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

SỞ GD&ĐT QUÃNG NAM

(Đáp án có 03 trang)

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

1

(2đ)

a) Thang cân bằng :

Chiếu lên Ox: F_ms = N₂

Chiếu lên Oy: N₁ = P

N₁ = P = mg = 200N................

Mặt khác :

_{....... ................. ........................... .................................... ................}

b) Tính để thang không trượt trên sàn:

ta có:

Vì N₂ = F_ms nên

mà .................

c) Đặt AM = x

A

)

B

x

y

O

H

M

C

I

ta có:

Chiếu lên Ox: F_ms = N₂

Chiếu lên Oy: N₁ = P +P₁

hay

A

L

)

B

x

y

O

H

(*)

Thang bắt đầu trượt khi:

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

0,5

0,5

0,5

0,5

2

(2đ)

a) Cường độ điện trường tại M:

...........

Hình bình hành xác định là hình thoi: E = 2E₁cos ....

b) Định h để E_M đạt cực đại:

Do đó:

E_M đạt cực đại khi:

0,5

0,5

0,5

0,5

3

(2đ)

a) K mở: dòng qua nguồn E₁ là:

.…………………

Điện tích trên tụ là q₀ = U_MA.C= (E₂-I₀.R₁).C = 2,6μC...................

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

b) K đóng, vẽ lại mạch:

R₃

E₂

M

R₂

E₁

R₁

A

N

B

I₂

I

I₁

Áp dụng định luật Ôm ta có:

Lại có: I₁=I+I₂ (4).

Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được:

U_NB =1,2V, I₁= 0,18A, I₂= 0,12A, I= 0,06A …………… ………………….

Hiệu điện thế trên tụ: U_MA= U_MN + U_NA = E₂-I₁.R₁ = 1,8V.

Điện tích trên tụ: q = U_MA.C = 1,8μC, cực dương nối với M………

Điện lượng chuyển qua R₄ là: Δq = |q₀-q| = 0,8 μC...................

0,5

0,25

0,25

0,5

0,25

0,25

4

(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 .....

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:

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

Thay số được: ................

0,5

0,5

0,5

0,5

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_M và F_N được biểu diễn như hình vẽ.

M

B

α

α

F_M

F_M

F_N

F_N

F_MN

I

N

B

Hợp lực tác dụng lên hai đoạn này là F_MN có hướng dọc trục của vòng dây và độ lớn: F_MN = 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_MN và độ lớn là:

F = ∑ F_MN = 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

6

(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)

Thay (3) và (1) hoặc (2) tìm được:

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

0,25

0,25

0,25

0,25

Vẽ hình ,phân tích lực

m

0

x

+

y

+

0,50

+Áp dụng định luật II Niutơn :

0,50

+Chiếu (1) lên trục Ox :

+Chiếu (1) lên trục Oy :

+ Từ (2) và (3) ,ta được :

0,50

Vậy a_max khi

Mà

0,50

Đặt

Ta suy ra :

0,50

Vậy a_max <=>

=>

0,50

1

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 thái 1 ta có:

, suy ra:

Thay số: m = 1g; μ = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T₁ = 300K và P₁ = 2.10⁵ Pa ta được:

= V₄

1,0

2

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:

P(10⁵Pa)

Hình a

V(l)

0

3,12

2

1

2

3

4

12,48

1

6,24

V(l)

Hình b

T(K)

0

3,12

1

2

3

4

12,48

6,24

300

600

150

1,0

3

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

V₂ = 2V₁ = 6,24.10 ^{– 3} m³; V₃ = 2V₂ = 12,48.10 ^{– 3} m³.

Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

1,0

. 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.

(P₁)

(P₂)

C₁

C₂

C₃

1,0

. Gọi q₁= q₂ = nq₃ = q và q₃ = .

. P₂ = m₂g ; P₃ = m₃g ; F₁₂ = ; F₃₂ = ; F₁₃= ; F₂₃ =

1,0

. Viết phương trình cân bằng lực cho C₂, C₃ theo phương P₁ và P₂ ta có:

m₂g sin = (1)

m₃g sin = (2)

1,O

. Từ (1) và (2) suy ra: = = = .

1,0

A

B

C

R₁

₂

R₃

V

D

E₁,r₁

E₂,r₂

I₂

I₁

I

0,25

Điện trở mạch ngoài là:

0,25

I đến A rẽ thành hai nhánh:

0,25

U_CD = U_CA + U_AD = - R₁I₁ + E₁ – r₁I = 6 - 3I

0,25

→ 6 - 3I = → I = 1A, I = 3A

0,50

* Với I = 1A → E₁ + E_­2 = ( 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 E₂ = 2V < E₁: E₁ phát, E₂ thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E₁

→ U_CD = U_CA + U_AD = 6 - 3I = 4,5V

0,50

Với E₂ = 18V > E₁: E₂ là nguồn, E₁ là máy thu

⇒ U_CD = U_CA + U_AD = R₁I₁ + E₁ + r₁I = 6 + 3I = 10,5V

A

B

C

R₁

R₂

R₃

D

E₁,r₁

E₂,r₂

I₂

I₁

I

C

0,50

. U_CD = 4,5V

. Điện tích của tụ điện:

Q = CU_CD = 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_CD = 10,,5V

C

A

B

C

R₁

R₂

R₃

D

E₁,r₁

E₂,r₂

I₂

I₁

I

. Điện tích của tụ điện:

Q = CU_CD = 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

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

0,50

Vì quả cầu quay đều nên hợp các lực tác dụng lên nó phải đóng vai trò là lực hướng tâm:

Hình 5.2

r

α

L

1,0

Chiếu phương trình này lên phương bán kính quỹ đạo:

1,0

Trong đó bán kính quỹ đạo ; . Thay các giá trị đã cho vào, ta nhận được phương trình bậc hai:

Giải phương trình này nhận được 2 nghiệm:

1,0

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

0,50

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

R₁

R_x

R₂

R₃

M

N

A

B

Ta có :

Mà .

