = 𝐵. → 𝐸 ∆𝑡 2
𝑐 = 0.04𝜋 ≈ 0,126 𝑉 𝐸
- Cường độ dòng điện qua mạch: 𝐼 = 𝑐 → 𝐼 ≈ 0,122𝐴 0,75 𝑅1+𝑅2 0,75
- Hiệu điện thế giữa 2 bản của tụ điện: UC=EC 0,75
- Điện tích của tụ điện: 𝑞 = 𝐶. 𝑈𝐶 → 𝑞 = 0,4. 𝜋 ≈ 1,257𝜇𝐶 Câu 7 Phương án:
Gọi R1 và R2 lần lượt là điện trở của đoạn dây đồng có chiều dài 𝑙1𝑣à 𝑙2. 𝜌 𝜌 Ta có: 𝑅 0,25 1 = 𝑙1 (1) ; 𝑅 (2) 𝑆 2 = 𝑙2 𝑆
Với s là tiết diện của dây đồng ❖ Đo R
1 và R 2 bằng cách mắc mạch điện sau: Trang 59 A SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM R1(R2) 0,5 KỲ V THI Khi mắc dây 𝑈 𝑙 1 (3) OLYMPI
1 , đo được R1 bằng CT: R1 = 𝐼1 C 24/3 Khi mắc dây 𝑈 𝑙 2
2, đo được R2 bằng CT: R2 = (4) 𝐼 TRƯỜNG 2 THPT
❖ Dùng cân đo khối lượng m1 và m2 của hai dây đồng dài 𝑙 KHÂM 1, 𝑙2 𝑚1 ĐỨC
Ta được m1 = V1.D = 𝑙1.s.D ↔ 𝑠 = (5) 𝑙1.𝐷 0,25 𝑚 m 2
2 = V2.D = 𝑙2.s.D ↔ 𝑠 = (6) 𝑙 NĂ 2.𝐷 M HỌC 𝑚 2016 –
Thay (3) và (5) vào (1) ta được: 𝑙 1.𝑈1 1 = √ 𝐼 0,5 2017 1.𝜌.𝐷 Mô
Thay (4) và (6) vào (2) ta được: 𝑚 𝑙 2.𝑈2 2 = √ n : Vật lý 𝐼2.𝜌.𝐷 11 Thờ
Diện tích tấm bảng là: S 𝑚1.𝑈1 𝑚2.𝑈2 b = 𝑙1. 𝑙2= √ . √ 0,5 i gian làm 𝐼1.𝜌.𝐷 𝐼2.𝜌.𝐷 bài: 150 phút Câu 1: ( 3 điểm)
Một trái banh có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng (không có sự tròn
xoay) với vận tốc đầu 20 m/s . Lấy g = 10 m/s2.
a. Tính độ cao tối đa ho mà trái banh có thể lên tới?
b. Khi vừa rơi xuống đất, trái banh đã nảy lên ngay. Biết rằng
sau mỗi lần nảy lên trái banh lại mất 1 năng lượng sẵn có. V dm3 2
Tính các độ cao liên tiếp h 1
1, h2, ...hn? (với h1 là độ cao có thể
tới được sau lần chạm đất thứ nhất) 40
c. Tính vận tốc chạm đất lần thứ 3 kể từ khi ném? 4 Câu 2: ( 3 điểm) 2 3
Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 10
(hình vẽ). Biết T1=T2 = 400K, T3= T4= 200K,
V1 = 40 dm3, V3= 10 dm3. Xác định các thông số còn lại O 200 400 T(0K) Câu 3: ( 4 điểm)
Cho 2 quả cầu nhỏ giống nhau có cùng điện tích q được treo cạnh nhau bằng 2 sợi dây mảnh không dãn, dài
như nhau trong không khí. Khi hai quả cầu cân bằng mỗi sợi dây lệch khỏi phương thẳng đứng một góc  .
Nhúng hệ hai quả cầu trên vào trong dầu có hằng số điện môi bằng 2, góc lệch của mỗi dây treo vẫn là  . 3 3
Tìm khối lượng riêng của mỗi quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là 10 . 8 , 0 kg / m Câu (4 điểm)
Cho  = 12(V) ,r = 1  , R1 = 12  , R3 = 3  ,
Đèn ghi (6V – 6W),C = 10  F. R2 là biến trở  ,r a.Khi R R
2 = 21  , Tính Rtđ ,I,U qua mỗi điện trở? 1 Đ
Độ sáng của đèn ,điện năng tiêu thụ ở R 2 sau 30 phút B
và điện tích của tụ điện A R3 R C b. Tính R 2
2 để đèn sáng bình thường ? Trang 60 Câu 5: ( 4 điểm)
Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song, cách nhau khoảng
2a cm trong không khí, có các dòng điện I1=I2=6A cùng chiều đi qua. Mặt I2 I phẳng P 1
vuông góc với hai dây và cắt hai dây tại A1,A2. Khoảng cách A1A2 là
8cm.O là trung điểm A1A2. Trục tọa độ Ox nằm trong mặt phẳng P x và vuông góc với A1A2.
a.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại O. A1 A2
b.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại M trên Ox với O OM=x=3cm. P
c.Xác định vị trí điểm N trên Ox có cảm ứng từ cực đại. Tính giá trị cực đại này.
Câu 6. ( 2 điểm)
Cho một cục pin, một ampe kế, một cuôn dây dẫn có điện trở suất ρ đã biết dây nối có điện trở không đáng
kể, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm. Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định suất điện động của pin ==== Hết ==== HƯỚNG DẪN CHẤM Câu 1 Điểm
a) Độ cao tối đa ho mà trái banh có thể lên tới: 1 Ta có: 2 mv = mgh 2 0,5 2 v Suy ra: 0 h = = 20m 0 2g 0,5
b) Các độ cao liên tiếp h1, h2, ...hn:
Khi chạm mặt đất lần thứ nhất trái banh mất một năng lượng bằng W0 0,25 2 W 1 h Mà: W1= mgh1 nên 0 = mgh suy ra h1= 0 2 1 2 2 0,25
Do mỗi lần nảy năng lượng trái banh bị giảm đi một nửa.
Vậy: Năng lượng ứng với những lần nảy liên tiếp là: W0, W1, W2, W3,... Wn W W W W Hay: W0, 0 W = , 0 W = , 0 W = ,......., 0 W = 1 2 2 2 2 3 3 2 n 2n 0,5
Các trị số này hợp thành một cấp số nhân, do đó các độ cao liên tiếp cũng hợp thành một cấp số nhân: h h 20
0 = 20 m, h1= 10 m, h2 = 5 m ....., 0 h = = c,Vật chạm đất lần n 2n 2n 0,5
thứ 3 khi từ độ cao h2 rơi xuống v = 2gh =10m/s 0,5 Trang 61 Câu 2
Ta có P1V1=nRT1 =>P1=0,83.10 5N/m2 0,5
P3V3=nRT3 =>P3=1,66.10 5N/m2 0,5 V V
Ta có 2-> 3 là quá trình đẳng áp 3 2 3 =
 V = 20dm 2 T T 0,5 3 2
P2V2=nRT2 =>P2=1,66.10 5N/m2 0,5 Ta lại có 4 V V
-> 1 là quá trình đẳng áp 4 1 3 =
 V = 20dm 0,5 4 T T 4 1 0,5
P4V4=nRT4 =>P4=0,83. 10 5N/m2 Câu 3
Trong không khí các lực tác dụng lên quả cầu là  P, F ,T 0,5 d 0,5
Quả cầu cân bằng P + F + T = 0  d 2 2 nên từ hình vẽ ta có F kq kq tan = = = (1) F q F 2 2 P Pr mgr A 0,75 P
Khi nhúng trong dầu, quả cầu chịu thêm lực đẩy acsimet F 0,5 A=d.V 0,5
D là trọng lượng riêng của dầu =10.D m
dầu và V=m/ Dcầu nên FA= 10.Ddầu. Dcâu 2 F kq Và tan = = (2) P − F  D m  A 10 . 2 â d u r mg −  D  0,5 â c u  Từ 1 và 2 ta có D 0,75 cầu =1600kg/m3 Câu 4 2 U 0,5 Ta có R = = 6 Iđm= P/U= 1A D P Trang 62
Mạch điện mắc (R1 song song ( R2 nối tiếp R3) ) nối tiếp RĐ => R tđ =14  0,5 I= 0,8A= Iđ=I123 0,25
=>Uđ =4,8V; U123=6,4V=U1=U23 0,25
=> I1=8/15 A. I2=I3=4/15 A => U2=28/5 V, U3=4/5 V 0,25
=> Iđ< Iđm đèn sáng yếu 0,25
Điện năng tiêu thụ của R2 là A=2688J 0,5
Điện tích của tụ điện
Utụ=U3+UĐ=5,6V => Q=CU=5,6.10-5C 0,5
b. Đèn sáng bình thường nên Iđ=Iđm=1A =>Uđ=6V 0,25
UN=  - Ir=11V => U1= 5V =>I1= 5/12 A. => I2=I3 = 7/12 A. 0,5 =>R 0,25 2=39/7  Câu 5
Gọi B , B là cảm ứng từ do hai dòng điện sinh ra tại O => B = B + B 0,5 1 2 o 1 2
Mà B1=B2 và từ hình vẽ ta có Bo=B1-B2 =0 B 1 0,5 I2 I1 B 2
b. Gọi B , B là cảm ứng từ do hai dòng điện sinh ra tại M => B = B + B 1 2 M 1 2 0,25 r= 2 2 a + x − I − I 0,25 7 7 B = B = 2.10 . = 2.10 1 2 2 2 r a + x
Từ hình vẽ ta có B=2.B1cos  x − I.x Mà os c = 7 5 B 2.2.10 . 2,88.10−  = = T B 2 0,5 2 2 2 2 a + x a + x Trang 63
Vậy B có + Điểm đặt : Tại M M 0,5
+ Hướng : song song với I1I2 M  B M
+ Độ lớn: B= 2,88.10-5 T B 1 I1 I2 0,5 − I.x − I c.Ta có 7 7 B = 2.2.10 . = 4I.10 2 2 2 a + x a + x x 0,5 2 Để B lớn a + nhất thì
x nhỏ nhất khi a2=x2 vậy x=a x 0,5
Vậy N cách O một khoảng bằng 4cm Bmax=3.10-5T Câu 6
Cắt lấy một đoạn dây đã biết điện trở suất. 0,25
Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế 
Khi đó đo được cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là: I = (1) 1 R + r 0,25
 là suất điện động của nguồn, r là điện trở trong và R là điện trở của đoạn dây cắt
Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại 3/4 chiều dài (hoặc một nửa...) rồi lại lắp 0,25 
vào mạch điện trên để đo cường độ dòng điện: I = (2) 2 3 0,25 R + r 4   Từ 1 và 2 ta có 1 1 R = 4  −  I I   1 2 0,5  Từ đó suy ra l 4l l R =  =    2 s  d  1 1  2  0,25 d  −  I I   1 2
Trong đó: Điện trở suất đã biết, I1 và I2 đo được. Chiều dài của dây dẫn l được đo bằng
giấy kẻ ô (thay thước). Để xác định đường kính d của dây, cuốn nhiều vòng (chẳng hạn 0,25
N vòng) sát nhau lên bút chì rồi đo bề rộng của N vòng đó rồi chia ra N để được d
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI OLYMPIC LỚP 11 – THPT Trang 64
NĂM HỌC 2016 – 2017 ĐỀTHAM KHẢO MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề
Bài 1 (3,0 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nghiêng của nêm là
. Một vật nhỏ khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ A. 2
Biết AB = l (Hình 1.1). m/2
1. Nêm được giữ cố định trên mặt phẳng ngang. Tìm tốc độ A
của vật nhỏ khi trượt đến B.
