Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội

Chia sẻ: Kiều Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội giúp các bạn củng cố lại kiến thức và thử sức mình trước kỳ thi. Hy vọng nội dung đề thi sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội

SỞ GD VÀ ĐT HÀ NỘI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG THPT PHÙNG KHẮC TRƯỜNG - NĂM HỌC 2020 – 2021 KHOAN-THẠCH THẤT MÔN THI: VẬT LÝ 11 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm: 02 trang Bài 1( 4 điểm) Cho A, B, C là ba điểm tạo thành tam giác vuông tại A đặt trong điện → trường đều có véc tơ E song song với AB. Cho  = 600; BC = 10 cm và UBC = 400 V. a) Tính hiệu điện thế UAC, UBA và cường độ điện trường E. b) Tính công thực hiện để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B, từ B đến C và từ A đến C. c) Đặt thêm ở C một điện tích điểm q’ = 9.10-10 C. Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A. Bài 2 ( 4 điểm)  Một quả cầu nhỏ khối lượng m = 10g mang điện tích B m E dương q= 3. 10-7C được thả không vận tốc đầu từ đỉnh B của mặt phẳng α nghiêng BC=20cm và hợp với phương ngang góc α=30 . 0 Hệ thống A C được đặt trong một điện trường đều có cường độ điện trường E=10 V/m 5 có đường sức nằm ngang như hình vẽ . Cho hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là µ=0,2. Tính vận tốc và thời gian của quả cầu khi ở chân mặt phẳng nghiêng. Lấy g=10m/s2. Bài 3 (4 điểm) Cho mạch điện như hình vẽ. Biết nguồn có suất điện động  =24 V, điện trở trong r=1Ω; tụ điện có điện dung C= 4 µF; đèn Đ loại 6 V – 6 W ; các điện trở có giá trị R1=6 Ω; R2=4 Ω; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 và có anốt làm bằng đồng, điện trở bình điện phân Rp=2 Ω. Bỏ qua điện trở của dây nối. Biết số Faraday F= 96 500C/mol. Tính: a) Điện trở tương đương của mạch ngoài. b) Khối lượng đồng bám vào catôt sau thời gian t= 16 phút 5 giây. c) Điện tích của tụ điện. 1
Bài 4( 4 điểm) Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x. a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M. b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó. Bài 5 (4 điểm) 1. Cho mạch điện như hình 1, trong đó nguồn có suất điện động E = 10,8 V, điện trở trong r = 2 Ω, các điện trở R1 = 1 Ω, R2 = 4 Ω, R là một biến trở. E, r a) Điều chỉnh R = 6 Ω. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn và nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong 10 R phút. b) Xác định R để công suất tỏa nhiệt trên R đạt cực R1 đại và tìm công suất khi đó. R2 2. Để xác định suất điện động E của một nguồn điện, Hình 1 người ta mắc nó vào một mạch như hình 2, với E1 = 6 V, r1 = 1 Ω. AB là một dây đồng chất tiết diện đều, dài 1 m và cứ 10 cm thì có điện trở 0,5 Ω. R0 là điện trở bảo vệ. Khi xê dịch con chạy D đến vị trí cách A một khoảng 40 cm thì am pe kế chỉ số không. Xác định suất điện động E ? E1, r1 D A B R0 A E, r Hình 2 -------------Hết------------- ( Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm ) Họ và tên thí sinh: ................................................Số báo danh: ............................ Họ và tên, chữ kí CBCT 1: .................................................................................. Họ và tên, chữ kí CBCT 2: .................................................................................. 2