Nên

0,50

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 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:

+ Sai số tuyệt đối TB:

+Kết quả phép đo:

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

ĐÁP ÁN Môn: VẬt lý – lớp 11

Thời gian làm bài: 150 phút

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) ==

- Áp dụng định luật II Niu tơn:

T-mgcos=

- Gia tốc tiếp tuyến : a_t =gsin= 5m/s²

- Gia tốc pháp tuyến:

- Gia tốc toàn phần:

2) 2.0 điểm

- Gọi v₁ 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 = (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

0.5

0.5

0.25

0.25

0.25

0.5

0.25

0.25

0.25

Câu2

3đ

V

p

2

1

3

4

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

Công bằng diện tích hình chữ nhật:

Vẽ đúng 0,5đ

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

Khi điện áp 2 bản là U_1. Điều kiện cân bằng của giọt thủy ngân là : (1)

* Khi giảm điện áp giữa 2 bản tụ còn U₂:

Hợp lực của 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:

(2)

* Lại có: (3)

Từ (1) thay vào (2) có:

Thay vào (3) ta có:

.

Thay số ta được : t=0,45(s)

0,75

0,25

0,5

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,25

Câu 4:

a)

2b)

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

I = I₁+ I₂­

= –

U_BA = (1)

U_BA = (V)

I₁ = (A)

I₂ = (A)

I = (A)

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Theo Hình 2 U_DC =I.R = R =

U_DC = (2)

Mặt khác U_BA = U_DC

Từ (1) và (2) : =

Và = +

r₀ = 2.4 Ω

E₀ = 5 (V)

4

(4đ

1) Suất điện động cảm ứng: E = Blv

0,25

a) Cường độ dòng điện:

Hiệu điện thế hai đầu thanh: U=I.R=

0,5

0,5

2) Lực từ cản trở chuyển động: F_t = B.l.I =

0,5

Lực kéo: F = F_t + F_ms = + 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_gh

0,5

Bảo toàn năng lượng:

hay

0,5

v_gh =

0,5

5 (1đ)

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:

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

R

R_x

R’

C

A

B

- 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 r₁, ta có

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

- Nối tắt A và C, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và B thì ôm kế chỉ r₂

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

- Nối tắt A và B, đặt hai đầu ôm kế vào hai điểm A và C, số chỉ ôm kế là r₃

(3)

Từ (1), (2), (3) suy ra _­ …………………………………………………………………………………………………….

0,5

0,5

0,5

0,5

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 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

U ( H1)

R

R

+ -

R

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

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 gia vào mạch là R_b . Tính R_b để công suát tiêu thụ trên R_b cực đại. Tính giá trị cực đại này

Câu 4(4 đ).

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/s². Biết thanh CD trượt đều sang trái với tốc độ 5m/s

B

B

C

U

A

D

Câu

Nội dung đáp án

Biểu điểm

1

(3,0đ)

1. 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 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 = x₂ - 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)

2,00đ

1,00đ

2

(3,0đ)

T₃ = T₁ = T₀

a. Tính p₃ theo p₀

p₃ = p₂T₃/T₂ , T₂ = T₁/2 = T₀/2; (0,25đ)

Vậy p_{3 =} p₀ (0,25đ)

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

Hình 4

1

2

3

V

P

V₀

2V₀

O

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 => T_max = - Ab²/4 = 9T₀/8 khi p=b/2 = 0,75p₀

Vậy T_max = 9T₀/8 (0,5đ)

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

- 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)

0,50đ

1,50đ

1,0đ

3

(4,0đ)

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

x = (v₀cosα)t ; (0,5đ)

y = (v₀sinα)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.

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 v_y = 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)

2,0đ

2,0đ

4

(4,0đ)

1,5đ

1,5đ

1,0đ

5

(4,0đ)

2,0đ

2,0đ

6

(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

R_V =

(2,00đ)

SỞ GD&ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT

THÁI PHIÊN

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ

Đề có 02 trang

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)

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

Câu 1:

(3 điểm)

a. Vật sẽ bắt đầu trượt xuống khi góc nghiêng: tan α = μ 🡪 α = 21,8⁰.

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

b. – Với h = 30 cm 🡪 α = 17,46⁰.

- Gia tốc của vật m tính theo công thức:

a_x = g (sin α – μ.cos α) = - 0,82 m/s².

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

- để vật đi hết chiều dài của thanh thì: S_max l

🡪 v₀ 1,28 m/s.

c. Lực ma sát giữa vật và thanh: F_ms = μ.m.g = 4 N.

- định luật II Newton cho thanh: a₁ =

- chọn hệ quy chiếu gắn với thanh. Phương trình định luật II Newton cho vật là:

a₂₁ = (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 = = 1 s

🡪 a₂₁ = 2 m/s².

Thay vào (1) ta được F = 16 N.

