SỞ GD VÀ ĐT THANH HOÁ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG
TRƯỜNG THPT ĐÔNG SƠN I Năm học 2011-2012
Môn thi: Vật lý lớp 11
Họ và tên:........................................................... Ngày thi: ... / ... / 2012
Số báo danh:....................................................... Thời gian: 150 phút
Câu 1: (5 điểm)
Cho mạch điện (hình 1) gồm: E1 = 9V, r1 = 1,5
; E2 = 4,5V, r1 = 3
, R1 = 6
, R2 = 3
C1 = 0,6
F
, C2 = 0,3
F
. Xác định điện tích các tụ và hiệu điện thế UMN khi:
a, Khóa K mở.
b, Khóa K đóng.
Câu 2: (4 điểm)
Thanh kim loại MN chiều dài l = 40 cm quay đều quanh trục qua A và vuông góc với thanh trong
từ trường đều
B
ur
(hình 2), B = 0,25 T làm trong thanh xuất hiện suất điện độngcảm ứng E = 0,4 V.
a, Xác định các cực của thanh MN?
b, Xác định vận tốc góc của thanh?
Câu 3: (5 điểm)
Một mắt cận về già điều tiết kém nên chỉ nhìn thấy rõ trong khoảng từ 40 cm đến 100cm.
a, Phải dùng thấu kính L1 thuộc loại nào để mắt nhìn rõ ở vô cực không phải điều tiết. Tính tiêu cự và độ
tụ của L1. Cho kính cách mắt 1 cm.
b, Để nhìn gần, gắn vào phần dưới của L1 một thấu kính hội tụ L2. Tính tiêu cự và độ tụ của L2 để khi
nhìn qua hệ thấu kính mắt trên có thể nhìn vật gần nhất cách mắt 20 cm.
c, Thấu kính L2 có hai mặt lồi giống nhau bán kính R, chiết suất n = 1,5. Tính R.
C©u 4: (2 điểm)
§iÖn tÝch d¬ng Q ®îc ph©n bè ®Òu trªn khung d©y dÉn
mảnh h×nh trßn, b¸n kÝnh R(hình 3). Mét ®iÖn tÝch ®iÓm ©m - q
®Æt t¹i M trªn trôc x’ x vµ c¸ch t©m O cña khung d©y mét kho¶ng OM = x .
a) X¸c ®Þnh lùc ®iÖn t¸c dông lªn ®iÖn tÝch - q ®Æt t¹i M.
b) T×m x ®Ó lùc ®iÖn (c©u a) ®¹t cùc ®¹i. TÝnh cùc ®¹i ®ã.
C©u 5: (4 điểm)
Một lăng kính có chiết suất n =
2
, tiết diện là tam giác đều ABC.
a, Xác định góc tới khi góc lệch cực tiểu? Xác định góc lệch cực tiểu đó?
b, Giữ tia tới cố định, quay lăng kính quanh góc chiết quang A sang phải góc 450. Xác định đường đi của
tia sáng? Xác định góc lệch? Vẽ đường đi của tia sáng.
---------------------------------HẾT---------------------------------
(Giám thị coi thi không giải thích gì thêm)
Hình 2
B
M
N
O
M
x
x
’
.
.
Hình 3
R1
K
A B
P
E
1
,r
1
E2,r2
R2
M
N
C
1
C
2
H
ình 1
ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM
Môn thi: Vật lý lớp 11
Ngày thi: .../... / 2012 Thời gian: 150 phút
Câu Điểm Lời giải Thang
điểm
a, Khi K mở:(Hình 1a) E1, E2 mắc nối tiếp. Theo định luật Ôm cho toàn mạch:
1 2
1 2 1 2
9 4,5
1( )
6 3 1,5 3
E E
I A
R R r r
(1)
0,5
Theo định luật Ôm cho đoạn mạch ngoài AB: UAB = I(R1 + R2)= 1(6+3) = 9(V) 0,5
Ta có C1, C2 mắc nối tiếp
6 6
1 2
1 2
1 2
0,6.0,3
. .10 .9 1,8.10 ( )
0,6 0,3
b b AB AB
C C
q q q C U U C
C C
0,5
6
1
16
1
1,8.10
3( )
0,6.10
AM
q
U U V
C
1
3 . 3 1.6 3( )
MN MA AN
U U U I R V
0,5
0,5
b, Khi K đóng :(Hình 1b) Tương tự câu a, I = 1(A)
VM = VP
chập M và P 0,5
Ta có 1 1
. 9 1.1,5 7,5( )
AM AP
U U E I r V
0,5
6 6
1 1
. 0,6.10 .7,5 4,5.10 ( )
AM
q C U C
0,5
2 2
4,5 1.3 1,5( )
MB PB
U U E Ir V
6 6
2 2
. 0,3.10 .1,5 0,45.10 ( )
MB
q C U C
0,5
1 5
1
7,5 . 7,5 1.6 1,5( )
MN MA AN
U U U I R V
0,5
a, Theo quy tắc bàn tay phải, khi thanhMN chuyển
động trong từ trường nó đóng vai trò là nguồn điện:
M là cực âm, N là cực dương.
