S GD & T VNH PHC CHNH THC K THI CHN HSG LP 11 THPT NM HC 2009 - 2010 THI MễN: VT Lí (Dnh cho hc sinh THPT khụng chuyờn) Thi gian: 180 phỳt, khụng k thi gian phỏt . Cõu 1: Hai qua cõu cung khụi lng m, tich iờn giụng nhau q, c nụi vi nhau bng lo xo nhe cach iờn, ụ cng K, chiờu dai t nhiờn l 0 . Mụt si chi manh, nhe, cach iờn, khụng dan, co chiờu dai 2L, mụi õu si chi c gn vi 1 qua cõu. Cho iờm gia (trung iờm) cua si chi chuyờn ụng thng ng lờn vi gia tục a r ( g a 2 = ) thi lo xo co chiờu dai l vi (l 0 < l < 2L). Tinh q. Cõu 2: Mt lng kớnh thy tinh cú tit din thng l tam giỏc ABC cú gúc A = 90 0 , gúc C = 15 0 , chit sut l n. Chiu tia sỏng n sc ti mt AB (Hỡnh 1), tia khỳc x ti mt BC b phn x ton phn, sau ú ti mt AC ri lú ra theo phng vuụng gúc vi tia ti. Tỡm cỏc giỏ tr ca n v . Câu 3: Hai khung dây dẫn kín đợc chế tạo từ một dây dn, chuyển động đều giống nhau đến gần một dây dẫn thẳng dài có dòng điện một chiều cng I chạy qua, đặt trong không khí (Hình 2). Khung dây (1) là hình vuông cạnh a, khung dây (2) bao gồm hai hình vuông có cạnh cũng bằng a và hai khung dây luôn nằm trong cùng một mặt phẳng với dây dẫn thẳng dài. Khi khung dây còn cách dòng điện một khoảng b = 2a thì c- ờng độ dòng điện trong khung dây (1) là I 1 và trong khung dây (2) là I 2 . Xác định tỉ số 1 2 I I . Câu 4: Trong hình 3, xi lanh có thành mỏng, bên trong chứa một lợng khí có khối lợng nhất định, xi lanh đợc đẩy bằng một pít tông nhẹ, không ma sát, giữa pít tông và đáy xi lanh có một lò xo độ cứng k. Xi lanh nổi trong nớc. Lúc đu lò xo có chiều dài tự nhiên, khoảng cách từ pít-tông đến mặt nớc là a, khong cỏch t mt nc n ỏy xi lanh l b. Cho biết diện tích pít tông là S, khối lợng riêng không khí là , áp suất khí quyển là P 0 . Dìm pít tông xuống mặt nớc mt khoảng bằng bao nhiêu so với lúc đầu thì xi lanh vẫn còn có thể nổi lên. Cõu 5: Cú mt ampe k cú th o c dũng in ti a l I 1 v mt vụn k cú th o c hiu in th ti a l U 1 . Lm th no ampe k tr thnh mt vụn k o c hiu in th ti a l U 2 v vụn k tr thnh ampe k cú th o c dũng ti a l I 2 vi cỏc dng c sau õy: Ngun in, bin tr, dõy ni, mt cun dõy nicrụm cú in tr sut bit trc, thc o cú chia ti mm v mt cỏi bỳt chỡ? Ht Cỏn b coi thi khụng gii thớch gỡ thờm a b P o Hỡnh 3 A B C Hỡnh 1 b a a (1) (2) I Hỡnh 2 H tờn thớ sinh SBD S GD & T VNH PHC K THI CHN HSG LP 11 THPT NM HC 2009 - 2010 HNG DN CHM MễN VT Lí (Dnh cho hc sinh THPT khụng chuyờn) ỏp ỏn cú 02 trang. Cõu 1: (2) - Trong hờ quy chiờu phi quan tinh gn vi qua cõu, hờ cõn bng. - Lo xo dan nờn lc an hụi hng vao trong lo xo. - iờu kiờn cõn bng: đ đh qt P F +F +T+F = 0+ ur ur ur ur ur r (0,5) - Chiờu lờn xOy: + + = = = = + = + đ đh đ qt Ox : F F T sin 0 F K( ) T sin Oy : T cos P F 0 T cos mg ma m(g a) 0 l - l (0,5) = = = + ữ đ 2 2 2 2 F K( ) 2 tan m(g a) 4L L 2 0 l l - l l l l (0,5) = + = + 2 2 2 2 2 2 q 3mg 1 3mg k K( ) q K( ) k 2 4L 2 4L 0 0 l l l - l l l - l l l l (0,5) Cõu 2: (2,5) + V hỡnh Ta cú 0 B 75= = => + = 75 0 . (1) (0,25) = 15 0 + (so le) (2) (0,25) => = 30 0 ; = 45 0 . (0,5) Ti K: 1 sin n 2. n (0, 5) Ti I: n sin n.sin 1 n 2. 