0,25x2

0,25x2

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

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

b)

- Công mà khí thực hiện trong chu trình

A = (2p₀ – p₀)(2V₀ – V₀) = p₀V₀

-Ta xét từng quá trình để xác định Q₁ và Q₂

+ Quá trình 1-2

Đẳng tích, công A₁₂’ = 0, áp suất tăng suy ra nhiệt độ tăng và

Q₁₂ = ΔU₁₂ = p₀V₀ > 0

+ Quá trình 2-3

Đẳng áp Q₂₃ = A₂₃’ + ΔU₂₃ = 2p₀V₀ + 3p₀V₀ = 5p₀V₀

Q₁ = Q₁₂ + Q₂₃ = p₀V₀

Hiệu suất H = = = 7,7%

0,5

0,5

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25x2

Câu 3:

(4 điểm)

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

(1)

Do tính đối xứng nên lực cùng chiều với AC

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

F = F_AC + F_DCcos45⁰ + F_BCcos45⁰

→

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

Tại vị trí cân bằng của quả cầu C:

→ (như hình vẽ)

→ Hợp lực của phải có phương của dây treo OC.

Do α=45⁰ nên

1. Thay số: .

0,5

0,25

HV

0,5

0,25

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 4:

(4 điểm)

a) K mở: dòng qua nguồn E₁ là:

Điện tích trên tụ là q₀ = U_MA.C= (E₂-I₀.R₁).C = 2,6μC

Và cực dương nối với M.

b) K đóng, vẽ lại đúng mạch điện:

Áp dụng định luật Ôm ta có:

R₃

E₂

M

R₂

E₁

R₁

A

N

B

I₂

I

I₁

Lại có: I₁=I+I₂ (4).

Thay số và giải hệ 4 phương trình ta được:

U_NB =1,2V, I₁= 0,18A, I₂= 0,12A, I= 0,06A ……………

Hiệu điện thế trên tụ: U_MA= U_MN + U_NA = E₂-I₁.R₁ = 1,8V.

Điện tích trên tụ: q = U_MA.C = 1,8μC, cực dương nối với M………

1. Điện lượng chuyển qua R₄ là: Δq = |q₀-q| = 0,8 μC.........

0,25

0,25x2

0,25x2

0,25

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 5:

(4 điểm)

a/ 1,5đ

b/

1,0đ

c/

1,5đ

Độ lớn suất điện động cảm ứng trên vòng dây

E = ΔφΔΔΔπΔΔπ …………

Điện trở vòng dây R = ρρπ .…………….

Cường độ dòng điện cảm ứng

1. I = πρπρ= 0,625 A
2. -------------------------------------------------------------------------------------

Lấy hai điểm M, N trên vòng dây, chia vòng dây làm hai cung có chiều dài là l₁, l₂.

Vòng dây tương đương với mạch kín gồm hai nguồn E₁, r₁ và E₂, r₂, trong đó

hay E₁r₂ = E₂r₁ ………………

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

E₁, r₁

E₂, r₂

N

M

I

I

I = ……………

⇒ U_MN = = 0 ………

1. ---------------------------------------------------------------------------------

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

S₁ = π

πππ= ππ …

Suất điện động và điện trở trên cung l₁ và l₂ có độ lớn tương ứng

E₁ = ΔφΔ và E₂ = ΔφΔ = ππ ……

πρ­…………………

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

I =

1. ⇒ U_MN = = ππ= π
2. Hay U_MN = = 3,125.10^-3 V

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

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:

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG

ĐỀ OLYPIC VẬT LÝ 11

NĂM HỌC 2016 – 2017

Bài 1

(2đ)

1.

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

…………………………………………………………………………………..

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

P.cosα = N + F_đ. sinα 🡪 N = mg.cosα – q.E.sinα (1)

…………………………………………………………………………………..

- Theo phương chuyển động của vật:

mg.sinα + F_đ.cosα - µN = ma (2)

…………………………………………………………………………………..

Thay (1) và (2) và biến đổi ta được:

a = g.(sinα - µcosα) + .(cosα+µsinα) ≈ 4,94m/s²

………………………………………………………………………………….

Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: v = ≈ 1,4m/s

0,25đ

…………

0,5đ

…………

0,5đ

…………

0,5đ

………….

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:

Ap + AFms = ΔWđ

h

P

F_ms

N

α

Suy ra:

Hay:

Quãng đường viên gạch đi được:

Công của lực ma sát:

Vậy

0,25

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:

Từ trạng thái 1 sang trạng thái 2, khí dãn nở đẳng nhiệt: T₂ = T₁ = 600K, V₂ = 2V₁

Từ trạng thái 2 sang trạng thái 3, khí bị nén đẳng áp: p₃ = p₂ = 24,93.10⁴Pa,

Từ trạng thái 3 sang trạng thái 4, khí bị nén đẳng nhiệt: T₄ = T₃ = 300K

Từ trạng thái 4 sang trạng thái 1, khí biến đổi đẳng áp: p₄ = p₁ = 49,86.10⁴Pa

Như vậy ta có các trạng thái của khí:

Đồ thị như hình 3.

p

V

p₁

p₂

O

V₄

V₁

V₂

1

2

3

4

Hình 3

(2,0)

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,5

b. Công thực hiện trong các quá trình

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

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

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

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

Công chất khí nhận được trong một chu trình là:

A = A₁₂ + A₂₃ + A₃₄ + A₄₁ = 1728J

(2,0)

0,25

0,25

0,25

0,25

1

Bài 3

(4 điểm)

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

(1,0)

0,5

0,5

b. khi thay hiệu điện thế U₂ = 100V, độ lớn lực điện tác dụng vào hạt bụi là:

gia tốc theo phương ngang là:

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

Gia tốc: với

vận tốc hạt bụi khi đó là

(2,0)

0,5

0,5

0,5

0,5

2.

* Nếu r ≥ R

* Nếu r < R

Cường độ điện trường tại điểm M cách tâm một đoạn r chỉ do khối cầu (O, r) gây ra.

Đồ thị E như hình vẽ.

