Bài 3: Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20 cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,4 T.. Đơn vị tính: LựcN Chia vòng dây thà
Trang 1KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI MTCT – Môn Vật Lí 11 - Năm học 2011 - 2012
Điểm
(Bằng số) (Bằng chữ)Điểm 1……… Chữ kí giám khảo
2………
Số phách
(Do chủ tịch ban chấm thi ghi)
ĐỀ BÀI + HƯỚNG DẪN CHẤM (gồm 04 trang)
- Mỗi bài toán được chấm theo thang điểm 5
- Phần cách giải: 2,5 điểm, kết quả chính xác tới 4 chữ số thập phân: 2,5 điểm
- Nếu phần cách giải sai hoặc thiếu mà vẫn có kết quả đúng thì không có điểm
- Nếu thí sinh làm đúng 1 phần vẫn cho điểm
- Điểm của bài thi là tổng điểm của 10 bài toán
Bài 1: Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ bên, trong đó
nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r = 2Ω;
đèn Đ: 10V-10W; R1 = 16Ω; R2 = 18Ω; R3 = 24Ω Bỏ qua
điện trở ampe kế và dây nối Điều chỉnh Rb để đèn sáng
bình thường và đạt công suất tiêu thụ cực đại Tính Rb?
Đơn vị tính: Điện trở (Ω).
R3b = 3 b b R23b= R2 + R3b =
R R 24 R
b b
432 42R
42 R
Ghép R23bvới (E,r) và R 1 thành nguồn tương đương e t , rt với:
r t = 1 23b b (1)
(r R )R 9(72 7R )
Khi đó đèn Đ là mạch ngoài của nguồn (e t , rt ).
Để đèn sáng bình thường và đạt công suất tiêu thụ cực đại phải có:
Iđ = 1(A) và Rđ = 10( Ω) = r t ; từ (1) R b Rb = 5,5385Ω
R1 = 2, R2 = 9, R3 = 3, R4 = 7, điện trở của vôn kế
là RV = 150 Tìm số chỉ của vôn kế
Đơn vị tính: Hiệu điện thế (Vôn)
Ta có các phương trình:
(1)
U = U + U + U = 2I + 150I + 7(I - I + I ) = - 5I + 157I + 7I = 10
(2)
U = U + U = 2I + 9(I - I ) = 11I - 9I = 10
1 2
U = U + U = 3(I - I ) + 7(I - I + I )
= - 10I + 7I + 10I = 10 (3)
- Giải hệ: I 2 0,0077A
- Số chỉ của vôn kế: U = I RV 2 V.
Uv = 1,1531V
B A
R2
R1
C
D V
I2
B A
R2
R1
C
D
V I
I1
I-I1
I1-I2
I-I 1 +
DeThiMau.vn
Trang 2Bài 3: Một dây dẫn có dạng nửa đường tròn bán kính 20 cm được đặt trong mặt phẳng vuông góc với cảm ứng từ của một từ trường đều có độ lớn B = 0,4 T Cho dòng điện I = 5 A đi B qua dây Tìm lực từ F tác dụng lên dây dẫn này?
Đơn vị tính: Lực(N)
Chia vòng dây thành nhiều phần tử nhỏ l i và li’ đối xứng nhau qua trục đối xứng
của vòng dây Lực từ tác dụng lên mỗi phần tử nhỏ đó là
Fi = BIli ; Fi’ = BIli’
Fix = BIlisin; Fix’ = BIli’sin
Fiy = BIlicos = BIxi
Fi’ = BIli’cos = BIxi’
Lực từ tác dụng lên vòng dây:
i
i F
F
F
= ' '
iy ix
iy
ix F F F
F
iy
iy F
F F ixF ix' 0
Độ lớn: F = F iyF iy'= BIx iBIx i' = BI.2R = 0,8 N
F = 0,8000N
ném xiên góc = 600 (chếch lên) so với phương ngang Vận tốc ban đầu của mỗi vật có độ lớn
là v0= 25 m/s Bỏ qua sức cản của không khí Tìm khoảng cách giữa hai vật sau thời gian 1,7s
kể từ lúc ném?
Đơn vị tính: Khoảng cách(m)
Chọn hệ trục toạ độ Oxy: gốc O ở vị trí ném hai vật, gốc thời gian lúc ném hai vật
Vật 1: x1 0 ; y1 = v0t - 0,5gt 2
Vật 2: x2 v cos t0 ; y2 = v0sin.t - 0,5gt 2
Khoảng cách giữa hai vật
d = (x2_x )1 2 (y2_y )1 2
d = (v cos t)0 2 (v sin t v t)0 _ 0 2
d = v0.t cos2 (sin _1)2
d = 21,9996m
Bài 5: Cho ba bình thể tích V1 = V, V2 = 2V, V3 = 3V thông nhau, cách nhiệt đối với nhau Ban đầu các bình chứa khí ở cùng nhiệt độ T0 và áp suất p0 = 987N/m2 Sau đó, người ta hạ nhiệt độ bình 1 xuống T1 = T0 , nâng nhiệt độ bình 2 lên T2 = 1,5T0, nâng nhiệt độ bình 3 lên
2
T3 = 2T0 Tình áp suất khí trong các bình
Đơn vị tính: Áp suất (N/m 2 ).
