Ôn thi học sinh giỏi Vật lý 11 - Đề 7

UBND TỈNH HÀ TĨNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Đề KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT Môn thi: Vật lý Thời gian làm bài: 180 phút Bài 1: Một vật có khối lượng m = 1kg đặt trên một tấm gỗ rồi cả hai đặt lên mặt sàn nằm ngang. Vật được treo vào một điểm 0 bằng một sợi dây nhẹ đàn hồi, lúc đầu sợi dây có chiều dài tự nhiên l0 = 40cm. Hệ số ma sát trượt giữa vật và tấm gỗ là . kéo từ từ tấm gỗ cho đến khi vật bắt đầu trượt trên gỗ, khi ấy dây lệch khỏi phương thẳng đứng một góc . Tính công của lực ma sát trong hệ quy chiếu gắn với mặt sàn kể từ lúc đầu đến lúc vật bắt đầu trượt. Lấy g = 10m/s2. E1,r1 R1 R2 R3 E2,r2 A B M N I1 I3 I2 Bài 2: Cho mạch điện như hình vẽ Biết E1 =8V, r1 = 0,5, E3 =5V, r2 = 1, R1 = 1,5, R2 = 4, R3 = 3 Mắc vào giữa hai điểm A, B nguồn điện E2 có điện trở trong không đáng kể thì dòng I2 qua E2 có chiều từ B đến A và có độ lớn I2 = 1A. Tính E2 cực dương của E2 được mắc vào điểm nào Bài 3: Đặt vật nhỏ có dạng một đoạn thẳng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính. Đầu A của vật nằm trên trục chính, cách quang tâm của thấu kính 20cm. Qua thấu kính, vật AB cho ảnh A'B' cao bằng vật. Hãy xác định tiêu cự của thấu kính và dùng thước kẻ dựng ảnh A'B'; Giữ cố định thấu kính, quay vật AB quanh đầu A để AB hợp với trục chính của thấu kính một góc bằng 45o. Xác định: vị trí và hình dạng của ảnh A"B" của vật AB qua thấu kính, bằng cách dựng hình với số lượng tia sáng được vẽ ít nhất; E,r k L Ro R Hình 4 độ dài của vật AB. Biết rằng độ dài của ảnh A"B" gấp hai lần độ dài của vật AB. Bài 4: Một mạch điện gồm có: ống dây có hệ số tự cảm L = 2,00μH và điện trở Ro = 1,00Ω; nguồn điện có suất điện động E = 3,0V và điện trở trong r = 0,25Ω; điện trở R = 3,00Ω, được mắc như hình 4. Bỏ qua điện trở dây nối và khoá k. Đóng khoá k, sau một thời gian cường độ các dòng điện trong mạch đạt giá trị ổn định. Xác định cường độ dòng điện qua ống dây và điện trở R; công suất của nguồn E; Tính nhiệt lượng Q toả ra trên R sau khi ngắt khoá k. Bài 5: Có 0,4g khí Hiđrô ở nhiệt độ , áp suất Pa, được biến đổi trạng thái qua 2 giai đoạn: nén đẳng nhiệt đến áp suất tăng gấp đôi, sau đó cho dãn nở đẳng áp trở về thể tích ban đầu. a. Xác định các thông số (P, V, T) chưa biết của từng trạng thái . b. Vẽ đồ thị mô tả quá trình biến đổi của khối khí trên trong hệ OPV. Bài 1: C¸c lùc t¸c dông vµo vËt ChiÕu lªn 0y: ChiÕu lªn 0x: (1) Lóc vËt b¾t ®Çu tr­ît lùc ma s¸t nghÜ b»ng ma s¸t tr­ît: (2) Tõ (1) vµ (2) suy ra: Gäi k lµ hÖ sè ®µn håi cña d©y: §é d·n cña lß xo khi vËt b¾t ®Çu tr­ît: C«ng cña lùc ma s¸t trong qu¸ tr×nh trªn sÏ biÕn hoµn toµn thµnh thÕ n¨ng ®µn håi