Đang tải... (xem toàn văn)
Đề thi dùng cho việc tuyển chọn đội tuyển học sinh giỏi môn vật lý do các thầy cô tại trường THPT Trưng Vương tỉnh Bình Định biên soạn, với chất lượng đề cao, biểu điểm và đáp án chi tiết. Là tài liễu hữu ích cho việc bồi dưỡng học sinh có năng khiếu và đam mê với môn học.
SỞ GD & ĐT BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG THPT TRƯNG VƯƠNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG NĂM HỌC 2009-2010 MƠN: VẬT LÝ Thời gian làm bài : 120 phút Câu 1( 5 đ) . Cho mạch điện như hình vẽ (H1): trong đó E 1 = 6V; r 1 =1Ω; r 2 =3Ω; R 1 =R 2 =R 3 =6Ω. 1.Vơn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V. Tính suất điện động E 2 . 2.Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E 2 thì vơn kế V chỉ bao nhiêu? Câu 2(5 đ). Một tụ điện phẳng có hai bản cực hình vng cạnh a = 30cm, đặt cách nhau một khoảng d = 4mm nhúng chìm hồn tồn trong một thùng dầu có hằng số điện mơi 4,2= ε . (H.2).Hai bản cực được nối với hai cực của một nguồn điện có suất điện động E = 24V, điện trở trong khơng đáng kể. 1. Tính điện tích của tụ. 2.Bằng một vòi ở đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ra ngồi và dầu trong thùng hạ thấp dần đều với vận tốc v = 5mm/s .Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch trong q trình dầu hạ thấp. 3.Nếu ta bỏ nguồn điện trước khi tháo dầu thì điện tích và hiệu điện thế của tụ thay đổi thế nào? Câu3( 4 đ) Một thang cuốn tự động đưa khách từ tầng triệt lên tầng lầu trong một phút. Nếu thang ngừng thì khách phải đi bộ lên trong 3 phút . Hỏi nếu thang chạy mà khách vẫn bước lên thì mất bao lâu ? Câu 4(3 đ ). Hai quả cầu nhỏ tích điện giống nhau được nối bằng sợi dây nhẹ không giãn dài l = 5 cm và được treo bằng hai dây cùng chiều dài như trên vào một điểm treo .Sau khi dây nối hai quả cầu bò đứt , chúng bắt đầu chuyển động với gia tốc a= 40 (m/s 2 ) . Tính vận tốc các quả cầu khi chúng ở trên cùng một mức ngang với điểm treo Câu 5(3 đ ). Có một số điện trở r = 5 ( Ω ). a. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3 ( Ω ). Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ? b. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 7 ( Ω ). Xác định số điện trở r, lập luận vẽ sơ đồ mạch ? HẾT V E 1 ,r 1 E 2 ,r 2 R 1 R 2 R 3 A B C D H.1 H.2 ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG TRƯỜNG LỚP 11 MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2009-2010 CÂU HƯỚNG DẪN GIẢI ĐIỂM Câu 1 5 đ 1. Tính suất điện động E 2 . (3 đ) + Điện trở toàn mạch Ω= ++ + = 4 )( 312 312 RRR RRR R + I đến A rẽ thành hai nhánh: 32 1 1 31 2 2 1 I I RR R I I ==>= + = + U CD = U CA + U AD = -R 1 I 1 + E 1 – r 1 I 1 = 6 -3I + VU CD 3= + 6 -3I = 3 ± => I = 1A, I = 3A. - Với I= 1A: E 1 + E 2 = ( R + r 1 +r 2 )I = 8 => E 2 = 2V - Với I = 3A: E 1 + E 2 =8 *3 = 24 => E 2 = 18V 2. Đổi chỗ hai cực của nguồn E 2 thì vôn kế chỉ bao nhiêu ( 2 đ). + Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối - Với E 2 = 2V< E 1 : E 1 phát , E 2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E 