1
2 4
b, Xét trong khoảng thời gian
t
thanh quét được diện tích
S
=
2
2 2
2 2 2
t l
l l t
(1) 1
Hình 2
B
M
N
-
(+)
R1
K
A B
P
E
1
,r
1
E2,r2
R2
M
N
C
1
C
2
Hì
nh 1a
R1
K
A B
P
E
1
,r
1
E2,r2
R2
M
N
C
1
C
2
Hình 1b
Độ biến thiên từ thông os
B Sc B S

(vì cos
=1) 0,5
Suất điện động cảm ứng E =
B S
t t

(2) 0,75
Thay (1) vào (2)
2
2
Bl
E
2 2
2 2.0,4
20
0,25.(0,4)
E
Bl
(rad/s) 0,75
a, Dùng thấu kính L1 để nhìn rõ ở vô cực mắt không phải điều tiết
Vât AB ở
1
L

A1B1 ở
,
1
F
trùng với điểm cực viễn trước mắt 100 cm
trước kính 100 – 1 = 99(cm)
0,5
L1 là thấu kính phân kì 0,5
f1 = - 99 (cm) ; D1 =
1
1
f
= 1
1( )
0,99
dp
0,5
b, Vât AB ở trước mắt 20 cm
trước kính d = 20 – 1 = 19 cm 0,5
Vât AB trước kính d =19 cm heTK

A1B1 ở điểm cực cận trước mắt 40 cm
trước kính 40 – 1 = 39(cm)
,
d
= - 39 cm 0,5
Tiêu cự của hệ thấu kính
,
,
. 19.( 39)
37,05
19 39
d d
f
d d
(cm) 0,5
Gọi f2 là tiêu cự của thấu kính hội tụ L2
Ta có
1 2
111
f f f
2 1
1 1 1 1 1
37,05 99
f f f
2
26,96
f (cm) 0,5
D2 =
2
1 1
3,71( )
0,2696
dp
f 0,5
c, Từ công thức 2
2 1 2
1 1 1 2
( 1)( ) ( 1)
D n n
f R R R
0,5
3
5
R = 2(n - 1)f2 = 2.0,5.26,96 = 26,96 (cm) 0,5
Xác định lực điện F t ại M.
Chia vòng dây thành các đoạn
đủ nhỏ mang điện tích Q
0,25
Lực tổng hợp
1 2
FFF
ur uur uur
với độ lớn 1 2
F F
2
/ . /
os
k q Q c
r
. 0,25
F
21
. os
F c
= 2
/ . /
2
k q Q x
r r
.Với
2 2
r R x
F
2 2 3
/ . / .
2
( )
k q Q x
R x
0,25
F =
F =
2 2 3
/ . / .
2
( )
k q Q x
R x
=
2 2 3
/ . / .
( )
k q Q x
R x
0,5
4 2
F đạt Max khi mẫu số min. Ta
có 32
22
2
22
22 .
22
.3
22
)( x
RR
x
RR
xR 0,25
M
O
x
.
.
-q
F2
F1
F
r
R
x
ax
2
.
2
3 3.
m
k q Q
F
R
Khi x = 2
R 0,5
a, Khi góc lệch cực tiểu
,
i i
, 0
30
2
A
r r 0,5
Theo định luật khúc xạ
0 0
2
sin sinr 2 sin 30 45
2
i n i 0,75
0 0 0
min
2 2.45 60 30
D i A 0,75
b, Khi quay lăng kính sang phải 450
Tia tới SI1
mặt bên AB1
truyền thẳng đến J trên mặt B1C1
dưới góc tới
0 0 0 0
1 1 1
90 90 30 60
i I JB
0,5
Xét góc giới hạn phản xạ toàn phần:
0
1 1
sin 45
2
gh gh
i i
n
0,5
1
gh
i i
SI1 phản xạ toàn phần tại J 0,5
5 4
Tia phản xạ JR
mặt bên AC1 truyền thẳng ra ngoài khí
Góc lệch
0 , 0 0 0 0
1 1
180 ( ) 180 (60 60 ) 60
D i i 0,5
A
B
C
I
I
1
S
R
J
B1
C1
SỞ GD & ĐT NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT NGUYỄN DUY TRINH
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG
NĂM HỌC 2012-2013
MÔN: VẬT LÝ
Thời gian làm bài : 150 phút
Câu 1 Trong một hộp kín X (hình bên) có mạch điện ghép bởi các điện trở giống nhau, mỗi điện trở có giá trị R0. Người ta đo điện
trở giữa hai đầu dây ra 2 và 4 cho ta kết quả là R24 = 0. Sau đó, lần lượt đo điện trở của các
cặp đầu dây ra còn lại, cho ta kết quả là: R12 = R14 = R23 = R34 =
0
5R
3
và R13 =
0
2R
3
.
Bỏ qua điện trở các dây nối. Hãy xác định cách mắc đơn giản nhất các điện trở trong hộp
kín trên.
Câu 2(5 đ). Một tụ điện phẳng có hai bản cực hình vuông cạnh
a = 30cm, đặt cách nhau một khoảng d = 4mm nhúng chìm hoàn toàn trong một thùng dầu có hằng số điện môi 4,2
.
(H.2).Hai bản cực được nối với hai cực của một nguồn điện có suất điện động E = 24V, điện trở trong không đáng kể.
1. Tính điện tích của tụ.
2.Bằng một vòi ở đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ra ngoài và dầu trong thùng hạ thấp dần
đều với vận tốc v = 5mm/s .Tính cường độ dòng điện chạy trong mạch trong quá 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?
Câu 3.Hai quả cầu nhỏ có điện tích và khối lượng lần lượt là q1, m1; q2, m2. Ban đầu chúng có vận
tốc giống nhau (cả hướng và độ lớn). Chúng bắt đầu chuyển động vào một điện trường đều. Sau một
khoảng thời gian người ta thấy hướng chuyển động của quả cầu 1 quay đi một góc 60o và độ lớn vận
tốc giảm đi hai lần, còn hướng chuyển động của quả cầu 2 thì quay đi một góc 90o.
a) Hỏi vận tốc quả cầu 2 thay đổi bao nhiêu lần?
b) Xác định tỷ số
2
2
2m
q
k theo
1
1
1m
q
k.
Câu 4.Có một số đèn (3V- 3W) và một số nguồn, mỗi nguồn có suất điện động = 4V, điện trở
r = 1.
a. Cho 8 đèn. Tìm số nguồn ít nhất và cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường. Xác định hiệu suất cách
ghép.
b. Cho 15 nguồn. Tìm số đèn nhiều nhất và cách ghép đèn, ghép nguồn để đèn sáng bình thường. Xác định hiệu suất
cách ghép.
Câu 5:
Cho một mạch điện như hình 3. Tất cả các vôn kế đều giống nhau, tất cả các điện trở đều giống nhau. Vôn kế V1 chỉ
8V, vôn kế V3 chỉ 10V. Tìm số chỉ vôn kế V5.
Câu 6: Để xác định vị trí chỗ bị chập của một dây đôi điện thoại dài 4km, người ta nối phía đầu dây với nguồn điện có hiệu
điện thế 15V; một ampe kế có điện trở không đáng kể mắc trong mạch ở phía nguồn điện thì thấy khi đầu dây kia bị tách ra thì
ampe kế chỉ 1A, nếu đầu dây kia bị nối tắt thì ampe kế chỉ 1,8A. Tìm vị trí chỗ bị hỏng và điện trở của phần dây bị chập. Cho
biết điện trở của một đơn vị dài của dây là 1,25Ω/Km
............................................................. HẾT ............................................................
H.2
V
n
V
1
V
2
V
3
V
4
V
5
Hình 3