ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI HSG LỚP 11 KHÔNG CHUYÊN NĂM 2011 MÔN VẬT LÝ Bài 1 (1,5 điểm): - Sau mỗi lần bơm hút, thể tích khí trong bình dãn từ V đến V+V b . - Do T không đổi => áp dụng ĐL Bôi lơ Mariôt cho từng lần bơm: - Lần bơm hút thứ 1: b b VV pV ppVVVp + =⇒=+ 11 )( (0,25đ) - Lần bơm hút thứ 2: 2 2 212 )( )( b b VV pV pVpVVp + =⇒=+ (0,25đ) - Lần bơm hút thứ n: n n b n n n b n b n n p p V V p pV VV VV pV p =+⇒=+⇒ + = )1()( )( (0,5đ) - Thay số, lấy logarit ta được: 05,1lg 152lg ≥n với n nguyên dương nên: 103≥n , tối thiểu n=103. (0,5đ) Bài 2 (2 điểm): - Lực tương tác: 2 1 OA q.Q.k F =  OA = 1 F Q.q.k (0,5đ) Tương tự: OC = . .k q Q F và OB = 2 F Q.q.k , 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) → 1 2 1 1 2 F F F + =  F = ( ) 2 21 21 FF2 F.F − =2,25.10 -4 (N) (0,5đ) Bài 3 (3 điểm): 3 6 36)( 111111 AB AB U IIrRIEU − =→−=+−= (1) (0,25đ) 6 2 62)( 222222 AB AB U IIrRIEU − =→−=+−= (2) (0,25đ) IIU AB 3R 3 == (3) (0,25đ) 21 III += (4) (0,25đ) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: )(8,2 VU AB = (0,5đ) Thay U AB vào (1), (2), (3) ta có: )(93,0),( 15 2 ),( 15 16 21 AIAIAI =−≈≈ (1đ) Khối lượng Cu thu được là: 965.64.0,93 0,3( ) 96500.2 tAI m g Fn = = = (0,5đ) Bài 4 (1,5 điểm): - Để điện tích không ra khỏi từ trường ở Δ’ thì v ≤ v gh . (Với v gh ứng với trường hợp quỹ đạo của điện tích tiếp xúc với Δ’. ) - Từ hình vẽ ta có: os 1 os a a R Rc R c α α = + → = + (0,5đ) (vẽ được hình được 0,25đ) - Mặt khác: 1 os (1 os ) gh gh gh mv mv a aqB R v qB c qB m c α α = → = → = + + . (0,25đ) 1 a Δ Δ’ 0 v r α q,m B r - Thay số có: 3 8 0,1.10 .0,1 536( / ) 10 .(1 os30 ) gh o v m s c − − = = + (0,25đ) - Vậy để điện tích không ra khỏi từ trường ở Δ’ thì v ≤ 536 (m/s). (0,25đ) Bài 5 (2 điểm): a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp dụng định luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra cu B uuur ngược chiều B ur (Hình vẽ). (0,25đ) Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ A → B. (0,25đ) b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P mg= 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 F BIl = có hướng đi lên. - Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e Blv t ∆Φ = = ∆ nên e Blv I R r R r = = + + 2 2 B l v F R r → = + Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh chuyển động thẳng đều. (0,25đ) -Khi thanh chuyển động đều thì: 2 2 3 2 2 2 2 ( ) (0,5 0,5).2.10 .9,8 25( / ) 0,2 .0,14 B l v R r mg F mg mg v m s R r B l − + + = → = → = = = + (0,5đ) - Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: 0,2.0,14.25 . . .0,5 0,35( ) 0,5 0,5 AB Blv U I R R V R r = = = = + + (0,25đ) 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 B 1 với B 1 =Bsinα. - Lập luận tương tự ta có: 2 2 3 0 2 2 2 2 ( sin ) ( ) sin (0,5 0,5).2.10 .9,8.sin 60 sin sin 28,87( / ) ( sin ) (0,2.sin 60 ) .0,14 o B l v R r mg F mg mg v m s R r B l α α α α α − + + = → = → = = = + (0,25đ) 2 A B R • B ur cu B uuur I 1 B uur B ur 2 B uur P ur 1 P ur F ur N uur I α α - Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: sin . 0,2.sin 60 .0,14.28,87 . . .0,5 0,35( ) 0,5 0,5 o AB B lv U I R R V R r α = = = = + + (0,25đ) ========================================================================= *-Nếu thí sinh làm cách khác vẫn đúng thì cho điểm tối đa tương ứng. *-Thí sinh không viết hoặc viết sai đơn vị từ hai lần trở lên thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài. 3 . ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI HSG LỚP 11 KHÔNG CHUYÊN NĂM 2011 MÔN VẬT LÝ Bài 1 (1,5 điểm): - Sau mỗi lần bơm hút, thể tích khí trong bình. (0,25đ) 6 2 62)( 222222 AB AB U IIrRIEU − =→−=+−= (2) (0,25đ) IIU AB 3R 3 == (3) (0,25đ) 21 III += (4) (0,25đ) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: )(8,2 VU AB = (0,5đ) Thay U AB vào (1), (2), (3) ta có: )(93,0),( 15 2 ),( 15 16 21 AIAIAI. dần thì F tăng dần → tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh chuyển động thẳng đều. (0,25đ) -Khi thanh chuyển động đều thì: 2 2 3 2 2 2 2 ( ) (0,5 0,5).2.10 .9,8 25( / ) 0,2 .0,14 B l v R r mg F