1 A rrR EE I 5,0 21 21 = ++ − = U CD = U CA + U AD =6 -3I = 4,5V - Với E 2 = 18V > E 1 : E 2 là nguồn, , E 1 là máy thu A rrR EE I 5,1 21 12 = ++ − = U CD = U CA + U AD = R 1 I 1 + E 1 +r 1 I = 6 +3I = 10,5V 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 V E 1 ,r 1 E 2 ,r 2 R 1 R 2 R 3 A B C D H.1 I 1 I 2 I Câu 2 5 đ 1. Điện tích của tụ:(2 đ) + F dK S C 10 10.8,4 4 − == π ε + Q =E.U = 115.10 -10 C 2. Tính I: (3 đ) + Gọi x là độ cao của bản tụ ló ra khỏi dầu : x = vt, khi dầu tụt xuống tụ trở thành 2 tụ mắc song song. + Tụ C 1 có điẹn mơi khơng khí: d vta d ax C . 00 1 εε == + Tụ C 2 có điện mơi là dầu: d vtaa d xaa C )()( 00 2 − = − = εεεε + Điện dung của tụ trong khi tháo dầu: − −=+= a vt CCCC ε ε )1( 1 2[1 + Điện tích của tụ trong khi tháo dầu: − −== a vt QECQ ε ε )1( 1 ,, + Dòng điện: A a v Q t QQ t Q I 10 , 10.12,1 )1( − = − = − = ∆ ∆ = ε ε 3. Nếu bỏ bỏ nguồn thì Q và U thay đổi thế nào: ( 2 đ) + Nếu bỏ nguồn: Q khơng thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi. U a vt U C Q U > − − == ε ε )1( 1 , , + Khi tháo hết dầu thì : vt=a, UU ε = , 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 0,5 Câu 3 4 đ Câu 4 Khi thang chuyển động mà người bước lên thì vận tốc người đối với thang lúc đó bằng vận tốc người đối với đất lúc thang ngừng . Do đó : - thang chạy : t 1 = s /v 1 -thang ngừng : t 2 = s / v 2 -thang chạy người bước lên : ph tt tt t ttt vv s tvvv 75,0 . 111 21 21 21 21 21 + =⇒+= + =⇒+= Năng lượng của hệ 2 quả cầu lúc ở độ cao ngay điểm treo E = 2 1 1 3 đ mgh l kqmV 2 22 .2 22 ++ =⇒ E 3 22 .2 22 mgl l kqmV ++ ( ) ( ) s m gal V 66,0 6 52.3 = − =⇒ 2 1 Câu 5 3 đ a. Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3 ( Ω ). * Gọi điện trở của mạch là R Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song. Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với một mạch nào đó có điện trở X như hình (a) . Ta có : R = Xr Xr + . ⇔ 3 = X X +5 .5 ⇒ X = 7,5 ( Ω ) Với X = 7,5 ( Ω ) ta có X có sơ đồ như hình (b) Ta có : X = r + Y ⇒ Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 ( Ω ) Để Y = 2,5 ( Ω ) thì phải có 2 điện trở r mắc song song. Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c). b. Phải dùng tối thiểu bao nhiêu điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 7 ( Ω ). * Gọi điện trở của mạch là R / Vì R / > r nên coi mạch gồm điện trở r mắc nối tiếp với một đoạn mạch có điện trở X như hình (d) Ta có : R / = r + X / ⇒ X / = R / - r = 7 - 5 = 2 ( Ω ). Vì X / < r ⇒ X / là đoạn mạch gồm r mắc song song với một đoạn mạch có điện trở Y / như hình (e). Ta có : X / = / / . Yr Yr + ⇔ 2 = / / 5 .5 Y Y + ⇒ Y / = 3 10 ( Ω ). Vì Y / < r nên Y / là một đoạn mạch gồm r mắc song song với một đoạn mạch có điện trở Z như hình (g). Ta có : Y / = Zr Zr + . 2 1 ⇔ 3 10 = Z Z +5 .5 ⇔ 50 + 10 Z = 15.Z ⇒ Z = 10 ( Ω ). Vậy Z là đoạn mạch gồm 2 điện trở r mắc nối tiếp với nhau như hình (h) Vậy cần phải có 5 điện trở mắc theo sơ đồ như hình (h) Chú ý: Nếu thí sinh giải theo cách khác mà vẫn đúng thì vẫn cho điểm tối đa