Ôn thi học sinh giỏi Vật lý 11 - Đề 8

ĐỀ THI HSG TỈNH h Bài 1. Một quả cầu có khối lượng m = 0,5kg rơi từ độ cao h = 1,25m vào một miếng sắt có khối lượng M = 1kg đỡ bởi lò xo có độ cứng k = 1000N/m. Va chạm là đàn hồi. Lấy g = 10m/s2. a) Tính vận tốc của miếng sắt sau va chạm. b) Tính độ co cực đại của lò xo. (Biết rằng sau khi va chạm quả cầu nảy lên và bị giữ lại. không rơi xuống). Bài 2: Trên đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự từ trái qua phải, trong đó B là trung điểm của AC. Đặt điện tích Q tại O. Sau đó lần lượt đặt điện tích q tại A, B và C. Biết rằng khi q đặt tại A và B thì lực tương tác giữa hai điện tích là và . Tìm lực tương tác giữa các điện tích khi q đặt tại C. I E1 , r1 R1 M R2 A B I1 E2 r2 I2 IA R3 IĐ I3 N Ä Đ A Bài 3 : Cho mạch điện như hình vẽ E1 = 16V ; E2 = 5V ; r1 = 2W ; r2 = 1W ; R2 = 4W ; Đèn Đ có ghi : 3V – 3W ; RA = 0 Biết đèn sáng bình thường và ampe kế (A) chỉ 0 . Tính cường độ dòng điện qua mỗi nhánh và R1 , R3 . Bài 4 : Có hai điểm A và B nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và ngoài tiêu điểm vật của kính. Lần lượt đặt một vật nằm vuông góc với trục chính của thấu kính tại hai điểm A và B ta thấy: Nếu vật ở A thì kính phóng đại lên 2 lần, nếu vật ở B thì được kính phóng đại lên 3 lần. Hỏi A và B điểm nào gần thấu kính hơn? Nếu vật ở C nằm đúng giữa A và B thì được kính phóng đại lên bao nhiêu lần? Bài 5. M2 M1 C B A Cho hệ thống ở trạng thái cân bằng đứng yên như hình vẽ 1 trong đó vật M1 có khối lượng m, vật M2 có khối lượng m, ròng rọc và thanh AC có khối lượng không đáng kể. Tính tỉ số . Bài 1 a) Gọi v là vận tốc quả tạ lúc sắp va chạm, v’ là vận tốc của nó sau va chạm; v1 là vận tốc của miếng sắt sau va chạm. v = = 5m/s Định luật bảo toàn động lượng: m.v = m.v’ + M.v1 (1) Động năng của hệ bảo toàn: = + (2) Giải (1) và (2): v1 = 10/3 (m/s) b) Riêng miếng sắt làm lò xo co một đoạn: a = = 10-2m Va chạm làm lò xo co thêm đoạn b. Mốc tính độ cao ở vị trí thấp nhất của miếng sắt. + M.g.b + k. = k. Thay số: 1000b2 = 11,2Þ b » 0,11m Độ co cực đại của lò xo: x = a + b = 0,12m Bài 2 (2 điểm): - Lực tương tác: à OA = (0,5đ) Tương tự: OC = và OB = , với F là lực tương tác khi đặt q ở C (0,5đ) - Do B là trung điểm của AC nên: OA + OC = 2.OB (0,5đ) ® à F = =2,25.10-4(N) (0,5đ) Bài 3 : * Kí hiệu và chọn chiều các dòng điện như trên hình vẽ . Mạch điện này có 4 nút nên ta viết 3 phương nút độc lập . - Nút A : I = I1 + I3 (1) - Nút M : I1 + IA = I2 I1 = I2 (2) - Nút N : I3 = IA + IĐ = IĐ =(A) . (3) * Chọn chiều dương trong các mắt mạng như trên hình : Xét vòng BE1AMB : E1 = Ir1 + I1 (R1 + R2) ® 16 = 2I + I1(R1 + 4) (4) Xét vòng AMNR3A : - E2 = I1R1 – I3R3 ® - 5 = I1R1 – 1.R3 (5) Xét vòng MBĐNM : E2 = I2R2 – IĐRĐ ® 5 = 4I2 – 3 (6) (vì IĐRĐ = Uđm = 3V) Từ (6) ® I2 = 2A = I1. ® I = 3A . Từ (4) ® R1 = ( 16 – 2.3 – 2.4 )/2 = 1W . Từ (5) ® R3 = 2.1 + 5 = 7W . Bài 4 : Vì vật nằm ngoài tiêu điểm của thấu kính hội tụ nên kính cho ảnh thật, ảnh này càng ra xa kính và lớn dần lên khi vật tiến lại gần tiêu điểm. Theo đề bài: Vật ở B được kính phóng đại lớn hơn ở A, nên điểm B gần thấu kính hơn điểm A. Gọi ; và lần lượt là khoảng cách từ 3 điểm A, B, C đến thấu kính. Ta vận dụng công thức tính độ phóng đại : cho 3 trường hợp: Ta có: (1) (2) và . (3) Thay (1);(2) vào (3) ta có: . Vậy : Nếu vật ở C thì kính phóng đại lên 2,4 lần. Bài 5 : FA T lB lA F2 P2 P1 F1 T M1 M2 C B A Chọn C làm điểm tựa của đòn bẩy AC Vì hệ ở trạng thái cân bằng nên F2 = P2 FA là lực phát động. Theo điều kiện cân bằng của đòn bẩy ta có: hay (1) Với: lA là cánh tay đòn của lực FA đối với điểm tựa C lB là cánh tay đòn của lực F2 đối với điểm tựa C Dùng ròng rọc cố định không cho ta lợi về lực và hệ đang đứng yên cân bằng nên: P1 = FA (2) Thay (2) vào (1) và theo tính chất dãy tỉ số bằng nhau ta có: (3) Vì trọng lượng P tỉ lệ thuận với khối lượng m: P = 10m Suy ra: