Đề thi Olympic Hà Nội – Amsterdam năm 2011 môn thi Vật lý không chuyên - Lớp 11

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI – AMSTERDAM ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI OLYMPIC HÀ NỘI – AMSTERDAM Môn thi: Vật lý không chuyên - Lớp: 11 Ngày thi: 25 -03 - 2011 Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1(4 điểm): Tại 8 đỉnh của một hình lập phương cạnh a = 0,3m trong chân không, đặt 8 điện tích điểm có cùng giá trị tuyệt đối là q = 8.10-5C, trong đó 4 điện tích ở mặt bên ABB’A’ là +q, 4 điện tích ở mặt bên CDD’C’ là –q. Xác định cường độ điện trường tại tâm hình lập phương (hình 1). Bài 2(6 điểm): Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. E1 = 8V; r1 = 2; E2 = 5V; r2 = 2; R1 =R2 =R3 = 4; Rb có điện trở biến thiên trong khoảng từ 0,5 đến 1. 1. Khóa K1 mở, các khóa K2 và K3 đóng. Hỏi Rb bằng bao nhiêu để công suất tiêu thụ trên Rb đạt giá trị a. cực đại. b. cực tiểu. 2. Các khóa K2 và K3 mở. Tìm dòng điện qua R1 và R2 với giá trị Rb của câu 1b. Bài 3(6 điểm): Xiclotron là máy gia tốc gồm hai hộp rỗng bằng kim loại hình chữ D, cách nhau một khe hẹp (hình 3). Có một từ trường đều với cảm ứng từ B không đổi vuông góc với mặt hộp. Gần tâm của hai hộp đó có nguồn phát ra hạt điện tích với vận tốc v vuông góc với B . Hạt có khối lượng m và điện tích q xác định. Có một hiệu điện thế xoay chiều đặt vào khe giữa hai hộp D với tần số thích hợp để hạt được tăng tốc mỗi lần đi qua khe. a. Chứng minh rằng quỹ đạo của hạt trong từ trường là đường tròn. Thiết lập biểu thức tính bán kính đường tròn này. b. Thiết lập biểu thức tính tần số quay của hạt trong từ trường, cho nhận xét về tần số này. c. Xét một hạt proton có khối lượng m = 1,66.10-27kg, điện tích q = 1,6.10-19C. Hiệu điện thế đặt vào hai khe có tần số f = 1,2.107Hz, vòng cuối cùng của proton trước khi ra khỏi máy xiclotron là 0,5m. Tính cảm ứng từ B và động năng cuối cùng của proton. Bài 4 (4 điểm): Một con chim bói cá bay đứng phía trên mặt nước và cách mặt nước 1,5m và rình mồi theo phương vuông góc với mặt nước. Nó thấy một con cá bơi dưới chân nó, cách nó 2,1m. a. Hỏi để bắt được con cá, thì con chim bói cá phải lao sâu xuống dưới mặt nước bao nhiêu? b. Đúng lúc con bói cá lao xuống, con cá cũng chợt nhìn thấy nó. Hỏi con cá trông thấy con chim bói cá cách mình bao nhiêu? c. Để tránh cú vồ của con chim bói cá, con cá nên bơi theo phương ngang hay phương thẳng đứng? Tại sao? Biết chiết suất của nước là n = 4/3. **********HẾT*********** A +q B +q B’ +q A’ +q -q C -q C’ -q D’ -q D Hình 1 B B Hình 3 A Hình 2 Rb E1, r1 E2, r2 K1 R3 R2 K2 K3 R1 B C