Đề thi học sinh giỏi môn vật lí lớp 11 năm năm 2016 sở GDĐT nghệ an bảng a | Vật Lý, Lớp 11 - Ôn Luyện

Nêm (I) được giữ chặt. Xác định tốc độ cực đại của vật m. b) Người ta thiết lập một điện trường đều mà véc tơ cường độ điện1. trường E  nằm ngang và vuông góc với thanh, cường độ điệ[r]

h (I)

H (II)

m

Hình 1

300

a

E 

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 CẤP THPT

NĂM HỌC 2016 - 2017

Môn thi: VẬT LÍ - BẢNG A

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I (5 điểm)

Hai cái nêm cùng có khối lượng

M, hình dạng khác nhau đặt trên mặt

bàn nằm ngang nhẵn đủ dài như hình 1

Các mặt nêm nhẵn, các nêm có chiều

cao tương ứng là h và H Ban đầu, người

ta giữ một vật nhỏ có khối lượng

M m 2



ở đỉnh nêm (I), sau đó thả nhẹ Gia tốc trọng trường là g

1 Nêm (I) được giữ chặt Xác định tốc độ cực đại của vật m

2 Các nêm được thả tự do, cho rằng lúc m bắt đầu đi lên mặt nêm

(II) không bị mất mát cơ năng

a) Xác định độ cao cực đại hmax mà m đạt được trên mặt nêm (II), nếu

m không vượt qua được chiều cao H của nêm (II)

h H 3

 thì độ cao cực đại mà m đạt được sau khi trượt lên nêm (II) là bao nhiêu?

Câu II (4 điểm)

1 Một thanh mảnh nhẹ, cách điện, có chiều dài l 50 cm, hai đầu thanh gắn với hai quả cầu nhỏ có cùng khối lượng m 50 g, tích điện q1 q2 q 10 C7

Thanh đặt trên mặt bàn nằm ngang nhẵn cách điện

a) Xác định vec tơ cường độ điện trường tại trung điểm của thanh

b) Người ta thiết lập một điện trường đều mà véc tơ cường độ điện

trường E nằm ngang và vuông góc với thanh, cường độ điện trường bằng 4.104 V/

m Tính tốc độ cực đại của mỗi quả cầu

2 Một đoạn dây dẫn mảnh được

uốn thành một bông hoa phẳng như

hình vẽ 2 Các cánh hoa giống hệt

nhau mà mỗi cánh hoa được tạo bởi

đoạn dây có chiều dài 1,5b, nhuỵ hoa

là một vòng tròn bán kính b, bông

hoa đặt nằm ngang trên mặt phẳng

Đề chính thức

Hình 2

K

E1; r1

E2; r2

R1 R2

R3

Hình 3

a b

E,r

ngang nhẵn cách điện Trên vòng

tròn nhuỵ hoa có một đoạn hở rất

nhỏ có chiều dài a Điện tích của cả

bông hoa là q, coi điện tích phân bố

đều trên cả bông hoa Bông hoa có

trục quay cố định thẳng đứng đi qua

tâm vòng tròn Ban đầu bông hoa

đứng yên, người ta thiết lập một điện trường đều có véc tơ E nằm ngang và vuông góc với đường nối tâm đi qua trung điểm của khe hở nhỏ a Tính động năng cực đại của bông hoa này

Câu III (5 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ 3: Các nguồn điện có suất điện động và điện trở trong lần lượt là E1 15V;r1  1 ;E2 9V;r2  1 Các điện trở có giá trị

1 2 3

R  1 ;R 0,5 ;R  2 Tụ

điện có điện dung C 2 F.  Ban đầu khoá

K ngắt Bỏ qua điện trở của dây nối và của

khóa K

1 Tính cường độ dòng điện chạy qua

mỗi nguồn và điện tích của tụ điện

2 Tính hiệu điện thế Uba

3 Đóng khoá K, tính điện lượng chuyển qua R0

Câu IV (4,5 điểm).

Cho mạch điện như hình vẽ 4: Nguồn điện có suất điện động là E = 15V, điện trở trong r = 1 Ω; điện trở toàn

phần của biến trở MN là RMN = 8 Ω; đèn

Đ ghi 6V-12W Bỏ qua điện trở dây nối

Coi điện trở của đèn Đ không đổi

1 Con chạy C ở vị trí mà điện trở đoạn

MC là RMC = 3 Ω Tính điện năng tiêu thụ

của đèn sau 1 giờ 30 phút

2 Xác định vị trí con chạy C để đèn sáng bình thường

3 Khi dịch chuyển con chạy C từ M đến N thì độ sáng của đèn thay

đổi như thế nào?

Câu V (1,5 điểm)

Trong bài thí nghiệm thực hành “Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hoá” lớp 11 THPT:

1 Khi mắc mạch điện người ta phải dùng điện trở bảo vệ R0 Chức năng của R0

là gì và R0 đượcmắc như thế nào với nguồn?

2 Để đo cường độ dòng điện trong mạch bằng đồng hồ đa năng hiện số DT-830B, em phải xoay núm điều chỉnh về thang đo nào?

