SỞ GD – ĐTVĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010-2011 Môn: Vật lý - Lớp 11 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian phát đề) Bài 1(2 điểm ): Cho hệ hình vẽ (hình 1) mặt phẳng nghiêng cố định; bỏ qua ma sát Hãy tìm gia tốc m2 theo m1 ; m2 ;  ; g Gia tốc cực đại  bao nhiêu, tính cực đại Áp dụng số m1 = 5m2 m1 m2  Bài 2(2 điểm ): Chu trình thực mol khí lí tưởng đơn nguyên tử gồm trình áp suất phụ thuộc tuyến tính vào thể tíchV trình đẳng tích hình vẽ ( hình 3) Trong trình đẳng tích - người ta truyền cho khí nhiệt lượng Q = 4487,4J P nhiệt độ tăng lần Nhệt độ trạng thái nhau, điểm nằm đường thẳng qua gốc tọa độ Hãy xác định nhiệt độ khí trạng thái 1 công mà khí thực chu trình Câu (2 điểm) Cho mạch điện hình vẽ: E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω 1.Vôn kế V (điện trở lớn) 3V Tính suất điện động E2 2.Nếu đổi chỗ hai cực nguồn E2 vôn kế V bao nhiêu? Câu (2 điểm) Có số điện trở r = (  ) a Hỏi phải dùng tối thiểu điện trở để mắc thành mạch có điện trở (  ) Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ? b Hỏi phải dùng tối thiểu điện trở để mắc thành mạch có điện trở (  ) Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ? Bài 5: (2 điểm) Một bán cầu có bán kính r =2cm làm thủy tinh có chiết suất n = Bán cầu đặt không khí trước vuông góc với trục đối xứng bán cầu tâm bán cầu khoảng L =4,82cm hình vẽ Một chùm sáng song song đến mặt phẳng bán cầu theo phương vuông góc với mặt Hãy xác định bán kính vùng sáng tạo V E1,r1 D V R1 A C R2 r L E2,r2 R3 B ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MÔN: VẬT LÝ 11 CÂU Câu 1(2đ) HƯỚNG DẪN GIẢI + Gia tốc vật m2 theo phương mặt phẳng nghiêng: a2  ( P2  N1) sin  ( P2  N1 ) sin   m2 m2 + Gia tốc m1 theo trục oy là: a1 y  ĐIỂM 0,25 (1) N1 0,25 r N2 P1  N m1 0,25 Ta có: a1 y  a2 y   ( P2  N1 ) sin  P2  N1  m2 m1 P2 N1 N1(m1 sin2   m2 )  mm 2g(1sin )  P1 N1  0,25 mm mm gcos  g(1 sin )  22 m1 sin   m2 m1 sin   m2 Thay N1 vào (1) ta có 0,25  mcos 2  ( m1  m2 ) g sin  a2  g sin  1   m1 sin   m2  m1 sin   m2  0,25  m2 (m1  m2 ) g ta thấy a2 max sin   m m1 m1 sin   sin  Vậy: amax  (m1  m2 ) g m1m2 g sin  Áp dụng số: m1 = 5m2 a2   5sin   amax  g    26033 0,25 0,25 Câu2(2điểm) 0,5 Quá trình - 2: Đẳng tích T2 = 4T1; A12 = 0; P2 = 4P1 Q12 = U12 = nR(T2  T1 )  RT1 (1) 2 2Q T1  12  1200 K 9R Quá trình - 3: T2  T3  PV 3  PV 2  PV 1 P3 V1 4 (2) P1 V3 P3 V3  (3) Quá trình - 1: P = aV  P1 V1 Từ (2) (3) Ta có: V3 = 2V1 Công chu trình: diện tích hình giới hạn chu trình (A>0) 3 A  S1231  ( P2  P1 )(V3  V1 )  PV RT1 (4) 1  2 Q Từ (1) (4)  A   1495,8 J 0,5 0,5 0,5 Câu3(2điểm) Tính suất điện động E2 E1,r1 I D V A I1 R1 I2 E2,r2 R3 B C R2 H.1 R2 ( R1  R3 )  4 R2  R1  R3 I R2 I   I1  + I đến A rẽ thành hai nhánh:  I R1  R3 + Điện trở toàn mạch R  + UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = -3I + U CD  3V + -3I =  => I = 1A, I = 3A - Với I= 1A: E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = => E2 = 2V - Với I = 3A: 0,5 E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V Đổi chỗ hai cực nguồn E2 vôn kế ( đ) + Khi đổi chỗ hai cực hai nguồn mắc xung đối - Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện từ cực dương E1 E  E2 I  0,5 A R  r1  r2 0,5 0,5 UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V - Với E2 = 18V > E1: E2 nguồn, , E1 máy thu E  E1 I  1,5 A R  r1  r2 UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = +3I = 10,5V 0,5 Bài4(2điểm) a Hỏi phải dùng tối thiểu điện trở để mắc thành mạch có điện trở (  ) * Gọi điện trở mạch R Vì R < r nên điện trở r phải mắc song song 0,5 Giả sử mạch gồm điện trở r mắc song song với mạch có điện trở X hình (a) Ta có : r X R = rX X  = 5 X  X = 7,5 (  ) Với X = 7,5 (  ) ta có X có sơ 0,5 đồ hình (b) Ta có : X = r + Y  Y = X - r = 7,5 - = 2,5 () Để Y = 2,5 (  ) phải có điện trở r mắc song song Vậy phải có tối thiểu điện trở r mắc hình (c) b Phải dùng tối thiểu điện trở để mắc thành mạch có điện trở (  ) * Gọi điện trở mạch R / Vì R / > r nên coi mạch gồm điện trở r mắc nối tiếp với đoạn mạch có điện trở X hình (d) Ta có : R / = r + X /  X / = R / - r = - = (  ) Vì X / < r  X / đoạn mạch gồm r mắc song song với đoạn mạch có điện trở Y / hình (e) 0,5 Ta có : X / = r.Y / r Y / 10 5.Y /  Y/ = (  ) / 5Y Vì Y / < r nên Y / đoạn mạch gồm r mắc song song với đoạn mạch có điện trở Z hình (g)  = Ta có : Y / = r.Z rZ 10 5.Z = 5 Z  50 + 10 Z = 15.Z  Z = 10 (  ) Vậy Z đoạn mạch gồm điện trở r mắc nối tiếp với hình (h) Vậy cần phải có điện trở mắc theo sơ đồ hình (h)  Câu ( 2đ)  Để có tia ló khỏi bán J2 cầu đến tia tới mặt S1 I1 cầu phải có góc tơi iigh……… igh R O1 O Với sin igh =  O2 n F S2 o i  igh = 45 ……………… gh L  Xét tia vừa đủ điều kiện I2 phản xạ toàn phần S1I1J1 J1 S2I2J2 Ta có i1 = i2 = igh = 45o………………………………………………  góc khúc xạ I1 I2 90o  tứ giác OI1FI2 hình vuông  OF = r ………………………………………………………… Các tia khúc xạ đến nằm phạm vi J1J2  O2J1 = O2J2 bán kính vùng sáng màn………………………………… Xét cặp tam giác đồng dạng: FO2J2 FO1I2 ta có: O2 J L  OF 4,84  2    …………………… O1I O1F 2 2 2 2  R = O2J2 = O1I2 =  2cm …………………………… 2 0,5 0,5 0,5