Hiệu điện thế giữa hai điểm M và A là U_MA có độ lớn bằng diện tích phần gạch chéo của hình thang FGHI ta có:

F

E

R

r

r

G

H

I

O

B

M

AM

Điện thế tại điểm M là:

0,5

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

E,r

R- x

x

R₁

R₂

C

D

A

B

điện trở toàn mạch

Cường độ dòng điện qua đèn:

E,r

R’- 6

R₁

R₂

C

D

A

B

x=6

Khi đèn tối nhất thì I₁ 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)

điện trở toàn mạch

R’ là điện trở toàn phần của biến trở mới

Có

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Bài 5

1. 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.

A

B

R

•

I

b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực 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 có hướng đi lên.

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

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:

I

α

α

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

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 Psinα, thay B bằng B₁ với B₁=Bsinα.

- Lập luận tương tự ta có:

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

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Bài 6

(2đ)

0,25

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 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 điện phân và tính được khối lượng: m = m₂ - m₁ (1)

0,25

0,25

0,25

0,25

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;

b. Vật A chạm đất khi

Giải pt ta có: (loại)

Vật B chạm đất khi

Thời gian chuyển động của B là: .

c. Hai vật cùng độ cao khi:

Vận tốc của A khi đó:

Vận tốc của B khi đó:

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.25

0.25

2

0.5

0.5

0.5

0.25

0.25

0.5

0.5

0.5

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 thái 1 ta có:

, suy ra:

Thay số: m = 1g; μ = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T₁ = 300K và P₁ = 2.10⁵ Pa ta được:

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:

c.

P(10⁵Pa)

Hình a

V(l)

0

3,12

2

1

2

3

4

12,48

1

6,24

V(l)

Hình b

T(K)

0

3,12

1

2

3

4

12,48

6,24

300

600

150

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

V₂ = 2V₁ = 6,24.10 ^{– 3} m³; V₃ = 2V₂ = 12,48.10 ^{– 3} m³.

Công mà khí thực hiện trong từng giai đoạn:

vì đây là quá trình đẳng áp.

0.25

0.25

0.5

0.5

1.0

0.25

0.25

0.25

0.5

0.25

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

Ta có :

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).

2.

a. Tính suất điện động E₂.

+ Điện trở toàn mạch

V

E₁,r₁

E₂,r₂

R₁

R₂

R₃

A

B

C

D

H.1

I₁

I₂

I

+ I đến A rẽ thành hai nhánh:

+ U_CD = U_CA + U_AD = -R₁I₁+ E₁ – r₁I₁ = 6 -3I

+

+ 6 -3I = => I = 1A, I = 3A.

• Với I= 1A:

E₁ + E_­2 = ( R + r₁ +r₂ )I = 8 => E₂ = 2V

• Với I = 3A:

E₁ + E₂ =8 *3 = 24 => E₂ = 18V

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

U_CD = U_CA + U_AD =6 -3I = 4,5V

- Với E₂ = 18V > E₁: E₂ là nguồn, , E₁ là máy thu

U_CD = U_CA + U_AD = R₁I₁ + E₁ +r₁I = 6 +3I = 10,5V

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

0.25

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 (1)

(U1 là số chỉ của vôn kế X)

+ mạch ngoài gồm mỗi Y thì (2)

(U2 là số chỉ của vôn kế Y)

Từ (1) và (2) ta có: (3)

+mạch ngoài gồm X song song với Y thì (4)

(U3 là số chỉ của 2 vôn kế )

Từ (3) và (4) ta có

0.5

0.5

0.5

0.5

1.0

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)

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

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

1.1)

Va chạm đàn hồi: =>

0,5

Khi dây nằm ngang:

0,25

Thay số: v₀ = 3m/s.

0,25

1.2)

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

0,25

=> .

0,5

Thay số: v₀ = m/s.

0,25

1.3)

Khi m/s < => M không lên tới điểm cao nhất của quĩ đạo tròn.

0,25

Lực căng của dây: . Khi T = 0 => M bắt đầu rời quĩ đạo tròn tại D với vận tốc v_D, có hướng hợp với phương ngang góc 60⁰.

0,25

Từ D vật M chuyển động như vật ném xiên. Dễ dàng tính được góc COD = 30⁰.

0,5

2.1)

Nén đẳng nhiệt

0,25

Áp dụng nguyên lý I NĐLH:

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

0,25

2.2)

Gọi p₁; V₁; T₁ là các thông số trạng thái ban đầu, p₀; V₀; T₀ là các thông số trạng thái ở đktc (So sánh các thông số ta tính được V₀ = 44,8 l)

0,25

Áp dụng phương trình trạng thái p₁ = 8,31.10⁵ Pa

0,25

Gọi p₂; V₂ = 1,5 l; T₂ = T₁ = 300K là các thông số trạng thái sau quá trình nén đẳng nhiệt, ta tính được p₂ = 33,24.10⁵ Pa

0,25

Gọi p₃ = p₂ = 33,24.10⁵ Pa; V₃ = V₁ = 6 l; T₃ là các thông số trạng thái sau quá trình hơ nóng đẳng áp, ta tính được T₃ = 1200K

0,25

Độ biến thiên nội năng:= 22437 J

0,25

Công khối khí sinh ra: A = p₂.(V₃ – V₂) = 14958 J

Vì khối khí sinh công nên A = -14958 J

0,25

Áp dụng nguyên lý I NĐLH cho quá trình đẳng áp: = 37395 J

0,5

2.3)

T(K)

1200

300

O

1,5

6

V (l)

(1)

(3)

(2)

0,5

3.1)

3.1.1)

Mật độ êlectron còn thiếu của quả 1: 2,86.10¹⁵ (e/m³)