2. Nêm có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định gia
tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương  B
ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi nêm tại B. Hình 1.1
Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai
phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 3. Pittông có khối lượng M=500g và có thể
chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới
của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng nhiệt độ t 0
= 27 C , lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h. 0
Biết tiết diện bình là S =1 2 dm .
1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.
2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến
nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.
Câu 3 (4 điểm). Cho mạch điện như hình 3, trong đó R = 15 ,  R = 10 ,  1 2 R = 18 ,  R = 9 ,  hai đèn Đ 3 4
1, Đ2 có điện trở bằng nhau. Biết rằng khi mắc hai
đầu A và B nguồn điện  = 30V , r = 2 hoặc nguồn điện  = 36V , r = 4 thì 1 1 2 2
công suất mạch ngoài vẫn bằng 72W và hai bóng đèn đều sáng bình thường.
1) Tính công suất và hiệu điện thế định mức của mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?
2) Thay hai nguồn điện trên bằng nguồn điện mới  , r sao cho hiệu suất của nguồn bằng 50% và hai 3 3
đèn đều sáng bình thường. Tính  , r . 3 3
Câu 4: (4 điểm)Một electron đang chuyển động với vận tốc v0= 6.107 m/s thì bay vào một miền có từ trường
đều, phương vuông góc với các đường sức từ. Véc tơ vận tốc v0 nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều
hướng từ trái sang phải. Cho B = 0,005T, me= 9,1.10-31kg, điện tích của
electron bằng -1,6.10-19C. Bỏ qua trọng lượng của electron. v0
1) Cần phải đặt một điện trường có cường độ E có hướng và độ lớn như thế
nào trong miền từ trường để electron chuyển động thẳng đều trong miền đó?
2) Nếu không đặt điện trường như câu a: B
a) tính bán kính quỹ đạo chuyển động của electron khi chuyển động trong
không gian có từ trường
b) miền từ trường nói trên được giới hạn giữa 2 đường thẳng M R P
song song , cách nhau một khoảng d = 5,91m. Tính thừi gian
chuyển động của electron trong từ trường. v  2v
Bài 5(4 điểm). Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với
nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là l = 0,4m. MN và PQ là B C
hai thanh dẫn điện song song với nhau và được gác tiếp xúc điện
lên hai thanh ray, cùng vuông góc với hai ray (Hình vẽ 4). Điện N Q
trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25, R = 0,5, tụ điện C = Hình 4
20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện Trang 65
trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ B vuông góc với mặt phẳng hình vẽ
chiều đi vào trong , độ lớn B = 0,2T.
Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v.
1. Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R.
2. Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?
Câu 6 (2 điểm). Cho các dụng cụ và linh kiện sau:
+ 02 vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết R1 và R2;
+ 01 điện trở mẫu có giá trị R0 cho trước;
+01 nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong;
+ một số dây dẫn điện. Yêu cầu:
Nêu phương án đo suất điện động của nguồn và điện trở R1, R2 của hai vôn kế. Có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ.
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 – THPT Trang 66
NĂM HỌC 2016– 2017 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÍ (ĐỀ THAM KHẢO)
Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề Bài Ý Nội dung Điểm 1.
Chọn mốc thế năng tại mặt sàn. 1,0đ
Cơ năng của vật nhỏ tại A: m 0,25đ W = gl.sin  Bài 1 0 2 3đ 2
Cơ năng của vật nhỏ tại B mv : W B = 0,25đ 4
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được : v = 2gl.sin B 0,5đ 2.
Xét hệ qui chiếu gắn với nêm. 2,0đ
a : gia tốc của vật đối với nêm ; a0: gia tốc nêm đối với sàn
Gia tốc của vật đối với sàn: 0,25đ
a = a + a (1) m o m
Đluật II Newton: N + P + F = a( ) 2 0,25đ qt 2 Chiếu lên phương AB: m m m 0,25đ g.sin  + a .cos =
a  a = g sin  + a .cos (3) 2 2 0 2 0 Chiếu (1) phương ngang : ' a = os
ac  − a (4) 0,25đ m 0
Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn. 0,25đ m ' '
V − mV = 0 ma − 2ma = 0 a = 2a (5) 0 0 2 m N m m 3a 0,25đ
Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a 0 0 = 2a0 => a = (6) cos 3a .sin .cos 0,25đ
Thế (3) vào (6) suy ra: g.sin  + g a cos 0 =  a = 0 cos 0 2 3 − cos 
* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.
Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo
phương ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng: m ( s l cos
s − S ) = mS  s = S 3  S = = . 0,25đ 2 3 3 Bài 2 1 Xét phần trên m p , 0 4 . h S = . R T (1)
(3,0đ) 1,25đ 1 0 4 0,25đ Xét phần dưới: m p 6 , 0 . h S = . R T (2) 2 0 0,25đ 2
Từ (1) và (2), ta có: p 3 1 = (3) 0,25đ p 4 2 Mặt khác: Mg 0,25đ p − p = = 500Pa (4) 1 2 S
Từ (3) và (4), ta có: p = 1500 ; Pa p = 2000 ; Pa 1 2 0,5đ 2
Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H2, đồng thời nung 1,5đ
nóng khí He đến nhiệt độ T + Xét khí H , , =  = 0,5 2: p V p V p 2400Pa 2 2 2 2 0,5 Trang 67 , , Mg
+ Xét khí He:  p = p − = 1900Pa 1 2 S 0,5 p V p V , 1 1 1 =
 T = 475K  t 0 = 202 C T T 0 Bài 3 1 Có . 2
r I − .I + P = 0 0,5 4,0đ 3đ I = 3A  ' R =  8 + Trường hợp 1: 1 N1 0,25 I = 12A  ' R =  5 , 0 0,25 2 N 2 I ' = 3A  '' R =  8 + Trường hợp 2: 1 N1 0,25 I ' = 6A  '' R =  2 0,25 2 N 2
+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên R = 8 ,  I = 3A N + Tính được R =  12 đ 0,25 U = R I = V 24 + Đèn Đ đ1 N 1 0,25 P = W 48 , I = 2A đ1 đ1 U I = = 1A + Đèn Đ đ 2 + + 2 R R R 0,25 đ 12 34 U = I R = V 12 , P = W đ 2 đ 2 đ đ 12 1 = U H = RN = % 80 1  R + r + Hiệu suất: 1 N 1 0,5 = U H = RN = % 67 2  R + r 2 N 2 Nguồn  lợi hơn 1 0,25 2 U R N 1đ H = = = % 50 3 b)  R + r 0,25 3 N 3  0,25 r = R =  8 3 N
+ Hai đèn đều sáng bình thường: I = I + I = 3A đ 1 đ 2 0,25
  = (R + r )I = V 48 0,25 3 N 3 Bài 4 1
- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo FL tác dụng lên 4đ 2đ
Electron hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới. 0,25
- Để e chuyển động thẳng đều thì lực điện trường 0,25 Đ
F phải cân bằng với F . L
Suy ra vectơ E phải hướng thẳng đứng xuống dưới. 0,25 0,5
Ta có FL= FĐ  E.e = e.v0.B 0,25  E = 3.105 V/m. 2a
Khi không có điện trường, lực FL đóng vai trò lực hướng tâm 0,75đ F 0,25 L= m.aht v 0  e.v 2
0.B = mv0 /2  R = m.v0/e.B = 6,825 cm. 0,5 2b
Vì R>d nên e sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm 1,25đ
trên đường giới hạn theo phương lệch với phương  v 0,25 0
ban đầu một góc xác định bởi:  = 0 90 −  0,25 Trang 68 d Với sin =   600  0  = 30 R 0,25
Ta thấy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ chiếm 1/6 vòng
tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ trường là: 0,25 1 2 R  t = . 0,25 6 v0
Thế số được t = 1,191.10-9s Bài 5 1.