Số mol khí có trong cả 3 bình là 0 1 2 3 0
Sau khi biến đổi, áp suất trong các bình là như nhau và số mol khí trong mỗi bình là:
3
pV
Mà 1 2 3 p 36p0
29
p = 1225,2414N/m 2
Fi’ Fi
Fiy,Fiy’
Fix’ Fix
y
x
2
v
O
1
v
DeThiMau.vn
Trang 3Bài 6: Một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 500g được buộc vào 2 sợi dây
không giãn, khối lượng không đáng kể Hai đầu còn lại buộc vào hai đầu một
thanh thẳng đứng Cho hệ quay xung quanh trục thẳng đứng qua thanh với
tốc độ góc ω Khi quả cầu quay trong mặt phẳng nằm ngang và các sợi dây
tạo thành một góc 900(hình bên) Chiều dài của dây trên là a = 30cm, của dây
dưới là b = 40cm Cho gia tốc rơi tự do g = 10m/s2 Tính lực căng của các sợi
dây khi hệ quay với ω = 8rad/s
Đơn vị tính: Lực(N)
Xét trong hệ quy chiếu quay Điều kiện cân bằng của vật :
0
T a T B F qt
P
Chiếu lên phương các sợi dây:
0 cos
mg T a F qt (1)
0 cos
mg T b F qt (2)
Với :
2 2 2 2
.
b a
ab m
mr
F qt
2 2
cos
b a
a b
r
2 2
cos
b a
b a
r
Thay vào (1) và (2) ta được:
2 2
2 2 2
ab m
b a
a
mg
T a
2 2
2 2 2
b a m b a
b mg
T b
TA = 9,1440N
TB = 0,6080N
nhau d = 2 cm Hiệu điện thế giữa 2 bản là 910V Một e bay theo phương ngang vào giữa 2 bản với vận tốc ban đầu v0 = 5.107 m/s Biết e ra khỏi được điện trường Bỏ qua tác dụng của trọng trường Cho me = 9,1.10-31kg; e 1, 6.1019 C.
a/ Tính vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?
b/ Tính độ lệch của e khỏi phương ban đầu khi ra khỏi điện trường?
Đơn vị tính: Vận tốc (m/s); khoảng cách (m).
a/ Gia tốc y ; x = v0.t; ; vx = v0; vy = ayt.
e
q.U a
m d
2 y
a t y 2
=>
2
e U.l
m d.v
v = 5,0636.10 7 m/s
b/
2 2
e U.l
y
2m d.v
trường có chiết suất n1 = 1 sang môi trường có chiết suất n2 = 2
Biết HI nằm trong mặt phân cách giữa hai môi trường, SH = 4
cm, HK = 2 3cm, S’K = 6 cm Tính khoảng cách HI
Đơn vị tính: Khoảng cách(cm).
P
Ta
T b
S
H
K
I
S'
a
b m
DeThiMau.vn
Trang 4Cách giải Kết quả
Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
2.
Phương trình trên trở thành:
x 4 - 12x 3 + 56x 2 - 384x + 1152 = 0
kiện chuẩn (p0 = 76 cmHg; T0 = 2730K; ρ0 = 1,29 kg3 ), sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên
m tới 100C, áp suất của khí là 78cmHg Tính khối lượng khí còn lại trong phòng lúc này
Đơn vị tính: Khối lượng (kg).
Phương trình trạng thái: 0 0 1 1
p V p V
1
V 161, 608m
Thể tích khí ra khỏi phòng 3
V V V 1, 608m
Thể tích khí ra khỏi phòng ở đk chuẩn V0 1,592 m 3
Khối lượng khí còn lại m = 204,3463 kg.
Bài 10:
Để đẩy một con lăn nặng có trọng lượng P, bán kính R lên
bậc thềm, người ta đặt vào nó một lực F (hình bên) Hãy xác
định tỉ số biết độ cao cực đại của bậc thềm là hm= 0,2R
P
F
Chọn điểm tiếp xúc O giữa con lăn và đỉnh của bậc thềm làm trục quay Con lăn sẽ
vượt qua được bậc thềm khi M F ≥ M P
Gọi h là độ cao của bậc thềm thì 0 < h < 0.
Ta có: F(R h) P R2 (R h)2
=> F(R h )m P R2 (R h )m 2
Thay hm = 0,2R =>
m m
R (R h )
F
F
0, 75
P
F
0, 75
P
R F
R F
P
DeThiMau.vn