Đề thi chọn HSG

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 11 THPT

NĂM HỌC 2015 – 2016

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn: VẬT LÝ 11-BẢNG A

 (Hướng dẫn chấm này gồm 6 trang) 

Bài

Ý

Nội dung

Điểm

Bài 1

4,0đ

1.

0,75đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A:

Cơ năng của vật nhỏ tại B :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được :

0,25đ

0,25đ

0,25đ

2.

2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ;   a0: gia tốc nêm đối với sàn

Gia tốc của vật đối với sàn:

Đluật II Newton:

Chiếu lên phương AB: (3)

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Chiếu (1) phương ngang :    (4)

Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn.

   (5)

Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a0 = 2a0 =>    (6)

Thế (3) vào (6) suy ra:

* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.

Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo phương ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng: .

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

3.

1,25đ

Ngay khi nêm va chạm vào quả cầu phản lực F truyền cho quả cầu vận tốc V2 Xung lực F có phương vuông góc với mặt nêm, nên V2 có phương hợp với phương thẳng đứng 1 góc .

Xét theo phương ngang:

Theo ĐLBTĐL: mV0=mV1+2mV2sin => V0=V1+2V2.sin   (1)

Va chạm hoàn toàn đàn hồi nên :

    (2)

Từ (1) và (2) ta có

                   (3)

              (4)

Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng cũ thì V1 > 0

sin<

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Bài 2

3,5đ

Theo định luật bảo toàn động lượng : m1v1 = m2v2 (1) và sau khi vỡ  hai hạt chuyển động ngược chiều nhau

Nếu hướng chuyển động của một mảnh nào đó hợp với véc tơ cảm ứng từ góc

0,5đ

0,5đ

khi đó quỹ đạo của hai mảnh là các đường xoắn ốc hướng ra xa nhau nên hai mảnh không gặp nhau .

Khi thì hai mảnh chuyển động theo quỹ đạo tròn với tốc độ không đổi dưới tác dụng của lực Lorenxơ.

 Bán kính lần lượt là : và (2)

kết hợp (1) và (2) ta được R1= R2= R.

Do hai điện tích trái dấu nhau nên hai mảnh cùng chuyển động đều trên một đường tròn về hai phía ngược nhau và đi đến gặp nhau .

Khoảng thời gian từ khi vỡ đến khi gặp nhau là :

0,5đ

 0,5đ

 0,5đ

 0,5đ

0,5đ

Bài 3.

4,0đ

1

1,25đ

Lần 1, khi K ở chốt a tụ C1 tích điện Q1 = C1U.

Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần 1 điện tích trên các tụ điện là:

Điện lượng dịch chuyển qua điện trở R là:

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2

1,5đ

b) Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần 2 ta có:

Điện lượng dịch chuyển qua R lần 2 là:

0,5đ

0,5đ

0,5đ

3

1,25đ

c) Sau khi chuyển K sang chốt b lần 3 ta được:

Điện lượng dịch chuyển qua R lần 3 là:

Sau khi chuyển K sang chốt b lần thứ n ta được:

Điện lượng dịch chuyển qua R lần n là:

Vậy tổng điện lượng qua R sau n lần K chuyển sang chốt b là:

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

Bài 4

3,0đ

1

1,75đ

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là :

E1 = Blv ;  E2 = 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch:

Công suất tỏa nhiệt trên R:

0,5đ

0,5đ

0,5đ

0,25đ

2

Điện tích trên tụ điện C là:

1,25đ

Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M.

0,25đ

0,5đ

0,5đ

Bài 5.

5,5đ

1

2,5đ

Chiều dòng điện như trên hình vẽ.

Tại nút A: I = I1 + I2      (I1 = 0,4 A)

Sử dụng định luật Ôm cho các đoạn mạch ta có:

UAC = I2.x = 6I2

UAC = E – I(r + RCB) = 12 – 3,6I

UAC = 3e0 + 3r0I1 = 3e0 + 0,6

Giải hệ bốn phương trình trên ta được:

I2 = 1,1A; I = 1,5A; e0 = 2V

Từ đó: 

0,5đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,5đ

2

1,75đ

Đèn có cường độ định mức và điện trở là Iđ = 1A; Rđ = 1,5Ω.

Bộ nguồn có Eb = 6V; rb = 1,5Ω.

Để các đèn đều sáng bình thường thì phải mắc chúng hỗn hợp đối xứng.

Gọi số đèn mắc nối tiếp nhau trên mỗi dãy là x, số dãy đèn mắc song song với nhau là y. Với x, y nguyên, dương.

Ta có điện trở của bộ đèn là

Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính là

  x + y = 4 . Suy ra số đèn tối đa là x.y = 4 .

Vậy phải mắc 4 đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy gồm 2 đèn mắc nối tiếp nhau.

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

3

1,75đ

Giả sử các đi ốt đều mở khi đó dòng điện có chiều như hình vẽ.

Xét các vòng mạch ABDA, DCBD và nút B ta có hệ phương trình.

Giải hệ trên ta được:

;  ;

Do i2 >0 với mọi R đi ốt D2 luôn mở

Ta thấy khi R ≥ 5Ω i1 ≤ 0 điốt D1 đóng.

Công suất trên điện trở R là

Khi R < 5Ω i1 > 0 điốt D1 mở.

Công suất trên điện trở R là

PRmax ≈ 0,917 (W)

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ

0,25đ