-Hết -Họ và tên thí sinh: Số báo danh:

ĐÁP ÁN:

1

I (5 đ)

cơ năng của vật được bảo toàn

định luật bảo toàn cơ năng:

2 max

max

mv

2

………

0,5

0,5

2.a Nêm được thả tự do:

Định luật bảo toàn động lượng ……đến lúc m rời nêm (I):

0

0 1 1

v

2

(1)………

Bảo toàn cơ năng đến lúc m rời nêm (I):

2 2 2

2

0 1 0

1

(2)………

(1) và (2) suy ra

0

4gh v

3



(3) ………

m đạt độ cao cực đại trên mặt nêm (II) thì m và nêm (II) có

cùng vận tốc theo phương ngang………

Bảo toàn động lượng cho hệ m và nêm (II) lúc m đạt hmax:

0

0 2 2

v

3

(4) ………

Bảo toàn cơ năng cho hệ m và nêm (II) lúc m đạt hmax:

max max

(3) (4) (5) => độ cao cực đại của m trên nêm (II):

max

4h

9



………

0,25 0,5

0,5 0,25 0,25

0,5

0,5

2.b Chiều cao nêm (II) H h maxnên m vượt qua chiều cao

nêm(II)

Gọi vận tốc của m đối với nêm (II) lúc nó bắt đầu rời nêm (II)

là u, vận tốc của nêm (II) lúc đó là v

Bảo toàn động lượng với hệ m và (II) từ lúc m bắt đầu lên mặt

nêm (II) đến lúc rời (II):

(6)…………

Bảo toàn cơ năng đối với hệ m và nêm (II):

0,25

2 2 2 0

2 2 2 2 0



(7)………

(6) (3) (7) giải ta được:

2 8gh u

27



………

Sau khi vật rời nêm (II) thì m chuyển động ném xiên lên, vật

đạt độ cao cực đại so với đỉnh nêm khi vận tốc theo phương

thẳng đứng triệt tiêu: vmy (uy v ) uy  y  (vì nêm có vận tốc0

nằm ngang), ta có:

2 2 0 2 max

Độ cao cực đại vật đạt được là max

0,25

0,25

0,25 0,25

II(4đ)

1.a

9 7

1 2 2

9.10 10

0,25



V/m

E E1 E2  E 2E 1 28800V/m

0,5 0,5

1.b thanh sẽ quay quanh trục thẳng đứng đi qua khối tâm

Thanh quay một góc 900 sẽ đạt vtcb và v lớn nhất

2 max

max max

0,5 0,5 0,5

2 Quay do lực tác dụng lên phần đối xứng với phần bị cắt

Lực điện trường Fq.E với

q.a

6.1,5b 2 b

 

dmax max d max

0,5 0,5

0,5

E1; r1

E2; r2

R1

R2

R3

K A

B

a b

R2

R3

K

A

B

I1

I2

III

(5đ)

1 Khi K ngắt:

Dòng điện qua nguồn E1 bằng 0

Tụ điện C không cho dòng điện

chạy qua

2

1 2 3 2

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện:

UMN I(R2 R )3 2.2,55V

Điện tích của bản tụ điện nối với M là

q0M CUMN 2.10 ( 5)6 10 C

0,5

0,5 0,5 0,5

2 Vì không có dòng qua E2 nên UaB=E1=15 V

Hiệu điện thế Uba I(R1 R ) U3  Ba 21V

0,5 0,5

3 Khóa K đóng:

AB 1 1 1 1

AB 2 2 2 2 2

AB 3 1 3 3

1 2 3









  



………

Giải hệ trên ta được I2 = 9 A; I3 =1,5 A………

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ:

UMN I R2 2 I R3 3 1,5V qM C.UMN  3 C ……

Điện lượng dịch chuyển qua R0 sau khi đóng khóa K là

 q qM  q0M  7 C.………

1,0

0,5 0,25 0,25

1 Điện trở của đèn:

2 dm 0

dm

U

P

……

dm dm

dm

P

U

0,25 0,25

IV

(4,5đ)

MC 0

N CN

MC 0

R R

 Dòng điện qua nguồn

N

E



Vì RMC = R0 nên cường độ dòng điện qua Đ là d

I

2

 

…

Do đó trong thời gian 1h 30 phút

A Q I R t 16200  2d 0  J

0,5

0,5 0,25

0,25

2 Đặt RMC = x với 0 x 8  

N

x.3

x 3

 Dòng điện qua nguồn:

2 N

I

3x

3 x



 

Để đèn sáng bình thường:

d dm 2

Giải được RMC   x 6

0,5

0,5

0,25 0,25

3 Dòng điện qua đèn

I

27

x

x > 0 và tăng thì thì Id tăng, độ sáng của đèn tăng dần

0,5

0,5

V

(1,5 đ)

1 Tránh xẩy ra đoản mạch, nhằm bảo vệ nguồn

Phải mắc điện trở bảo vệ nối tiếp với nguồn… 0,5

0,5

2 Vặn núm xoay về thang đo DCA…

Phải chọn giới hạn đo lớn hơn giá trị cần đo của cường độ

dòng điện…

0,25 0,25