0,25

Mật độ êlectron còn thiếu của quả 2: 3,53.10¹³ (e/m³)

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 (1)

0,25

Mặc khác: (2)

0,25

Từ (1) và (2) ta được: và

0,25

Điện lượng di chuyển qua dân dẫn:

0,25

Số êlectron đã di chuyển: êlectron

0,25

3.2)

Điện tích lúc đầu của tụ điện C₀ là: . Sau khi đá tích điện cho tụ điện 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

0,25

Ta có: Q₁ + q₁ = Q₀ C₀.U₁ + C₁.U₁ = C₀.U₀

0,25

Từ đó:

0,25

Lấy tụ C₂ với điện tích Q₁ tích điện cho tụ điện C₂, tương tự ta có

0,25

Điện tích còn lại của tụ điện C₀ là:

0,25

Từ đó suy ra, sau khi dùng tụ điện C₀ tích điện cho tụ điện C_n thì hiệu điện thế của tụ điện C_n là:

0,25

Và điện tích còn lại của tụ điện C₀ là:

0,25

Thay số ta được: và

0,25

4.1)

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

E_b = E = 3 V; r_b = r/2 = 0,5 Ω

0,25

Cường độ dòng điện qua R₁: I₁ = E _b/(R₁+r_b) = 1,2 A

0,25

Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện U_C = U_R1 = I₁R₁ = 2,4 V

0,25

Điện tích cuả tụ điện q₁ = CU_C = 24 μC

0,25

4.2)

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

U_C2 = U_MN

= U_MP + U_PN

= E- E= - 0,5V

0,5

Điện tích của tụ điện: q₂ = CU_C2 = 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 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

0,25

4.3)

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

e_tc = (1)

0,25

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

0,25

(3)

0,25

(4)

0,25

I₂ = I + I₁ (5)

=> => (6)

0,25

Từ (3) và (5) ta có

0,25

Khi I = 0,35 A ta có e_tc = - 0,16 V

0,25

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

0,25

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:

0,25

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

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:

0,25

Thay các giá trị đã cho nhận được:

0,25

Công suất tỏa nhiệt trên thanh MN:

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

0,5

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:

0,5

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

0,25

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

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:

0,5

Từ đó suy ra:

0,25

Để thanh chuyển động lên đều: F_L = Pcos+ Psin (1).

0,25

Để thanh chuyển động xuống đều: F_X = Pcos- Psin (2).

0,25

(1) và (2) 🡺 sin = ; cos = 🡺sin² + cos²= 1.

0,25

🡺( )² + ( )² = 1

0,25

🡺 =

0,25

Đo F_L, F_X, 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

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

Nội dung đáp án

Biểu điểm

Câu 1

a.Tốc độ trung bình 2 xe:

- v = =

- v =

- v = =

- v = =36 km/h

0,25

0,25

0,25

0,25

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

- Quãng đường AB: S = v.t =72 km.

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

= = h

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

= = h.

- Phương trình chuyển động của xe thứ hai:

S = a

- Gia tốc chuyển động của xe thứ hai:

a= = 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

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 2

a.Áp suất của 3 trạng thái (P₂, P₃, P₄)

- Từ 1=> 2 là quá trình đẳng tích V₁ = V₂ nên ta có

=> P₂ =1,5.10⁵ N/m²

- Từ 2=> 3 là quá trình đẳng áp p₂ = p₃ = 1,5.10⁵ N/m²

- ta có => V₃ =5(l)

- Từ 3=>4 là quá trình đẳng nhiệt T₃ = T₄

nên ta có p₃V₃ = p₄V₄=>P₄ = 10⁵ N/m²

0,5

0,25

0,25

0,5

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

0,75

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

0,25

0,25

Câu 3

a.Vectơ cường độ điện trường tổng hợp tại C

- Hình vẽ và CA=CB= cm

A

B

C

E₁

E₁₂₂

E₂

q₂

q₁

-

-

- α=63⁰26^’ ; β=26⁰34^’

0,5

0,5

0,25

0,25

A

B

C

E₁

E₁₂₂

E₂

q₂

q₁

α

β

M

M₁

q₃<0

q₃>0

E₃

b.

- Hình vẽ

: Vectơ cường độ điện trường do điện tích q₃ gây ra tại C.

-

-

* Trường hợp: q₃=

-

- AM=25,98 cm

* Trường hợp: q₃=

-

- AM₁=16,15cm

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

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:

- khi dùng nguồn ta có:

- khi dùng nguồn ta có :

- vậy

-

-

-

-khi dùng nguồn thì

- khi dùng nguồn thì

H₁ > H₂ :Vậy dùng nguồn 1 lợi hơn .

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,5

0,25

0,25

b. Bỏ nguồn đi mắc vào sao cho hiệu suất bằng 80% và hai đèn sáng bình thường.Tính ?

-

-

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_C=E_C

- Điện tích của tụ điện:

0,5

0,5

0,75

0,75

0,75

0,75

Câu 7

Phương án:

Gọi R₁ và R₂ 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 R₁ và R ₂ bằng cách mắc mạch điện sau:

R₁(R₂)

Khi mắc dây , đo được R₁ bằng CT: R₁ = (3)

Khi mắc dây , đo được R₂ bằng CT: R₂ = (4)

• Dùng cân đo khối lượng m₁ và m₂ của hai dây đồng dài

Ta được m₁ = V₁.D = .s.D (5)

m₂ = V₂.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_b = = .