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là : 4đ 2đ E 0,5 1 = Blv ; E2 = 2Blv. +
Cường độ dòng điện trong mạch: E E 3Blv 1 2 I = = 0,5 R + 2r R + 2r 2 2  +
Công suất tỏa nhiệt trên R: E E   3Blv  2 1 2 P = I R = .R = .R     0,5  R + 2r   R + 2r  2 2 2 9.0, 2 .0, 4 .0,5 3 P − = =  ( 0,5 0,5 + 0,5) .0,5 7, 2.10 0, 0072(W) 2 2.
Điện tích trên tụ điện C là: 2đ Q = C.U 0,5 MN = (  Blv  Q
C E − I.r ) 3 7 = C Blv − r = 2.10− (C) 1,0 1    R + 2r 
Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M. 0,5 Bài 6 1,25đ
*Xác định suất điện động của nguồn điện. E, r 2đ
mắc theo sơ đồ như hình vẽ: 0,25 V1 V
Đọc số chỉ 2 vôn kế là U U R = 2 0,25 1 và U2, suy ra 1 1 (1) U R 2 2
- Mắc riêng từng vôn kế theo sơ đồ như hình vẽ: E, r E, r 0,25 V V 1 2 Số chỉ 2 vôn kế là U
1’ và U2’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch: ' U ' U ' 1 E = U + .r và ' 2 E = U + .r (2) 0,25 1 R 2 R 1 2 ' ' E −U U R ' '
U U (U −U ) 0,25 1 1 2 = . suy ra 1 2 1 2 E = (3) ' ' E −U U R ' ' U U −U U 2 2 1 2 1 1 2 Trang 69 0,75đ
* Phương án xác định các điện trở.
Mắc mạch điện theo sơ đồ: 0,25 Số chỉ 2 vôn kế là " U và " U 1 2 U '' U '' U '' 1 2 2 = + (4) 0,25 R R R 1 0 2 Thay (1) vào (4) suy ra R 0,25 1 và R2, kết hợp với phương trình 2 suy ra r.
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI OLYMPIC LỚP 11 – THPT
NĂM HỌC 2016 – 2017 ĐỀTHAM KHẢO MÔN: VẬT LÍ
Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề
Bài 1 (3,0 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nghiêng của nêm là
. Một vật nhỏ khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ A. 2
Biết AB = l (Hình 1.1). m/2
1. Nêm được giữ cố định trên mặt phẳng ngang. Tìm tốc độ A
của vật nhỏ khi trượt đến B.
2. Nêm có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định gia
tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương  B
ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi nêm tại B. Hình 1.1
Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai
phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 3. Pittông có khối lượng M=500g và có thể
chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới
của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng nhiệt độ t 0
= 27 C , lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h. 0
Biết tiết diện bình là S =1 2 dm .
1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.
2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến
nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.
Câu 3 (4 điểm). Cho mạch điện như hình 3, trong đó R = 15 ,  R = 10 ,  1 2 R = 18 ,  R = 9 ,  hai đèn Đ 3 4
1, Đ2 có điện trở bằng nhau. Biết rằng khi mắc hai
đầu A và B nguồn điện  = 30V , r = 2 hoặc nguồn điện  = 36V , r = 4 thì 1 1 2 2
công suất mạch ngoài vẫn bằng 72W và hai bóng đèn đều sáng bình thường.
1) Tính công suất và hiệu điện thế định mức của mỗi đèn. Dùng nguồn nào có lợi hơn?
2) Thay hai nguồn điện trên bằng nguồn điện mới  , r sao cho hiệu suất của nguồn bằng 50% và hai 3 3
đèn đều sáng bình thường. Tính  , r . 3 3
Câu 4: (4 điểm)Một electron đang chuyển động với vận tốc v0= 6.107 m/s thì bay vào một miền có từ trường
đều, phương vuông góc với các đường sức từ. Véc tơ vận tốc v0 nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều
hướng từ trái sang phải. Cho B = 0,005T, me= 9,1.10-31kg, điện tích của
electron bằng -1,6.10-19C. Bỏ qua trọng lượng của electron. v0
1) Cần phải đặt một điện trường có cường độ E có hướng và độ lớn như thế
nào trong miền từ trường để electron chuyển động thẳng đều trong miền đó?
2) Nếu không đặt điện trường như câu a: B
a) tính bán kính quỹ đạo chuyển động của electron khi chuyển động trong Trang 70
không gian có từ trường
b) miền từ trường nói trên được giới hạn giữa 2 đường thẳng M R P
song song , cách nhau một khoảng d = 5,91m. Tính thừi gian
chuyển động của electron trong từ trường. v  2v
Bài 5(4 điểm). Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với
nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là l = 0,4m. MN và PQ là B C
hai thanh dẫn điện song song với nhau và được gác tiếp xúc điện
lên hai thanh ray, cùng vuông góc với hai ray (Hình vẽ 4). Điện N Q
trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25, R = 0,5, tụ điện C = Hình 4
20µF ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện
trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một từ trường đều có véc tơ B vuông góc với mặt phẳng hình vẽ
chiều đi vào trong , độ lớn B = 0,2T.
Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v.
1. Tìm công suất tỏa nhiệt trên điện trở R.
2. Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?
Câu 6 (2 điểm). Cho các dụng cụ và linh kiện sau:
+ 02 vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết R1 và R2;
+ 01 điện trở mẫu có giá trị R0 cho trước;
+01 nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điện trở trong;
+ một số dây dẫn điện. Yêu cầu:
Nêu phương án đo suất điện động của nguồn và điện trở R1, R2 của hai vôn kế. Có vẽ sơ đồ mạch điện minh hoạ. Trang 71
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 11 – THPT
NĂM HỌC 2016– 2017 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: VẬT LÍ (ĐỀ THAM KHẢO)
Thời gian làm bài:150 phút – không kể thời gian giao đề Bài Ý Nội dung Điểm 1.
Chọn mốc thế năng tại mặt sàn. 1,0đ
Cơ năng của vật nhỏ tại A: m 0,25đ W = gl.sin  Bài 1 0 2 3đ 2
Cơ năng của vật nhỏ tại B mv : W B = 0,25đ 4
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được : v = 2gl.sin B 0,5đ 2.
Xét hệ qui chiếu gắn với nêm. 2,0đ
a : gia tốc của vật đối với nêm ; a0: gia tốc nêm đối với sàn
Gia tốc của vật đối với sàn: 0,25đ
a = a + a (1) m o m
Đluật II Newton: N + P + F = a( ) 2 0,25đ qt 2 Chiếu lên phương AB: m m m 0,25đ g.sin  + a .cos =
a  a = g sin  + a .cos (3) 2 2 0 2 0 Chiếu (1) phương ngang : ' a = os
ac  − a (4) 0,25đ m 0
Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn. 0,25đ m ' '
V − mV = 0 ma − 2ma = 0 a = 2a (5) 0 0 2 m N m m 3a 0,25đ
Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a 0 0 = 2a0 => a = (6) cos 3a .sin .cos 0,25đ
Thế (3) vào (6) suy ra: g.sin  + g a cos 0 =  a = 0 cos 0 2 3 − cos 
* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.
Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo
phương ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng: m ( s l cos
s − S ) = mS  s = S 3  S = = . 0,25đ 2 3 3 Bài 2 1 Xét phần trên m p , 0 4 . h S = . R T (1)
(3,0đ) 1,25đ 1 0 4 0,25đ Xét phần dưới: m p 6 , 0 . h S = . R T (2) 2 0 0,25đ 2 0,25đ Trang 72
Từ (1) và (2), ta có: p 3 1 = (3) p 4 0,25đ 2 Mặt khác: Mg p − p = = 500Pa (4) 1 2 S 0,5đ
Từ (3) và (4), ta có: p = 1500 ; Pa p = 2000 ; Pa 1 2 2
Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H2, đồng thời nung 1,5đ
nóng khí He đến nhiệt độ T + Xét khí H , , =  = 0,5 2: p V p V p 2400Pa 2 2 2 2 0,5 , , Mg
+ Xét khí He:  p = p − = 1900Pa 1 2 S p V p V , 1 1 1 =
 T = 475K  t 0 = 202 C 0,5 T T 0 Bài 3 1 Có . 2
r I − .I + P = 0 0,5 4,0đ 3đ I = 3A  ' R =  8 + Trường hợp 1: 1 N1 0,25 I = 12A  ' R =  5 , 0 0,25 2 N 2 I ' = 3A  '' R =  8 + Trường hợp 2: 1 N1 0,25 I ' = 6A  '' R =  2 0,25 2 N 2
+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên R = 8 ,  I = 3A N + Tính được R =  12 đ 0,25 U = R I = V 24 + Đèn Đ đ1 N 1 0,25 P = W 48 , I = 2A đ1 đ1 U I = = 1A + Đèn Đ đ 2 + + 2 R R R 0,25 đ 12 34 U = I R = V 12 , P = W đ 2 đ 2 đ đ 12 1 = U H = RN = % 80 1  R + r + Hiệu suất: 1 N 1 0,5 = U H = RN = % 67 2  R + r 2 N 2 Nguồn  lợi hơn 1 0,25 2 U R N 1đ H = = = % 50 3 b)  R + r 0,25 3 N 3  0,25 r = R =  8 3 N
+ Hai đèn đều sáng bình thường: I = I + I = 3A đ 0,25 1 đ 2
  = (R + r )I = V 48 0,25 3 N 3 Bài 4 1
- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo FL tác dụng lên 4đ 2đ
Electron hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới. 0,25
- Để e chuyển động thẳng đều thì lực điện trường 0,25 Đ
F phải cân bằng với F . L
Suy ra vectơ E phải hướng thẳng đứng xuống dưới. 0,25 0,5
Ta có FL= FĐ  E.e = e.v0.B 0,25  E = 3.105 V/m. Trang 73 2a
Khi không có điện trường, lực FL đóng vai trò lực hướng tâm 0,75đ F 0,25 L= m.aht v 0  e.v 2
0.B = mv0 /2  R = m.v0/e.B = 6,825 cm. 0,5 2b
Vì R>d nên e sẽ ra khỏi từ trường tại một điểm 1,25đ
trên đường giới hạn theo phương lệch với phương  v 0,25 0
ban đầu một góc xác định bởi:  = 0 90 −  d 0,25 Với sin =   600  0  = 30 R
Ta thấy cung tròn mà electron chuyển động trong từ trường chỉ chiếm 1/6 vòng 0,25
tròn nên thời gian electron chuyển động trong từ trường là: 1 2 R  0,25 t = . 6 v 0 0,25
Thế số được t = 1,191.10-9s Bài 5 1.
Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là : 4đ 2đ E 0,5 1 = Blv ; E2 = 2Blv. +
Cường độ dòng điện trong mạch: E E 3Blv 1 2 I = = 0,5 R + 2r R + 2r 2 2  +
Công suất tỏa nhiệt trên R: E E   3Blv  2 1 2 P = I R = .R = .R     0,5  R + 2r   R + 2r  2 2 2 9.0, 2 .0, 4 .0,5 3 P − = =  ( 0,5 0,5 + 0,5) .0,5 7, 2.10 0, 0072(W) 2 2.
Điện tích trên tụ điện C là: 2đ Q = C.U 0,5 MN = (  Blv  Q
C E − I.r ) 3 7 = C Blv − r = 2.10− (C) 1,0 1    R + 2r 
Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M. 0,5 Bài 6 1,25đ
*Xác định suất điện động của nguồn điện. E, r 2đ
mắc theo sơ đồ như hình vẽ: 0,25 V1 V
Đọc số chỉ 2 vôn kế là U U R = 2 0,25 1 và U2, suy ra 1 1 (1) U R 2 2
- Mắc riêng từng vôn kế theo sơ đồ như hình vẽ: E, r E, r 0,25 V V 1 2 Số chỉ 2 vôn kế là U
1’ và U2’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch: 0,25 Trang 74 ' U ' U ' 1 E = U + .r và ' 2 E = U + .r (2) 1 0,25 R 2 R 1 2 ' ' E −U U R ' '
U U (U −U ) 1 1 2 = . suy ra 1 2 1 2 E = (3) ' ' E −U U R ' ' U U −U U 2 2 1 2 1 1 2 0,75đ
* Phương án xác định các điện trở.
Mắc mạch điện theo sơ đồ: 0,25 Số chỉ 2 vôn kế là " U và " U 1 2 U '' U '' U '' 1 2 2 = + (4) 0,25 R R R 1 0 2 Thay (1) vào (4) suy ra R 0,25 1 và R2, kết hợp với phương trình 2 suy ra r. ĐỀ THAM KHẢO
OLYMPIC VẬT LÝ 11 TỈNH QUẢNG NAM Năm học 2016-2017
Trường THPT NÚI THÀNH
Câu 1. Một vật nhỏ được xem như chất điểm có khối lượng m, mang điện tích q>0 có thể
trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang cách điện. Kể từ thời điểm ban đầu t=0 người ta
thiết lập điện trường đều E hợp với phương ngang góc  và từ trường B vuông góc với mặt
phẳng hình vẽ để cho vật bắt đầu chuyển động. Hãy tính theo các thông số m, q, E, B,  , g:
a. Thời gian t và quãng đường s mà vật trượt trên mặt phẳng ngang.
b. Góc  hợp bởi vecto vận tốc của vật và mặt phẳng ngang khi vật bay thẳng đều. B +  m,q E
Câu 2: Một lượng hơi nước có khối lượng m = 18 g chứa trong một xilanh có pit-tông đóng
kín. Áp suất của hơi nước trong xilanh là p = 178 mmHg và nhiệt độ là t = 80oC. Biết R =
8,31 J/mol.K, khối lượng mol của nước là μ = 18 g/mol, 1 mmHg = 133 Pa. Coi hơi nước là
khí lí tưởng. Nhiệt độ xilanh được giữ không đổi.
a. Tính thể tích Vo của hơi nước lúc đầu.
b. Đẩy pit-tông cho đến khi trong xilanh bắt đầu xuất hiện những hạt sương thì dừng lại.
Tính thể tích V1 của hơi nước lúc này. Biết áp suất của hơi nước bảo hòa ở 80oC là 356 mmHg. c. Tiếp tục đẩy pit V
-tông dịch chuyển đến khi thể tích hơi nước còn lại 1 V = . Tính nhiệt 2 2
lượng đã thoát qua xilanh và độ biến thiên nội năng của nước (cả thể lỏng và hơi) trong quá
trình này. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là L = 2,26.106 J/kg. Trang 75 R1
Câu 3. Cho mạch điện gồm hai nguồn điện giống nhau có suất điện động E, r
E = 3 V, điện trở trong r = 1 Ω; R1 = 2 Ω; R2 = 5
Ω; R3 = 1 Ω; C = 10 μF (Hình 2). Bỏ qua điện trở dây nối và R R C 2 3 khóa K. a. Đóng khóa 2
K vào chốt 1. Tính cường độ dòng điện K qua R 1
1 và điện tích của tụ C khi dòng điện đã ổn định. E, r
b. Đảo khóa K từ chốt 1 sang chốt 2. Tính tổng điện Hình 2
lượng chuyển qua điện trở R3 kể từ khi đảo khóa K.
c. Ngắt khóa K, thay tụ điện C bằng một cuộn dây có độ tự cảm L = 50 mH. Đóng khóa
K vào chốt 1 thì cường độ dòng điện qua cuộn dây tăng dần. Tính tốc độ biến thiên cường độ
dòng điện qua cuộn dây tại thời điểm dòng điện đó có cường độ bằng 0,35 A. Bỏ qua điện trở của cuộn dây. Câu 4.
Một dây dẫn cứng có điện trở không đáng kể, được uốn thành khung ABCD nằm trong
mặt phẳng nằm ngang,có AB và CD song song với nhau, cách nhau một khoảng l=0,5m,
được đặt trong một từ trường đều có cảm ứng từ B=0,5T hướng vuông góc với mặt phẳng
của khung như hình 1. Một thanh dẫn MN có điện trở R=0,5 có thể trượt không ma sát dọc theo hai cạnh AB và CD.
a) Hãy tính công suất cơ học cần thiết để kéo 
thanh MN trượt đều với vận tốc v=2m/s dọc theo các B M A
thanh AB và CD. So sánh công suất này với công suất B
tỏa nhiệt trên thanh MN và nhận xét. v
b) Thanh đang trượt đều thì ngừng tác dụng lực. C D
Sau đó thanh còn có thể trượt thêm được đoạn đường N
bao nhiêu nếu khối lượng của thanh là Hình 1 m=5gam?
Bài 5. Có ba điện tích điểm q1=15.10-9C, q2=-1,2.10-9C và q3=7.10-9C đặt tại ba đỉnh của tam
giác đều ABC cạnh 10cm như hình vẽ. Tính:
a. Điện thế tại tâm O và tại điểm H là chân của đường cao AH do ba điện tích điểm gây ra.
b. Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H. A O B C
Câu 6. Nêu phương án xác định suất điện động của một nguồn điện. H
Dụng cụ: nguồn điện chưa biết suất điện động và điện trở trong, hai vôn kế có điện trở
Rv1 và Rv2 không lớn lắm., dây nối có điện trở không đáng kể -HẾT- Trang 76 ĐÁP ÁN Câu
1. Xét chuyển động của vật khi trượt trên mặt phẳng ngang:
(3 điểm) + Các lực tác dụng vào vật: P,N, FL, Fđ a. 2đ cos +Áp dụng ĐL II Niu qE
-tơn tính được gia tốc: a = không đổi m
+ Vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc qE cos v = at = t . m +Phản lực N=mg+qEsin qE cos -qvB= mg+qEsin -q t . B m 2 tan
+Khi vật bắt đầu rời mp ngang thì N=0, suy ra m g m t = + q 2 EB cos qB 2   + Quãng đường: 1 1 qE cos m g m tan 2 2 s = at = ( + ) 2 2 2 m q . EB cos qB b.1đ
Vật bay đều khi lực Lo-ren-xơ cân bằng với hợp lực của trọng lực và lực điện:     F + g m + E q = 0 L Chiếu PT lên xOy, ta có: qvBc 
os = mg + qE sin  qvBsi  n = qEc  os mg Suy ra cot  g = + tan qE cos 2.a (1đ)
pV0 = νRT => V0 =νRT/p = 0,124 m3 =124 lít 1.b (1đ)
p1V1 = pV0 => V1 = pV0/p1 = 62 lít 1.c (1)
Tiếp tục nén hơi đến V2 = V1/2 thì một nửa hơi nước (9 g) ngưng tụ thành nước
Nhiệt lượng tỏa ra Q = mL = 9.10-3.2,26.106 = 20340 J
Công hơi nhận được trong qua trình nén: A = pbh(V1 – V2) = 1467,788 J
Độ biến thiên nội năng ΔU = 1467,788 – 20340 = - 18872,212 J
Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q1; khi khóa
K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q2.
Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC Câu 3
Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q1; khi khóa Trang 77
K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q2.
Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC 3.c (2đ)
Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động tự cảm i e − tc = 3 L (1) t
Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch I = UMP (2) 1 R1 −U +E MP I = b (3) 2 rb U + e MP tc I = (4) R + R 2 3 I2 = I + I1 (5) -U +E U + e U 36 - e => MP b MP tc MP = + => tc U = (6) r R + R R MP 16 b 2 3 1 Từ (3) và (5) ta có 36 +15etc I = 96
Khi I = 0,35 A ta có etc = - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường ΔI
độ dòng điện qua cuộn dây = 3, 2 A/s Δt
a. Khi khóa K ở chố 1, hai nguồn E mắc song song nên Eb = E = 3 V; rb = r/2 = 0,5 Ω
Cường độ dòng điện qua R1: I1 = E b/(R1+rb) = 1,2 A
Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện UC = UR1 = I1R1 = 2,4 V
Điện tích cuả tụ điện q1 = CUC = 24 μC
b. Đóng khóa k vào chốt 2 ta có mạch điện như sau R1 R R U E, r C2 = UMN = UMP + UPN = E 1 - E 2 = - 0,5V R + r R + r 1 2 R R C
Điện tích của tụ điện 2 3 N M P 2 q k 2 = CUC2 = 5 μC 1 E, r
Ta thấy lúc khóa K ở chốt 1 bản tụ bên trái tích điện âm với điện tích q1; khi khóa
K chuyển sang chốt 2, bản bên trái của tụ điện tích điện dương với điện tích q2.
Vậy điện lượng đã chuyển qua điện trở R3 là Δq = q1 + q2 = 29 μC
c. Khi dòng điện qua cuộn dây biến thiên trong cuộn R1 I1
dây xuất hiện suất điện động tự cảm i e − tc = 3 L (1) I R  R L 2 3 t N M P 2 k E , r 1 I b b 2 Trang 78
Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch I = UMP (2) 1 R1 −U +E MP I = b (3) 2 rb U + e MP tc I = (4) R + R 2 3 I2 = I + I1 (5) -U +E U + e U 36 - e => MP b MP tc MP = + => tc U = (6) r R + R R MP 16 b 2 3 1 Từ (3) và (5) ta có 36 +15etc I = 96
Khi I = 0,35 A ta có etc = - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường ΔI
độ dòng điện qua cuộn dây = 3, 2 A/s Δt Câu 4. (4đ)
Khi thanh MN chuyển động thì dòng điện cảm ứng trên thanh xuất hiện theo chiều M→N.
Cường độ dòng điện cảm ứng này bằng: Bvl I = E = . R R
Khi đó lực từ tác dụng lên thanh MN sẽ hướng ngược chiều với vận tốc v và có độ lớn: 2 2 B l v F = BIl = . t R
Do thanh chuyển động đều nên lực kéo tác dụng lên thanh phải cân bằng với lực từ.
Vì vậy công suất cơ học (công của lực kéo) được xác định: 2 2 2 B l v
P = Fv = F v = . t R
Thay các giá trị đã cho nhận được: P = 5 , 0 W.
Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN: 2 2 2 B l v 2 P = I R = . n R
Công suất này đúng bằng công suất cơ học để kéo thanh. Như vậy toàn bộ công cơ học sinh ra được
chuyển hoàn toàn thành nhiệt (thanh chuyển động đều nên động năng không tăng), điều đó phù hợp với định
luật bảo toàn năng lượng.
b) Sau khi ngừng tác dụng lực, thanh chỉ còn chịu tác dụng của lực từ. Độ lớn trung bình của lực này là: 2 2 F B l v F t = = . 2 2R
Giả sử sau đó thanh trượt được thêm đoạn đường S thì công của lực từ này là: 2 2 B l v A = FS = S. 2R
Động năng của thanh ngay trước khi ngừng tác dụng lực là: Trang 79 1 2 W = mv . đ 2
Theo định luật bảo toàn năng lượng thì đến khi thanh dừng lại thì toàn bộ động năng này được chuyển
thành công của lực từ (lực cản) nên: 1 2 2 B l v 2 mv = S. 2 2R Từ đó suy ra: mvR S = = ( 08 , 0 m) = 8 . cm 2 2 B l Câu 5.(4đ)
a.(3đ) Điện thế tại tâm O và chân đường cao H: kq kq Kq 1 2 3 V = V + V +V = + + 0 10 20 30 OA OB OC Với 2 10 3 1 , 0
OA = OB = OC = cm = m 3 2 3 Tính được V0=1558,8V kq kq Kq V = V + V +V 1 2 3 = + + = V 8 , 658 H 1H 2H 3H AH BH CH
b. (1đ) Công cần thiết để electron chuyển động từ O đến H : A=e.(V0-VH)=1,44.10-16J Câu 6. (2đ) - Phương án :
Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U1, U2, U1’, U2’.
- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện.
1- Mắc nguồn song song với vôn kế 1
2- Mắc nguồn song song với vôn kế2
3- Mắc nguồn song song với (vôn kế1 nt với vôn kế2)
Gọi E là suất điện động của nguồn điện;
RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn kế 0,50 đ
- Lập công thức : Theo định luật Om cho mạch kín, ta có : U U 1 2 I = ; I = 1 2 R R v1 v2 U 1 E = U + r.I = U + r. (2) 0,25 đ 1 1 1 R v1 U 2 E = U + r.I = U + r. 0,25 đ 2 2 2 R v2
Sơ đồ thứ 3 , hai vôn kế mắc nối tiếp ta có : ' U R 2 v2 = (4) 0,25 đ ' U R 1 v1
Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được : U U E - U U R E - U 1 1 1 1 v2 1 / =  . = (5) R R E - U U R E - U v1 v1 2 2 v1 2 ' U U E - U hay : 2 1 1 . = (6) 0,25 đ ' U U E - U 1 2 2 Trang 80 ' ' U U . U ( - U )
Ta tìm được suất điện động : 1 2 2 1 E = (7) 0,25 đ ' ' U U - U U 1 2 2 1
Kết luận : Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vôn kế ta tìm được suất điện
động của một nguồn điện.
(Hình biểu diễn lực cho câu 1) Trang 81 Trang 82
SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM
ĐỀ THI OLYMPIC Năm 2017
TRƯỜNG THPT NAM GIANG
MÔN: VẬT LÍ 11 THPT
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: Cho cơ hệ như hình vẽ. Biết m1 = 1,5kg; m2 = 1kg, khối lượng ròng
rọc và dây treo không đáng kể, bỏ qua ma sát. Hãy tìm:
a) Gia tốc chuyển động của hệ.
b) Sức căng của dây nối các vật m . Lấy g = 10m/s2 1 và m2 .
Câu 2: Một lượng khí không đổi ở trạng thái 1 có thể tích V áp suất P 1, 1, giãn m2
đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có thể tích 1 V . Sau đó
2 = 2V1 và áp suất P = P 2 1 2 m1
giãn đẳng áp sang trạng thái 3 có thể tích V
. Vẽ đồ thị biểu diễn các quá 3 = 3V1 Trang 83
trình trên, dùng đồ thị để so sánh công của khí trong các quá trình trên.
Câu 3: Cho hai điện tích điểm q1 = - 9q2 = 9.10-9C đặt trong chân không cách nhau 20cm tại
A và B. Xác định vị trí M để cường độ điện trường E1,r1
tổng hợp tại M triệt tiêu.
Câu 4: Cho m¹ch ®iÖn nh- h×nh vÏ 1 R1 C R 2 A B
cho biÕt E1=16V; E2=5V; r1=2; r2=1;R2 = 4; E2,r2
§Ìn § cã ghi 3V - 3W; RA 0. BiÕt ®Ìn s¸ng b×nh R A 3 §
th-êng vµ ampe kÕ chØ sè 0. H·y tÝnh c¸c ®iÖn trë R1 vµ R D 3. H×nh vÏ 1
Câu 5: Hai thanh ray dẫn điện đặt thẳng đứng, đầu
trên nối với điện trở R như hình vẽ. Thanh CD dẫn điện, chiều R
dài l, khối lượng m, đặt nằm ngang và được giữ đứng yên.
Sau đó thả cho thanh CD rơi xuống; trong khi rơi thanh CD
vẫn nằm ngang và tiếp xúc với hai thanh ray. Hiện tượng trên C
xảy ra trong từ trường đều, véc tơ cảm ứng từ D 𝐵 ⃗ vuông góc
với mặt phẳng thẳng đứng chứa hai thanh ray và có chiều như
hình vẽ. Hãy tính vận tốc rơi giới hạn của thanh CD và tính
cường độ dòng điện khi vận tốc của thanh CD đã đạt đến giá
trị giới hạn đó. Coi rằng điện trở của các thanh ray và thanh CD không đáng kể.
Áp dụng số: R = 0,02Ω, m = 10g, B = 0,2T, l = 10cm. Lấy g = 10m/s2.
Câu 6: Một ngọn nến đặt trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm cho một ảnh hứng được
trên màn, ảnh cao gấp 4 lần vật. Hỏi ngọn nến đặt cách màn bao nhiêu?
SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM
ĐÁP ÁN ĐỀ OLYMPIC Năm 2017
TRƯỜNG THPT NAM GIANG
MÔN: VẬT LÍ 11 THPT
Câu 1: (3 điểm) Chọn chiều chuyển động như hình vẽ.
