Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 11 môn Vật lí

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM SỞ GD&ĐT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11 ĐỀ THI - Môn: Vật lí – Năm học 2007-2008 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) A B m Bài 1: Một cái nêm khối lượng 2m có dạng như hình 1. Biết góc = 300. Vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc ban đầu, không ma sát từ đỉnh A trên mặt AB. a/ Cố định nêm, tính gia tốc của m. Lấy g = 9,8 m/s2. b/ Nêm có thể trượt không ma sát trên mặt sàn ngang. Tính gia tốc của nêm. Hình 1 Bài 2: Một bình thép kín có thể tích V được nối với một bơm hút khí. Áp suất ban đầu của khí trong bình là 760 mmHg. Dung tích tối đa mỗi lần bơm hút là Vb = . Hỏi phải bơm hút tối thiểu bao nhiêu lần để áp suất của khí trong bình thấp hơn 5 mmHg ? Coi nhiệt độ không đổi trong quá trình bơm. Bài 3: Một tụ điện phẳng không khí (tụ 1) gồm hai bản cực tròn có đường kính D đặt song song cách nhau khoảng một d. Tích điện cho tụ đến hiệu điện thế U rồi ngắt khỏi nguồn. a/ Tính năng lượng của tụ. Áp dụng bằng số: D = 10cm, d = 0,5cm, U = 100V. b/ Dùng tụ thứ hai có các bản như tụ 1, nhưng khoảng cách giữa hai bản là 2d, cũng được tích điện đến hiệu điện thế U rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó đưa tụ 1 vào lòng tụ 2 để các bản song song nhau và hoàn toàn đối diện nhau. So sánh năng lượng của hệ tụ sau và trước khi đưa tụ 1 vào lòng tụ 2. E, r R1 R2 Rx K Đ A B C Bài 4: Cho mạch điện như hình 2. Biết r = 2; R1=18 R2= 2; Rx là biến trở; đèn loại 7V- 7W. a/ K đóng, điều chỉnh Rx để đèn sáng bình thường đồng thời lúc này công suất tiêu thụ của đèn đạt cực đại. Tìm suất điện động E và Rx. b/ Với Rx như trên khi K mở, đèn sáng bình thường không ? Hình 2 Bài 5: M¹ch ®iÖn nh­ h×nh 3. Cho R1 = 8, R2 = 5, UAB = 12V. M¾c mét v«n kÕ vµo 2 ®iÓm A, C nã chØ 7V. Hái khi m¾c v«n kÕ ®ã vµo 2 ®iÓm C, B nã chØ bao nhiªu? A B C R1 R2 Hình 3 === Hết === Họ và tên ...............................................Số BD..........Trường .............................................. UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM SỞ GD&ĐT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM - (gồm 2 trang) Môn Vật lí – Năm học 2007- 2008 Bài 1 (2 đ) Điểm N a/ Gia tốc của m: a = g.sin = 9,8.sin300 = 4,9 m/s2. 0,50 b/ Xét m trong HQC gắn với nêm: Fq N = mg.cos - Fq.sin = mg.cos - ma.sin a O a là gia tốc của nêm N’ P Xét chuyển động của nêm trong HQC O: N’sin = 2ma; mà N = N’ 0,50 0,25 => (mg.cos - ma.sin). sin = 2ma => g. cos sin = (sin2+ 2).a 0,25 => 0,25 Thay số được: a 1,886 m/s2. 0,25 Bài 2 (2 đ) Sau mỗi lần bơm hút, thể tích khí trong bình dãn từ V đến V+Vb. 0,25 Do T không đổi => áp dụng ĐL Bôi lơ Mariôt cho từng lần bơm 0,25 Lần bơm hút thứ 1: 0,25 Lần bơm hút thứ 2: ........... 0,25 Lần bơm hút thứ n: 0,50 Thay số, lấy logarit ta được: với n nguyên dương nên: 0,50 Bài 3 (2 đ) a/ Điện dung ; Năng lượng của tụ: W = 0,5 thay số: W = 6,94.10-8 J 0,5 b/ Do k/c giữa 2 bản tụ 2 gấp đôi tụ 1 nên C = 2C’ ; q1 = 2q2. Năng lượng tụ 1: ; tụ 2: Tổng năng lượng ban đầu của hệ: W0 = W1 + W2 = 0,25 *Trường hợp 1: Đưa 2 bản cùng dấu gần nhau => do hiện tượng hưởng ứng, hệ gồm 3 tụ. + Tụ 1 có điện tích q2 => + Tụ 2 có điện tích 3q2 => C2 = C + Tụ 3 có điện tích q2 => + N.lượng: ; ; + - + - + - x q2 -q2 3q2 -3q2 q2 -q2 0,25 Tổng năng lượng của hệ lúc này: Năng lượng của hệ tăng lên. 0,25 *Trường hợp 2: Đưa 2 bản trái dấu lại gần nhau => Cũng có hệ 3 tụ cùng đ.tích q2 Tổng năng lượng của hệ lúc này: Năng lượng của hệ giảm đi. + - - + + - x q2 -q2 q2 q2 q2 -q2 0,25 Bài 4 (2 đ) a/ K đóng: {[Đ nt (Rx // R1)] // R2} => 0,25 Điện trở mạch ngoài: => Cường độ d.đ mạch chính: 0,25 Cường độ d.đ qua đèn: 0,25 Do đèn sáng bt nên: IĐ = 1A => 0,25 Công suất tiêu thụ của đèn: (1) 0,25 Từ (1) ta có PĐ max khi Rx = 0 => E = 16V 0,25 b/K mở: [R1 nt (R2 // Đ)] (Rx = 0) 0,25 I IĐ đèn sáng yếu hơn bình thường. 0,25 Bài 5 (2 đ) Khi vôn kế mắc vào A,C: ; I = 1A, I1= 0,25 Điện trở của vôn kế: ; 56 0,50 Khi mắc vôn kế vào C, B: 0,50 => R4,5902, 0,9531A 0,25 Vôn kế chỉ: ; 4,375 V 0,50