0,25

0,5

0,25

0,5

0,5

Câu 1

Điểm

a) Độ cao tối đa h_o mà trái banh có thể lên tới:

Ta có:

Suy ra: 20m

b) Các độ cao liên tiếp h₁, h₂, ...h_n:

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

Mà: W₁= mgh₁ nên = suy ra h₁=

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,... W_n

Hay: W₀, , , ,.......,

Các trị số này hợp thành một cấp số nhân, do đó các độ cao liên tiếp cũng hợp thành một cấp số nhân: h₀ = 20 m, h₁= 10 m, h₂ = 5 m ....., c,Vật chạm đất lần thứ 3 khi từ độ cao h₂ rơi xuống v = =10m/s

0,5

0,5

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

Câu 2

Ta có P₁V₁=nRT₁ =>P₁=0,83.10 ⁵N/m²

P₃V₃=nRT₃ =>P₃=1,66.10 ⁵N/m²

Ta có 2-> 3 là quá trình đẳng áp

P₂V₂=nRT₂ =>P₂=1,66.10 ⁵N/m²

Ta lại có 4-> 1 là quá trình đẳng áp

P₄V₄=nRT₄ =>P₄=0,83. 10 ⁵N/m²

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Câu 3

Trong không khí các lực tác dụng lên quả cầu là

Quả cầu cân bằng

nên từ hình vẽ ta có (1) q

Khi nhúng trong dầu, quả cầu chịu thêm lực đẩy acsimet F_A=d.V

D là trọng lượng riêng của dầu =10.D_dầu và V=m/ D_cầu nên F_A= 10.D_dầu.

Và (2)

Từ 1 và 2 ta có D_cầu =1600kg/m³

0,5

0,5

0,75

0,5

0,5

0,5

0,75

Câu 4

Ta có I_đm= P/U= 1A

Mạch điện mắc (R₁ song song ( R₂ nối tiếp R₃) ) nối tiếp R_Đ => R _tđ =14

I= 0,8A= I_đ=I₁₂₃

=>U_đ =4,8V; U₁₂₃=6,4V=U₁=U₂₃

=> I₁=8/15 A. I₂=I₃=4/15 A => U₂=28/5 V, U₃=4/5 V

=> I_đ< I_đm đèn sáng yếu

Điện năng tiêu thụ của R₂ là A=2688J

Điện tích của tụ điện

U_tụ=U₃+U_Đ=5,6V => Q=CU=5,6.10^-5C

b. Đèn sáng bình thường nên I_đ=I_đm=1A =>U_đ=6V

U_N= - Ir=11V => U₁= 5V =>I₁= 5/12 A. => I₂=I₃ = 7/12 A.

=>R₂=39/7

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,5

0,25

0,5

0,25

Câu 5

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

Mà B₁=B₂ và từ hình vẽ ta có B_o=B₁-B₂ =0

I₂ I₁

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

r=

Từ hình vẽ ta có B=2.B₁cos

Mà

Vậy có + Điểm đặt : Tại M

+ Hướng : song song với I₁I₂ M

+ Độ lớn: B= 2,88.10^-5 T

I₁ I₂

c.Ta có

Để B lớn nhất thì nhỏ nhất khi a²=x² vậy x=a

Vậy N cách O một khoảng bằng 4cm

B_max=3.10^-5T

0,5

0,5

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

0,5

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

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

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,25

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

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

Ý

Nội dung

Điểm

Bài 1

3đ

1.

1,0đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A:

Cơ năng của vật nhỏ tại B :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được :

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2.

2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ; a₀: gia tốc nêm đối với sàn

Gia tốc của vật đối với sàn:

Đluật II Newton:

Chiếu lên phương AB:

(3)

Chiếu (1) phương ngang : (4)

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

(5)

Thế (4) vào (5) suy ra : acosα - a₀ = 2a₀ => (6)

Thế (3) vào (6) suy ra:

* 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: .

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Bài 2

(3,0đ)

1

1,25đ

Xét phần trên (1)

Xét phần dưới: (2)

Từ (1) và (2), ta có: (3)

Mặt khác: (4)

Từ (3) và (4), ta có:

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2

1,5đ

Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H₂, đồng thời nung nóng khí He đến nhiệt độ T

+ Xét khí H₂:

+ Xét khí He:

0,5

0,5

0,5

Bài 3

4,0đ

1

3đ

Có

+ Trường hợp 1:

+ Trường hợp 2:

+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên

+ Tính được

+ Đèn Đ₁

+ Đèn Đ₂

+ Hiệu suất:

Nguồn lợi hơn

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

2

1đ

b)

+ Hai đèn đều sáng bình thường:

0,25

0,25

0,25

0,25

Bài 4

4đ

1

2đ

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo F_L 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_L= F_Đ E.e = e.v₀.B

E = 3.10⁵ V/m.

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

2a

0,75đ

Khi không có điện trường, lực F_L đóng vai trò lực hướng tâm

F_L= m.a_ht

e.v₀.B = mv₀²/2 R = m.v₀/e.B = 6,825 cm.

0,25

0,5

2b

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 60⁰

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^-9s

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Bài 5

4đ

1.

2đ

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

E₁ = Blv ; E₂ = 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch:

Công suất tỏa nhiệt trên R:

0,5

0,5

0,5

0,5

2.

2đ

Điện tích trên tụ điện C là:

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 U₁ và U₂, suy ra (1)

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

E, r

E, r

Số chỉ 2 vôn kế là U₁’ và U₂’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch:

E, r

và (2)

suy ra (3)

0,25

0,25

0,25

0,25

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 R₁ và R₂, kết hợp với phương trình 2 suy ra r.

0,25

0,25

0,25

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

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

Ý

Nội dung

Điểm

Bài 1

3đ

1.

1,0đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A:

Cơ năng của vật nhỏ tại B :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được :

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2.