Phân tích các lực các lực tác dụng lên vật:
-Xét vật m : chịu tác dụng của trọng lực + 1
P và sức căng của sợi 1 dây T 1 m2
Áp dụng định luật II Niu Tơn vào m1: P + T = m a (1) 1 1 1 1
Chiếu (1) lên chiều chuyển động như hình vẽ: m P 1 1 – T1 = m1a1 + (*) Trang 84
-Xét vật m : chịu tác dụng của trọng lực 2
P và sức căng của sợi dây T . 2 2
Áp dụng định luật II Niu Tơn vào m2: P + T = m a (2) 2 2 2 2
Chiếu (2) lên chiều chuyển động như hình vẽ: - P2 + T2 = m2a2 (**)
Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a
Bỏ qua khối lượng ròng rọc và dây nên T1 = T2 = T P − P
a) Từ (*) và (**) ta có gia tốc chuyển động của hệ: 1 2 2 a = = 2m/ s m + m 1 2
b) Lực căng của sợi dây:
T = P2 + m2a = m2g + m2a = (g + a)m2 = 12N
Câu 2: (3 điểm) Đồ thị được
biểu diễn như trên hình
Nhận xét: Quá trình 1-2 là quá
trình đẳng nhiệt. Công của khí P
thực hiện được là diện tích hình 1 P1 12V = 2V1: S A (1) 12V V 1 2 1
Quá trình 2-3 là quá trình đẳng 2 3 H
áp. Công của khí thực hiện được P3 = P2
là diện tích hình 23V3V2: S = A (2) V 23V V 2 3 21 O So sánh: S = S + S V V 12 V V 23 V 12 H 1 V2 V3 2 1 3 2
Suy ra diện tích hình 12V2V1 lớn
hơn diện tích hình 23V3V2 nên công trong quá trình đẳng nhiệt (1→2) lớn hơn công trong
quá trình đẳng áp (2→3) k | q |
Câu 3: (4 điểm) (Cường độ điện trường do q 1 =
1 gây ra tại M: E 1 2 .r1 k | q |
Cường độ điện trường do q 2 =
2 gây ra tại M: E 2 2 .r q1 q2 M 2 + -
Cường độ điện trường tổng hợp tại M: E = E + E A B 1 2 E = E 20 cm r2 1 2
Do E = 0 nên E + E = 0  E = −E  r1 1 2 1 2  E  E 1 2 9 − 9 − • k | q | k | q | | 10 . 9 | | − 10 . 1 | E = E 1 2  =  =  r = 3r 1 2 2 2 2 2 1 2  (1) .r .r r r 1 2 1 2 • E  E 1 2 Trang 85
Do q , q trái dấu nên M nằm ngoài q , q vẫn trên đoạn thẳng nối q , q và gần q . 1 2 1 2 1 2 2
Từ hình vẽ ta có: r − r = 20 cm (2) 1 2 r = 30 cm
Giải (1) và (2) suy ra:  1 . r = 10 cm 2
Vậy M cách q là 30 cm và cách q là 10 cm thì cường độ điện trường tổng hợp tại M bằng 0 1 2 (triệt tiêu).
Câu 4: (4 điểm) §Ìn s¸ng b×nh th-êng, ta cã: U = U = 3V d DB 2 P U d I = = 1A = I V× I d R = = 3 d 3 A = 0 U d P d d
¸p dông ®Þnh luËt Ohm cho ®o¹n m¹ch CE = − + = = 2D: U E (r R )I E 5V CD 2 2 A A 2 U = U + U = 8V CB CD BD U C-êng ®é dßng ®iÖn qua R CB 2 lµ: I = = 2A 2 R2 C-êng ®é dßng ®iÖn qua R = = = 1 lµ: I I 2A V× I 0 1 2 A
¸p dông ®Þnh luËt Ohm cho ®o¹n m¹ch AE = − = 1B: U E Ir 10V AB 1 1 Tõ ®ã: U = U + U = U − U = 2V = U AC AB BC AB CB 1 U = U + U = U − U = 7V = U AD AB BD AB DB 3 U U U Suy ra: 1 1 R = = = 1 3 R = = 7 1 I I 3 I 1 2 3
Câu 5 (3 điểm) Nhận xét: Khi thả thanh CD rơi xuống với vận tốc ban đầu bằng 0 thì thanh
rơi xuống nhanh dần do tác dụng của trọng lực P . Khi thanh chuyển động với vận tốc khác
không và tăng dần thì trong thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng Ic có chiều từ D đến C như
hình vẽ. Lúc này thanh chịu thêm tác dụng của lực từ F có chiều xác định theo quy tắc bàn
tay trái, F hướng lên ngược chiều với P . Khi thanh chuyển động với vận tốc càng lớn thì Ic
càng lớn và F càng tăng, tăng đến lúc nào đó thì F cân bằng với P . Lúc này thanh chuyển
động thẳng đều (a = 0) và vận tốc thanh đạt giá trị giới hạn
Gọi v là vận tốc giới hạn của thanh thì suất điện động cảm ứng trong thanh là:
e = Bvl sin( B;v) = Bvl . c e
Dòng điện cảm ứng trong thanh có cường độ là: Ic Bvl c = = . R R R Trang 86 Ic Figur C D 2 2
Lực từ tác dụng lên thanh: vB l F = BI l = . c R vB2l 2
Mà F = P = mg  = mg R mgR  v = = m 5 / s B2l 2 Vậy Ic = 5 A.
Câu 6. (3 điểm) Nhận xét:
Ảnh hứng được trên màn: Ảnh thật (d’ > 0)
Ảnh cao gấp 4 lần vật: A’B’ = 4 AB k = 4
Mà A’B’ = |k| AB | k = | 4   k = −4 Do ảnh thật d’ d '
> 0, vật thật d > 0. Suy ra k = −  0 . Nhận k = 4 − . d  1 = 1 + 1   f d d '  1 = 1 + 1 ) 1 ( Ta có hệ:   20 d d'  d '  k = − d'=  4d ( ) 2  d 1 1 1 Thay (2) vào (1): = +
 d = 25 cm  d'=100 cm 20 d 4d
Vậy ngọn nến đặt cách màn là: L |
= d + d'|=125 cm UBND TỈNH QUẢNG NAM KỲ THI OLYMPIC 24/3
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2016 -2017 Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài:
C âu 1 (3 điểm):
Một sợi dây nhẹ không giãn, chiều dài l = 1m, một đầu cố
định, một đầu gắn với vật nặng khối lượng m O 1 = 300g tại nơi có gia
tốc trọng trường g = 10 m/s2. Ban đầu vật m1 ở vị trí B, dây treo hợp B
với phương thẳng đứng góc  (với 0 0
0    90 ), thả vật m1 với vận
tốc ban đầu bằng không. Mốc tính thế năng trùng với mặt sàn nằm K
ngang đi qua điểm A và vuông góc với OA như hình vẽ, OA = OB =
l . Bỏ qua mọi ma sát và lực cản tác dụng lên vật m1, dây luôn căng A D C
trong quá trình vật m1 chuyển động. 1. Cho 0  = 90 . Xác định:
a. Cơ năng của vật m1 ngay lúc thả.
b. Xác định độ lớn lực căng dây tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 300 (ở phía bên trái OA).
2. Khi vật m1 chuyển động tới vị trí A, nó va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm với vật m2 =
100g (đang đứng yên tại vị trí A). Sau va chạm vật m1 tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo tròn bán Trang 87
kính l = 1m đến vị trí có độ cao lớn nhất (vị trí K), D là chân đường vuông góc từ K xuống mặt sàn.
Vật m2 chuyển động dọc theo mặt sàn nằm ngang đến vị trí C thì dừng lại. Hệ số ma sát giữa m2 và mặt sàn là 0,1. Biết AD 15 = . AC 90 Xác định góc  .
a. Cơ năng của vật m1 là W = m gl = 0,3.10.1= 3(J) 0,5 1 1
b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật, tìm tốc độ của vật ở vị 1,5đ trí góc lệch 0  = 30 , ta được: 2 0 0,5
v = 2gl cos  = 2.10.1.cos30 = 10 3  v 4,1618m / s
- Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật m2 tại vị trí 0  = 30 , chiếu lên
phương bán kính, chiều hướng vào tâm, ta được : 9 3 0 0,5
T = 3m g cos  = 3.0, 3.10.cos30 = N 7, 79N 1 2
- Vận tốc của vật m1 ngay trước va chạm là 2 v = 2gl(1− cos )  2 1,5 đ
- Gọi v , v tương ứng là vận tốc của 1 2 O
mỗi vật ngay sau va chạm. B K D C A
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, cơ năng cho hệ hai vật m1 , 0,5
m2 ngay trước và ngay sau va chạm (chiều dương có phương nằm
ngang, hướng từ trái sang phải)  v v =  = +  1 m v m v m v  1 1 1 2 2 2     2 2 2 m v = m v + m v 3v  1 1 1 2 2 v = 2  2 - Xét vật m1:
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật tại vị trí A và vị trí K, ta được : 1 2 2
m v = m gl(1− cos)  v = 8gl(1− cos)  cos = 0, 75 + 0, 25cos  1 1 1 2 0,25  AD = lsin  - Xét vật m2: Trang 88
Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật theo phương ngang, chiều dương hướng sang phải.  a = g − 2 2 2
Khi vật dừng lại tại C. Suy ra: v 9v 2 AC = = 0,25 2a 8 g  2   Theo đề AD 15 15 4 sin =  = AC 90 90 9(1− cos) 2 2
 4sin  = 15(1− cos)  16(1− cos ) =15(1− cos) (1) Đặt x = cos 0
x = 0,5  cos = 0,5   = 60 (T / m) 2 (1)  4x − 6x + 2   0
x =1  cos =1   = 0 (L) 0,5 Vậy 0  = 60
Câu 2 (2 đ): Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có một hiệu điện thế
U1=1000V khoảng cách giữa hai bản là d=0,9cm. Ở đúng giưã hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện
dương nằm lơ lửng. Nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm xuống còn U 2 thì sau 0,3s giọt thủy ngân bị rơi
xuống bản kim loại phía dưới. Tìm U2? Lấy g =10m/s2 Câu ý Lời giải Điểm 2
Khi giọt thủy ngân cân bằng: - U U U U 1 1 P = F  mg = q  m = q F (1) 1 1 P = F  mg = q  m = q 1 0,5 đ d gd 1 d gd
Khi hiệu điện thế giữa 2 bản giảm xuống còn U’ giọt P
thủy ngân rơi với gia t ốc + P − F qU 2 2 a = = g − (2) m md P − F qU 2 2 a = = g −
T ừ 1,2 → a = 𝑔(𝑈1−𝑈@) (3) m md 𝑈1 0,5 đ
Qu ã ng đ ư ờng rơi của giọt thủy ngân: 0,5 đ 𝑑 𝑎𝑡2 𝑑 S= = =→a = (4) 2 2 𝑡2 Từ 3, 4 : U 𝑈(𝑔𝑡2 − 𝑑) 2= = 990 V 𝑔𝑡2 0,5 đ
Câu 3 (2 đ): Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện tích điểm q >
0 gây ra. Biết độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m.
a. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.
b. Nếu đặt tại M một điện tích điểm q0 = -10-2C thì độ lớn lực điện tác dụng lên q0 là bao nhiêu? Xác
định phương chiều của lực. Trang 89 3 a q A M B 0,5 đ EM Ta có: q E = k = 36V / m (1) A 2 OA q E = k = 9V / m (2) 0,5 đ B 2 OB q E = k (3) M 2 OM 2  OB  Lấy (1) chia (2)  = 4  OB = 2OA   .  OA  2   E OA Lấy (3) chia (1) M  =   E  OM  A + OA OB Với: OM = =1,5OA 2 2 E  OA  1 M  = =  E =16V   M E  OM  2, 25 0,5 đ A b =
Lực từ tác dụng lên qo: F q EM 0 0,5 đ vì q
E và có độ lớn: F = q E = 0,16N
0 <0 nên F ngược hướng với M 0 M
Câu 4 (2 đ). Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có
các dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x.
a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M.
b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Trang 90 4 a 0,5 đ
Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, → dòng I B
2 đi vào tại B. Các dòng điện I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ và 1 →
B có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: 2 I B1 = B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T. x
Cảm ứng từ tổng hợp tại M là: 0,5 đ → → →
B = B + B có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: 1 2 B = B
1cos + B2cos = 2B1cos 2   2 d x −    2  = 2B1 = 3,2.10-5 T. 0,5 đ x b Theo câu a) ta có: I B1 = B2 = 2.10-7 ; x 2   2 d x −   I 2  2  1 d B = 2B − 1cos = 2.2.10-7 = 4. 10-7I ; 2 4 x x x 4x 2 2 4 d  2 d  B đạt cực đại khi 1 d 0,5 đ − = . . 1−
đạt cực đại; theo bất đẵng thức Côsi 2 4 2 2   2   x 4x d 4x 4x   2 4 d  2 d  2 d 2 d thì . . 1− đạt cực đại khi = 1 - 2 2   2   d 4x  4x  2 4x 2 4x  d x =
= 8,5 cm. Khi đó Bmax = 3,32.10-5 T. V 2 E,r
Bài 5 ( 4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 1: A B
Biết E = 6,9 V, r = 1 , R1 = R2 = R3 = 2 , R3 R1
điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn. C
a. Các khóa K1, K2 đều mở. Tìm số chỉ vôn kế?
b. Khóa K1 mở, K2 đóng, vôn kế chỉ 5,4 V. A R2 K2
Tìm R4 và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D? c. Các khóa K K D
1, K2 đều đóng. Tìm số chỉ của ampe kế? 1 R4 a K1, K2 mở (R1nt R3) 1,5đ Rn = R1 + R3 = 4  0,5 I = E/(R + r) = 1,38 A 0,5 UV = I.Rn = 5,52 V 0,5 b
K1 mở, K2 đóng (R3 nt{(R2nt R4)//R1})
1,25đ I = (E – UV)/r = 1,5 A 0,5 UAC = I.R3 = 3 V UCB = UV – UAC = 2,4 V 0,25
IR1 = UCB/R1 = 1,2 A → IR2 = IR4 = 0,3 A
UR2 = IR2.R2 = 0,6 V → UR4 = UCB – UR2 = 1,8 V R 0,25 4 = UR4/ IR4 = 6  U 0,25 AD = UAC + UR2 = 3,6 V c
K1, K2 đóng {(R2//R3)ntR1}//R4 Trang 91
1,25đ R23 = R2 /2= 1 ; R123 = R23 + R1 = 3 
Rn = R123.R4/( R123 + R4) = 2  0,25 I = E/(R 0,25 n + r) = 2,3 A U V = E – I.r = 4,6 V I R4 = UV/R4 = 0,77A I 0,25 R1 = I – IR4 = 1,53A U R1 = IR1.R1 = 3,06 V U
R2 = UR3 = UV – UR1 = 1,54 V I 0,25 2 = U2/R2 = 0,77A I 0,25 A = IR2 + IR4 = 1,54 A
Câu 6 (2đ): Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở
R = 0,5 . Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l =14cm , khối lượng m = 2g , điện trở r = 0,5 tì vào hai thanh
kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ
thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ
B = 0, 2T . Lấy 2
g = 9,8m / s .
a) Xác định chiều dòng điện qua R. R
b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian
chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính UAB.
c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm A • B ngang một góc 60o  =
. Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển
động đều của thanh AB và UAB. 6
a Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp dụng 0,5 đ I R
định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra B ngược cu •
chiều B (Hình vẽ).
Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ A B A → B.
Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P = mg nên thanh
b chuyển động nhanh dần → v tăng dần.
- Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ = F
BIl có hướng đi lên. 
- Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e = = Blv t  nên e Blv 2 2 B l v I = = → F = R + r R + r R + r
Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh
chuyển động thẳng đều.
-Khi thanh chuyển động đều thì: 2 2 3 − B l v (R + r)mg (0, 5 + 0, 5).2.10 .9,8 0,25đ F = mg → = mg → v = = = 25(m / s) 2 2 2 2 R + r B l 0, 2 .0,14
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: Blv 0, 2.0,14.25 U = I.R = .R = .0, 5 = 0, 35(V ) AB R + r 0, 5 + 0, 5 0,5đ
c Khi để nghiêng hai thanh kim loại ta có hình vẽ bên: 0,25đ
- Hiện tượng xảy ra tương tự như trường hợp b) khi ta thay P bằng Psin, thay B bằng B1 với B1=Bsin. Trang 92
- Lập luận tương tự ta có: 2 2 3 − 0 (B sin ) l v
(R + r)mg sin  (0, 5 + 0, 5).2.10 .9,8.sin 60
F = mg sin →
= mg sin → v = =
= 28,87(m / s) 2 2 o 2 2 R + r (B sin ) l (0, 2.sin 60 ) .0,14 I 
- Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: 0,25đ B sin.lv 0, 2.sin 60 . o 0,14.28,87 U = I.R = .R = .0, 5 = 0, 35(V ) AB 0,25đ R + r 0, 5 + 0, 5 
Câu 7: Một khối khí có áp suất p = 100N/m2 thể tích V1 = 4m3, nhiệt độ t1 = 270C được nung nóng đẳng áp
đến nhiệt độ t2 = 870C.
a. Tính công do khí thực hiện
b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, biết khi nung nóng khí nhận nhiệt lượng 100J 7 a − 0,5 đ
Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: p V p V p V p V 1 1 2 2 2 2 1 1 = = (P = P 1= P2) T T T − T 1 2 2 1 p V
P(V −V ) p V Nên: 1 1 2 1 1 1 =
 p(V −V ) = (T − T ) 1đ 2 1 2 1 − T T T T 1 2 1 1 Vậy: pV1 A =
(T − T ) , trong đó: T1 = 300K, T2 = 360K, p = 100N/m2, V1 = 4m3.Do 2 1 T 0,5 đ 1 − đó: 100.4(360 300) A = = 80J 300
b b. Theo nguyên lý I thì: U = A + Q Với Q = 100J vµ A= -80 1 đ Suy ra: U = A + Q = 20J
SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM
ĐỀ THAM KHẢO OLYMPIC
Trường THPT Nguyễn Khuyến NĂM HỌC 2016-2017 Môn: Vật lý 11
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) 
Câu 1: ( 3 điểm) Vật m được kéo đều trên mặt phẳng nghiêng góc  lực kéo F hợp với mặt phẳng 
một góc  , hệ số ma sát là  . Giá trị nhỏ nhất của F là bao nhiêu để thực hiện được việc này? Lúc
đó  bằng bao nhiêu ?