2 = = Vy 2 n 2. (0,5) Thay n vo ta cú: 0 0 45 90 . (0,5) Cõu 3: (1,5) Biểu thị từ trờng dòng điện là hàm của tọa độ x A B x = Với A là hằng số nào đó còn x là khoảng cách đến dòng điện, v là vận tốc của các khung dây. Ta có sơ đồ mạch điện tơng đơng nh sau: Mạch thứ nhất nh (Hình a), mạch thứ hai nh (Hình b). đây suất điện động cảm ứng: ( ) = = + 2 aAv Av a b 3 (0,25) 1 aAv Av b 2 = = (0,25) Điện trở trong của nguồn (1) là r, điện trở ngoài R 1 = 2r. Cờng độ dòng điện trong khung lúc này là 1 2 1 1 Av I R 2r 24r = = + (0,25) (1) Sơ đồ (hình b) tơng đơng với sơ đồ khung thứ (2) 2 T ur L l,k q q đh F ur qt F ur P ur x y O đ F ur a r B C A K I 15 0 15 0 R 2 4 , 2r 3 , r (Hình b) 5 , r (2) R 1 1 , r 1 , r (Hình a) (1) Trong đó: ( ) 3 1 4 Av 2aAv 2Av ; 2 a b 3 = = = = + (0,25) ( ) 5 2 aAv Av ;R 4r b 2a 4 = = = + Dòng điện trong mạch là 3 5 4 2 2 Av I R 4r 96r + = = + (2) (0,25) Từ (1) và (2) 2 1 I 1 I 4 = (0,25) Cõu 4: (2) Lúc đầu P 1 = P 0 và V 1 = (a + b)S (0,25) Gọi h là khoảng cách cần tìm từ pít tông đến mặt nớc. Tại đó, nớc đã đẩy pít tông xuống một đoạn x, lò xo bị nén lại một khoảng cũng bằng x và lực đàn hồi tạo một áp suất trên pít tông bằng kx S (0,25) Ta có: 2 0 kx P P gh S = + và ( ) 2 V a b x S= + (0,25) Trọng lợng của xi lanh phải bằng lực đẩy Acsimet mg = bSg (khi còn nổi) (0,25) mg = (a + b - x)Sg (khi đã chìm) (0,25) Nhiệt độ của nớc không thay đổi, theo định luật Bôi-Mariot: ( ) ( ) = + = + + ữ 1 1 2 2 0 0 kx P V P V P a b S P gh a b x S S (0,25) T cỏc iu kin trờn 0 P aS kab h gbS + = (0,5) Cõu 5: (2) * Lp s mch in nh hỡnh 1 c s ch U v I ca cỏc dng c v t ú cú th tớnh c in tr ca vụn k: . I U R V = (0,25) * Sau ú, lp mch theo s hỡnh 2 s tớnh c in tr ca ampe k qua s ch ca cỏc dng c: . ' ' I U R A = (0,25) * Ampe k o c dũng ti a l I 1 nờn hiu in th ti a m nú chu c l: U 1max = I 1 R A . nú cú th o c hiu in th ti a l U 2 thỡ phi m rng thang o n 1 ln: . 1 2 max1 2 1 A RI U U U n == (0,25) Nh vy in tr ph cn mc ni tip vi nú l: .)1( 1 Ap RnR = (0,25) * Tng t i vi vụn k: Dũng in ti a m nú o c: V R U I 1 max1 = . (0,25) V cn m rng thang o lờn n 2 ln: . 1 2 max1 2 2 U RI I I n V == (0,25) Nờn in tr shunt cn mc song song vi nú l: . 1 2 = n R R V S (0,25) Theo cỏc s liu nhn c, cn lm cỏc in tr R p v R S t dõy nicrụm theo quan h S l R = . (0,25) - o S bng cỏch cun nhiu vũng sỏt nhau lờn cỏi bỳt chỡ v o chiu di on cun v suy ra ng kớnh dõy. T ú suy ra chiu di ca cỏc in tr tng ng. 3 h x A V Hỡnh 1 Hỡnh 2 V A Hết 4 . & T VNH PHC CHNH THC K THI CHN HSG LP 11 THPT NM HC 2009 - 2010 THI MễN: VT Lí (Dnh cho hc sinh THPT khụng chuyờn) Thi gian: 180 phỳt, khụng k thi gian phỏt . Cõu 1: Hai qua cõu cung. xi lanh có thành mỏng, bên trong chứa một lợng khí có khối lợng nhất định, xi lanh đợc đẩy bằng một pít tông nhẹ, không ma sát, giữa pít tông và đáy xi lanh có một lò xo độ cứng k. Xi lanh. T VNH PHC K THI CHN HSG LP 11 THPT NM HC 2009 - 2010 HNG DN CHM MễN VT Lí (Dnh cho hc sinh THPT khụng chuyờn) ỏp ỏn cú 02 trang. Cõu 1: (2) - Trong hờ quy chiờu phi quan tinh gn vi qua cõu,