2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ; a₀: gia tốc nêm đối với sàn

Gia tốc của vật đối với sàn:

Đluật II Newton:

Chiếu lên phương AB:

(3)

Chiếu (1) phương ngang : (4)

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

(5)

Thế (4) vào (5) suy ra : acosα - a₀ = 2a₀ => (6)

Thế (3) vào (6) suy ra:

* 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: .

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Bài 2

(3,0đ)

1

1,25đ

Xét phần trên (1)

Xét phần dưới: (2)

Từ (1) và (2), ta có: (3)

Mặt khác: (4)

Từ (3) và (4), ta có:

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2

1,5đ

Để pittông nằm cách đều hai đáy thì phải giữ nhiệt độ khí H₂, đồng thời nung nóng khí He đến nhiệt độ T

+ Xét khí H₂:

+ Xét khí He:

0,5

0,5

0,5

Bài 3

4,0đ

1

3đ

Có

+ Trường hợp 1:

+ Trường hợp 2:

+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên

+ Tính được

+ Đèn Đ₁

+ Đèn Đ₂

+ Hiệu suất:

Nguồn lợi hơn

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

2

1đ

b)

+ Hai đèn đều sáng bình thường:

0,25

0,25

0,25

0,25

Bài 4

4đ

1

2đ

- Sử dụng quy tắc bàn tay trái ta tìm được chiều của lực Lorenxo F_L 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_L= F_Đ E.e = e.v₀.B

E = 3.10⁵ V/m.

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

2a

0,75đ

Khi không có điện trường, lực F_L đóng vai trò lực hướng tâm

F_L= m.a_ht

e.v₀.B = mv₀²/2 R = m.v₀/e.B = 6,825 cm.

0,25

0,5

2b

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 60⁰

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^-9s

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

Bài 5

4đ

1.

2đ

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

E₁ = Blv ; E₂ = 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch:

Công suất tỏa nhiệt trên R:

0,5

0,5

0,5

0,5

2.

2đ

Điện tích trên tụ điện C là:

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 U₁ và U₂, suy ra (1)

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

E, r

E, r

Số chỉ 2 vôn kế là U₁’ và U₂’. Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch:

E, r

và (2)

suy ra (3)

0,25

0,25

0,25

0,25

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 R₁ và R₂, kết hợp với phương trình 2 suy ra r.

0,25

0,25

0,25

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_L, F_đ

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

+ Vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc

+Phản lực N=mg+qEsin-qvB= mg+qEsin-qB

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

+ Quãng đường:

b.1đ

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

Chiếu PT lên xOy, ta có:

Suy ra

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 = p_bh(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 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

e_tc = (1)

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

(3)

(4)

I₂ = I + I₁ (5)

=> => (6)

Từ (3) và (5) ta có

Khi I = 0,35 A ta có e_tc = - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây A/s

a. Khi khóa K ở chố 1, hai nguồn E mắc song song nên E_b = E = 3 V;

r_b = r/2 = 0,5 Ω

Cường độ dòng điện qua R₁: I₁ = E _b/(R₁+r_b) = 1,2 A

Hiệu điện thế giữa hai đầu tụ điện U_C = U_R1 = I₁R₁ = 2,4 V

Điện tích cuả tụ điện q₁ = CU_C = 24 μC

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

U_C2 = U_MN = U_MP + U_PN = E- E= - 0,5V

Điện tích của tụ điện

q₂ = CU_C2 = 5 μC

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 dây xuất hiện suất điện động tự cảm

e_tc = (1)

Áp dụng định luật ôm cho các đoạn mạch

(2)

(3)

(4)

I₂ = I + I₁ (5)

=> => (6)

Từ (3) và (5) ta có

Khi I = 0,35 A ta có e_tc = - 0,16 V thay vào (1) ta tính được độ biến thiên cường độ dòng điện qua cuộn dây A/s

SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NAM GIANG

ĐỀ THI OLYMPIC Năm 2017

MÔN: VẬT LÍ 11 THPT

SỞ GD & ĐT QUẢNG NAM

TRƯỜNG THPT NAM GIANG

ĐÁP ÁN ĐỀ OLYMPIC Năm 2017

MÔN: VẬT LÍ 11 THPT

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:

1

1,5đ

a. Cơ năng của vật m₁ là

0,5

b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật, tìm tốc độ của vật ở vị trí góc lệch , ta được:

- Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật m₂ tại vị trí , chiếu lên phương bán kính, chiều hướng vào tâm, ta được :

0,5

0,5

2

1,5 đ

- Vận tốc của vật m₁ ngay trước va chạm là

- Gọi tương ứng là vận tốc của mỗi vật ngay sau va chạm.

O

A

B

C

D

K

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, cơ năng cho hệ hai vật m₁ , m₂ ngay trước và ngay sau va chạm (chiều dương có phương nằm ngang, hướng từ trái sang phải)

0,5

- Xét vật m₁:

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

0,25

- Xét vật m₂:

Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật theo phương ngang, chiều dương hướng sang phải.

Khi vật dừng lại tại C. Suy ra:

0,25

Theo đề

(1)

Đặt

Vậy

0,5

Câu

ý

Lời giải

Điểm

2

Qu ã ng đ ư ờng rơi của giọt thủy ngân:

S= = =a = (4) Từ 3, 4 : U₂= = 990 V

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

3

a

b

(2)

(3)

Lấy (1) chia (2) .

Lấy (3) chia (1)

Với:

Lực từ tác dụng lên q_o:

vì q₀ <0 nên ngược hướng với và có độ lớn:

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

4

a

b

Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng hình vẽ, dòng I₁ đi vào tại A, dòng I₂ đi vào tại B. Các dòng điện I₁ và I₂ gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ và có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn:

B₁ = B₂ = 2.10^-7= 2.10^-5 T.