cña sîi d©y. VËy: . Bài 3 3a. - Ảnh của vật thật qua thấu kính có kính thước bằng vật, suy ra : + Thấu kính là thấu kính hội tụ, + Ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật: d' = d Sơ đồ tạo ảnh: Áp dụng công thức thấu kính: Vẽ hình:F A B' A' F' B O 3b. i. - Vị trí của A không thay đổi nên vị trí ảnh A" của A qua thấu kính cũng không thay đổi: A" ≡ A' - Vẽ tia sáng tới trùng với đường thẳng AB. Tia sáng này xuất phát từ tất cả các điểm trên vật vì thế tia ló (1) sau thấu kính đi qua tất cả các điểm trên ảnh của vật. Ảnh A"B" cũng là một đoạn thẳng - Vẽ tia sáng xuất phát từ B qua quang tâm, tia ló (2) truyền thẳng và đi qua B". Vậy B" là giao điểm của tia ló (1) và tia ló (2) Vẽ hình: có hai trường hợp F A B" A" F' B C C" O (1) (2) I Hình vẽ 1 (3) I' F' A" - Vẽ tia sáng tới trùng với đường thẳng AB. Tia sáng này xuất phát từ tất cả các điểm trên vật vì thế tia ló (1) sau thấu kính đi qua tất cả các điểm trên ảnh của vật. Ảnh A"B" cũng là một đoạn thẳng 0,25 - Vẽ tia sáng xuất phát từ B qua quang tâm, tia ló (2) truyền thẳng và đi qua B". Vậy B" là giao điểm của tia ló (1) và tia ló (2) 0,25 " B A F B" C" C O (1) (2) I Hình vẽ 2 3b. ii. Ảnh lớn hơn vật, trường hợp hình vẽ 1 Từ hình vẽ: ; (3); Mặt khác: AO = A'O = A"O =>AI = I'A (4) Từ (3) và (4); Cũng từ hình vẽ: =>AC = AF – CF = 5cm => AB = Bài 2: Nhận xét: - Giả giử dòng điện trong mạch như hình vẽ, E2 mắc cực dương với A - Các đại lượng cần tìm: I1, I3, E2 (3 ẩn) - Mạch có 2 nút ta lập được 1 phương trình nút, 2 phương trình còn lại lập cho 2 mắt mạng NE1MN, NE3MN Hướng dẫn Áp dụng định luật kiếcsốp ta có - Định luật nút mạng: Tại M: I1 + I3 –I2 = 0 (1) - Định luật mắt mạng: NE1MN: E1 + E2 = I1(R1 + r1) + I2R2 (2) NE3MN: E3 + E2 = I3(R3 + r3) + I2R2 (3) Từ (1) (2) và (3) ta có hệ: Giải hệ trên ta được: E2 = V Vì E2 < 0 nên cực dương mắc với B Bài 4 5a. Đối với dòng điện không đổi, cuộn cảm không có tác dụng cản trở Dòng điện qua nguồn và mạch chính: Dòng điện qua R: Dòng điện qua cuộn dây: Công suất của nguồn: P = E.I = 3.3 = 9W 5b. Năng lượng ống dây: W = Dòng điện qua R và Ro luôn như nhau nên nhiệt lượng toả ra trên các điện trở tỷ lệ với giá trị các điện trở Nhiệt toả ra trên R: Bài giải - Tóm tắt  - Vậy ta sẽ tìm + Tìm  : đề cho m, P1, T1, ta sử dụng phương trình Cla-pê-rôn – Men-đê-lê-ép , với R=8,31J/K.mol + Tìm  : Từ  TT1 sang TT2 biến đổi đẳng nhiệt, ta sử dụng định luật Bôi -lơ – Ma-ri-ốt + Tìm : Từ  TT2 sang TT3  biến đổi đẳng áp, ta áp dụng định luật Gay-luy-xắc + Vẽ đồ thị  trong hệ OPV - Xác định các điểm , , (với các giá trị  đề cho và vừa tìm ra) trên hệ OPV - Nối điểm (1) và (2) bằng đường hyperbol. - Nối điểm (2) và (3) là đường thẳng vuông góc với OP