Câu 2: ( 3 điểm) Một xilanh thẳng đứng có tiết diện S, chứa một lượng khí nitơ, bên trên có pittông
khối lượng m trượt không ma sát trong xilanh. Ban đầu độ cao cột khí trong xilanh là h. Áp suất khí Trang 93
trời là p0. Phải truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng là bao nhiêu để nâng pittông lên cao
thêm một đoạn là h ? Tính hiệu suất của động cơ này. 4
Câu 3: ( 4 điểm) Hai quả cầu nhỏ xem như là hai chất điểm nhiễm điện như nhau q1=q2=1,6.10-8C,
khối lương hai quả cầu như nhau và bằng m=0,6 gam. Hai quả cầu được treo vào hai sợi dây mảnh-
nhẹ đều có chiều dài l=60cm. Hai đầu dây còn lại treo vào cùng một điểm. Cả hệ thống đặt trong
môi trường không khí. (lấy sin  tan )
a/ Nếu điểm treo cố định, hãy tính khoảng cách giữa hai quả cầu?
b/ Cho điểm treo chuyển động xuống phía dưới theo phương đứng với gia tốc nhanh dần đều
5 m/s2. Hãy tính lại khoảng cách hai quả cầu.
Câu 4: ( 4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ: C E 1 1 = 9V, E2 = 3V, E E R 2, r2 1, r1 1 R2 E3 = 10V, r1 = r2 = r3 = 1 W, R1 = 3 W, R2 = 5 W, R3 = 36 W, R4 = 12 W, R3
- Xác định độ lớn và chiều dòng điện. E3, r3
- Cho biết đâu là nguồn điện, đâu là máy thu điện. R4
Câu 5: ( 4 điểm) Cho một ống dây hình trụ gồm N = 2000 vòng dây. Khi cho dòng điện biến thiên
với tốc độ 2A/s chạy trong ống dây thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 6,5V
a, Tính từ thông gởi qua một vòng dây khi có dòng điện 2A chạy qua?
b, Nối ống dây với nguồn điện có suất điện động 3,2V. Điện trở của toàn mạch không đáng kể. Hỏi
sau bao lâu thì cường độ dòng điện trong mạch tăng từ 0 đến 6A?
Câu 6: (2 điểm) Có hai vôn kế (V1) và (V2) khác nhau có điện trở lần lượt R1 và R2 (đo được hiệu
điện thế một chiều), một số dây dẫn có điện trở không đáng kể. Hãy xác định suất điện động của
nguồn điện một chiều (có điện trở trong đáng kể), với hai lần mắc mạch điện, bằng dụng cụ đã cho.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO
KỲ THI HỌC SINH GIỎI OLYMPIC QUẢNG NAM NĂM TẠO QUẢNG NAM 2017
(ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ)
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ 11
Thời gian làm bài 150 phút (không kể giao đề) Câu Nội dung đáp án Biểu điểm Câu 1
Chọn hệ trục như hình vẽ. r r r r
( 3điểm) Các lực tác dụng vào vật: F , P, N, F ms
Theo định luật II Newton: 0,5 Trang 94 r r r r
F + P + N + F = 0 ms Chiếu lên 0x:
F cos − Fms − mg sin = 0 (1) Chiếu lên 0y:
F sin  − mg cos + N = 0  N = mg cos − F sin  F
= .N = (mg cos − F sin ) ms
(1)  F cos  − (mg cos − F sin  ) − mg sin  = 0 0,75
mg(sin  +  cos )  F = .  sin  + cos 
Để lực F nhỏ nhất thì ( sin  + cos ) lớn nhất. Đặt:
 sin  + cos  = m
  sin  + cos  − m = 0
Đây là phương trình bậc nhất đối với sinx và cosx. Điều kiện có nghiệm của phương trình: 2 2 2
m + 1³ m Þ m £ m + 1 Vậy: 1,0
mg(sin  +  cos ) F = min 2  +1 Để tìm  ta giải phương trình:  sin  + cos = 2  +1 
sin( +  ) = 1   +  = 2   1   = − với cos = ; sin = 2 2  +1 2  +1    0,75 Ta có: tan  = ta  n −   = cot =   2  Vậy:  = arctan . Câu 2
Tính nhiệt lượng và hiệu suất: Khí Nitơ : i = 5
( 3điểm) - Trong quá trình truyền nhiệt, áp suất khí trong xilanh là : a, P p S + mg p = p0 + = 0 (1) S S 0,5 h
- Công khí thực hiện để nâng pittông lên một đoạn : 4 p S + mg Sh h A = p. D V = 0 . = (p0S + mg) (2) 0,5 S 4 4
- Độ biến thiên nội năng của n mol khí : iR ΔU = n. .ΔT (3) 0,5 2
- Quá trình truyền nhiệt trên là đẳng áp, theo pt trạng thái ta có: A = p.ΔV = n.R.ΔT Trang 95 p S+mg Sh 0 . p.ΔV h(p S+mg) 0,5 => S 4 0 ΔT= = = nR nR 4nR niR h(p S+mg) ih(p S+mg) - (3) => 0 0 ΔU= . = 2 4nR 8
- Nhiệt lượng truyền cho khí theo nguyên lí I: ih(p S + mg) h Q = 0 ΔU + A= + (p S + mg) 0 0,5 8 4 i + 2 7 = .h(p S + mg) = h(p S + mg) (4) 0 0 8 8 0,5
- Từ (1) và (3) ta tính được hiệu suất của quá trình : A 2 H = = =28,57% Q 7 Câu 3
Tính khoảng cách hai quả cầu khi điểm treo I đứng yên (3 điểm) 0,5
+ Khi hệ đứng cân bằng mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P ;
Lực đẩy culông F ; Sức căng dây T r r r
F + P + T = 0 0,5
+ Xét một quả cầu thì các lực biểu diễn như hình vẽ. Ta có:   = F . . tg = k q q 1 2  ( 1) P 2  m.g b .
; b: là khoảng cách hai điện tích (m) 1,0  b / 2 tg  sin  = ( 2)  l + Từ (1) và (2) k. q q − 1 2 b lk 2 q q 1 2 10 . 9 . 6 , 0 . 2 9 10 . 6 , 1 .( 8 )2  =  b = 3 = 3 = ( 0772 , 0 m) = ( 72 , 7 cm b2mg l 2 mg 10 . 6 , 0 −3 10 . 0,5 b,
+ Khi điểm treo chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a thì
mỗi quả cầu chịu thêm lực quán tính hướng lên trên. 0,5 k. q q
Lúc đó biểu thức (1) trở thành: 1 2 tg = (3) 2
(mg − ma).b 0,5 2 9 −8 2 kl q q + Từ (2) và (3) 1 2 10 . 9 . 2 10 . 6 , 1 .( 6 , 0 . ) = 3 b = = ( 097 , 0 m) = 7 , 9 ( ) cm
m(g − a) 10 . 6 , 0 −3 10 ( − ) 5 0,5 Câu 4
- Do chưa biết đâu là nguồn và đâu là máy thu điện nên ta giả sử dòng điện có
( 4điểm) một chiều nào đó. Thường ta chọn chiều dòng điện sao cho theo chiều đó, tổng 0,5
các suất điện động của máy phát lớn hơn máy thu.
- Chọn chiều dòng điện chạy trong mạch theo chiều ngược kim đồng hồ. Trang 96
Theo định luật Ôm cho toàn mạch ta có: E + E - E I = 1 2 3 R + r + r + r N 1 2 3 - E
1, E2 mang dấu (+) do dòng điện ta chọn chạy qua từ cực âm sang cực dương còn E 1,0 3 thì ngược lại. - R
N là điện trở tương đương của mạch ngoài: R 1 nt R2 nt (R3//R4) R R RN = 3 4 + R1 + R2 = 17 W 0,75 R + R 3 4 Ta tính được I = 0,1A 0,75
- Vì I > 0 nên ta kết luận dòng điện chạy đúng chiều ta đã chọn.
=> E1, E2 có dòng điện đi từ cực âm sang cực dương nên là các máy phát. 1,0
E3 có dòng điện đi từ cực dương sang cực âm nên là máy thu. Câu 5 D I e 6,5 Ta có: tc e = - L = > L = = = 3, 25H ( 3 tc D t D I 2 1,0 điểm) D t
Từ thông gởi qua ống dây: f = LI
Từ thông gởi qua 1 vòng dây: f LI 3, 25.2 f = = = = 3,25.10-3 Wb 1,0 0 N N 2000
b, Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch: E + etc = I (R + r) = 0 1,0 D I => E – L = 0 => t = 6,1(s) D t 1,0 Câu 6
Lần 1: mắc hai vôn kế nối tiếp vào nguồn: V1 V2 ( 2  = U + U + Ir (1) 0,5 1 2 điểm) Lần 2: ' '  = U + I r (2) I 1 R1 là điện trở (V1): + - 0,5 ' ' U U U 1 1 ' 1 R = = → I = I (3) V 1 ξ 1 ' , r I I U 1 ' U Từ (2) và (3) → ' 1  = I’ U + I r (4) 1 U 1 + - ' ξ,r U Từ (1) và (4) → ' U + U + Ir = U + rI (5) 0,5 1 2 1 U1 ' '  U   U − U  ' 1 1 ' → rI1−  = U − U − U → Ir  = U − U − U (6) 1 1 2 1 1 2 U U  1   1  Thay (6) vào (1) ta có: ' ' U (U − U − U ) U U 1 1 1 2 1 2  = U + U + →  = 1 2 ' ' U − U U − U 1 1 1 2 0,5 Trang 97

TOP 20 đề thi học sinh giỏi và olympic vật lí 11 (có đáp án)

Tài liệu liên quan:

Đề thi thử HSG Vật lí 11 cấp trường năm 2021-2022 (có đáp án)

Đề thi HSG Lý 11 cấp trường 2022 (có đáp án)

Đề thi HSG cấp trường môn Vật lí 11 (có đáp án)

Đề thi HSG Vật Lí 11 cấp trường 2022-2023 (có đáp án)