Cảm ứng từ tổng hợp tại M là:

= +có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn:

B = B₁cosα + B₂cosα = 2B₁cosα

= 2B₁ = 3,2.10^-5 T.

Theo câu a) ta có:

B₁ = B₂ = 2.10^-7;

B = 2B₁cosα = 2.2.10^-7 = 4. 10^-7I;

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 T.

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

0,5 đ

a

1,5đ

K₁, K₂ mở (R₁nt R₃)

R_n = R₁ + R₃ = 4 Ω

I = E/(R + r) = 1,38 A

U_V = I.R_n = 5,52 V

0,5

0,5

0,5

b

1,25đ

K₁ mở, K₂ đóng (R₃ nt{(R₂nt R₄)//R₁})

I = (E – U_V)/r = 1,5 A

U_AC = I.R₃ = 3 V

U_CB = U_V – U_AC = 2,4 V

I_R1 = U_CB/R₁ = 1,2 A → I_R2 = I_R4 = 0,3 A

U_R2 = I_R2.R₂ = 0,6 V → U_R4 = U_CB – U_R2 = 1,8 V

R₄ = U_R4/ I_R4 = 6 Ω

U_AD = U_AC + U_R2 = 3,6 V

0,5

0,25

0,25

0,25

c

1,25đ

K₁, K₂ đóng {(R₂//R₃)ntR₁}//R₄

R₂₃ = R₂ /2= 1 Ω; R₁₂₃ = R₂₃ + R₁ = 3 Ω

R_n = R₁₂₃.R₄/( R₁₂₃ + R₄) = 2 Ω

I = E/(R_n + r) = 2,3 A

U_V = E – I.r = 4,6 V

I_R4 = U_V/R₄ = 0,77A

I_R1 = I – I_R4 = 1,53A

U_R1 = I_R1.R₁ = 3,06 V

U_R2 = U_R3 = U_V – U_R1 = 1,54 V

I₂ = U₂/R₂ = 0,77A

I_A = I_R2 + I_R4 = 1,54 A

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

6

a

b

c

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.

A

B

R

•

I

Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực 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 có hướng đi lên.

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

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:

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

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 Psinα, thay B bằng B₁ với B₁=Bsinα.

- Lập luận tương tự ta có:

I

α

α

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

0,5 đ

0,25đ

0,5đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

7

a

b

Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: (P = P₁= P₂)

Nên:

Vậy: , trong đó: T₁ = 300K, T₂ = 360K, p = 100N/m², V₁ = 4m³.Do đó:

b. Theo nguyên lý I thì: ΔU = A + Q

Với vµ A= -80

Suy ra: ΔU = A + Q = 20J

0,5 đ

1đ

0,5 đ

1 đ

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)

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:

Theo định luật II Newton:

Chiếu lên 0x:

(1)

Chiếu lên 0y:

(1)

Để lực F nhỏ nhất thì () lớn nhất.

Đặt:

= 0

Đây là phương trình bậc nhất đối với sinx và cosx. Điều kiện có nghiệm của phương trình:

Vậy:

Để tìm ta giải phương trình:

=

với ;

Ta có:

Vậy: .

0,5

0,75

1,0

0,75

Câu 2

( 3điểm)

a,

Tính nhiệt lượng và hiệu suất: Khí Nitơ : i = 5

- Trong quá trình truyền nhiệt, áp suất khí trong xilanh là :

p = p₀ + = (1)

- Công khí thực hiện để nâng pittông lên một đoạn :

A = p. V = . =(p₀S + mg) (2)

- Độ biến thiên nội năng của n mol khí :

(3)

- Quá trình truyền nhiệt trên là đẳng áp, theo pt trạng thái ta có:

A =

=>

- (3) =>

- Nhiệt lượng truyền cho khí theo nguyên lí I:

Q =

= (4)

- Từ (1) và (3) ta tính được hiệu suất của quá trình :

H =

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

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

+ Xét một quả cầu thì các lực biểu diễn như hình vẽ.

Ta có:

; b: là khoảng cách hai điện tích (m)

+ Từ (1) và (2)

0,5

0,5

1,0

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.

Lúc đó biểu thức (1) trở thành:

+ Từ (2) và (3)

0,5

0,5

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.

Theo định luật Ôm cho toàn mạch ta có:

I =

- E₁, E₂ mang dấu (+) do dòng điện ta chọn chạy qua từ cực âm sang cực dương còn E₃ thì ngược lại.

- R_N là điện trở tương đương của mạch ngoài:

R₁ nt R₂ nt (R₃//R₄)

R_N = + R₁ + R₂ = 17

Ta tính được I = 0,1A

• 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.

E₃ có dòng điện đi từ cực dương sang cực âm nên là máy thu.

0,5

1,0

0,75

0,75

1,0

Câu 5

( 3 điểm)

Ta có:

Từ thông gởi qua ống dây:

Từ thông gởi qua 1 vòng dây: 3,25.10^-3 Wb

b, Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch:

E + e_tc = I (R + r) = 0

=> E – L = 0 => t = 6,1(s)

1,0

1,0

1,0

1,0

Câu 6

( 2 điểm)

Lần 1: mắc hai vôn kế nối tiếp vào nguồn:

I

+

-

ξ, r

Lần 2:

R₁ là điện trở (V₁):

(3)

+

-

ξ,r

I’

Từ (2) và (3) → (4)

Từ (1) và (4) → (5)

(6)

Thay (6) vào (1) ta có:

0,5

0,5

0,5

0,5