Trường THPT Phùng Khắc khoan KỲ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020-2021 Thạch Thất ĐÁP ÁN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM MÔN: VẬT LÝ LỚP 11 Bài Nội dung Điểm a) (1,5đ) UAC = E.AC.cos900 = 0. UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V. U BC 0,5 E= = 8.103 V/m. BC. cos 0,5 0,5 b) (1,5đ) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J. 0,5 ABC = qUBC = 4.10-7 J. 0,5 1 AAC = qUAC = 0. 0,5 (4đ)  c)(1đ) Điện tích q’ đặt tại C sẽ gây ra tại A véc tơ cường độ điện trường E ' có phương chiều như hình vẽ; có độ lớn: |q| |q| E’ = 9.109 = 9.109 = 1080V/m. 0,5 CA2 ( BC. sin  ) 2    Cường độ điện trường tổng hợp tại A là: E A = E + E ' ; có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: EA = E 2  E '2 ≈ 8072,6 V/m. 0,5 2 Các lực tác dụng lên quả càu gồm: trọng lực, phản lực, lực điện, lực ma sát, kí     (4đ) hiệu tương ứng là: P, N , Fđ , Fms . y Fms O 𝑃 x Áp dụng định luật II- Niuton: Fd  Fms  P  N  ma(*) .……………………………………………………………………………….1,0đ - Theo phương vuông góc Oy với mặt phẳng nghiêng ta có: P.cosα = N + Fđ. sinα  N = mg.cosα – q.E.sinα (1) 1
………………………………………………………………………………….. - Theo phương chuyển động Ox của vật: mg.sinα + Fđ.cosα - µN = ma (2) 1,0đ ………………………………………………………………………………….. Thay (1) và (2) và biến đổi ta được: a = g.(sinα - µcosα) + qE .(cosα+µsinα) ≈ 4,94m/s2 1,0đ m …………………………………………………………………………………. Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: v = 2.a.BC ≈ 1,4m/s Thời gian khi đi hết đoạn BC: v=at t 0,28s 1,0đ U 2 62 a) Điện trở của bóng đèn: Rđ=   6 P 6 Dòng điện một chiều không qua tụ điện nên khi đó mạch gồm Rpnt[(R1ntĐ)//R2] 0,5 Với : R1đ=R1 + Rđ=12 Ω; 1,0 R R 12.4 R1đ2= 1d 2   3 ; R1d  R2 12  4 Điện trở mạch ngoài: RN= Rp+R1đ2=5 Ω. 0,5 E 24 b)Áp dụng định luật ôm cho toàn mạch I    4A RN  r 5  1 0,5 3 .Từ mạch điện ta có: I= Ip= 4 A; 0,5 (4đ) - Khối lượng Cu bám vào catôt sau thời gian 1,5 t= 16 phút 5 giây= 16.60+5=965giây. Áp dụng công thức Faraday: 1 A 1 64 m It  .4.965  1, 28g F n 96500 2 0,5 c)Vì Rpnt[(R1ntĐ)//R2] nên U1đ2=U1đ=U2=IR1đ2=12 V; 0,5 I1đ=I1=Iđ=U1đ/R1đ= 1 A; Từ hình vẽ ta có: 1,5 UC=URp + UR1=IRp + I1R1=14 V; 0,5 Điện tịch trên mỗi bản tu có độ lớn: q=CUC=56.10-6 C. 0,5 a)(2,0đ) Giả sử hai dây dẫn được đặt vuông góc với mặt phẵng 0,5 hình vẽ, dòng I1 đi vào tại A, dòng I2 đi vào tại B. Các dòng điện   I1 và I2 gây ra tại M các véc tơ cảm ứng từ B1 và B2 có phương chiều như hình vẽ, có độ lớn: 4 I B1 = B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T. 0,5 (4đ) x Cảm ứng từ tổng hợp tại M là:    B = B1 + B2 có phương chiều như hình vẽ và có độ lớn: 0,5 B = B1cos + B2cos = 2B1cos 0,5 2
2 d  x2    2 = 2B1 = 3,2.10-5 T. x b)(2,0đ) Theo câu a) ta có: I B1 = B2 = 2.10-7 ; x 2 d  x2    I 2 1 d2 B = 2B1cos = 2.2.10-7 = 4. 10-7I  ; 0,5 x x x2 4x4 1 d2 4 d2  d2  B đạt cực đại khi  . . 1   đạt cực đại 0,5 x 2 4 x 4 d 4 x  4 x  = 2 2 2 4 d2  d2  d2 d2 Theo bất đẵng thức Côsi thì . . 1   đạt cực đại khi d 2 4 x 2  4 x 2  = 1 - 4x 2 4x 2 d 1,0 x= = 8,5 cm. Khi đó Bmax = 3,32.10-5 T. 2 1.a)(1,5đ) Điện trở tương đương của mạch ngoài -RN = R1 + R.R2/(R + R2) = 3,4 Ω Định luật ôm toàn mạch => I = 2 A 0,5 1,5 Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là Ung = E – Ir = 6,8 V 0,5 I2 = I.R/(R + R2) = 1,2 A. Nhiệt tỏa ra trên R2 trong 10 phút là Q = I22.R2.t = 3456 J 0,5 1.b)(1,5đ). Điện trở mạch ngoài: RR2 4R RN = R1   1 R  R2 R4 Dòng điện trong mạch chính: E E E ( R  4) 5 I=   RN  r 3  4 R 7 R  12 0,5 (4đ) R4 IR2 4E Dòng điện chạy qua R là IR =   . ( R  R2 ) (12  7 R) Công suất tỏa nhiệt trên R là 1,5 2 16 E 2 R 16 E 2 P = IR .R =  0,5 (12  7 R) 2 ( 12  7 R ) 2 R Để công suất lớn nhất thì mẫu số phải đạt min 12 MS= (  7 R ) min . R Áp dụng bất đẳng thức cô si cho mẫu số tìm P đạt max = 5,55W Dấu “=” ↔ 7 =12/ => R = 12/7 Ω 0,5 3
2.(1đ) Điện trở dây dẫn là Rd = 10.0,5 = 5 Ω Điện trở của đoạn dây 40 cm là RAD = 2 Ω 0,5 Khi AD = 40 cm thì dòng qua nguồn E bằng 0, do đó + Dòng điện chạy qua dây là I = E1/(Rd + r1) = 1A 1,0 + Dòng qua nguồn E bằng 0 nên xét vòng AEDA ta có E -I RAD = 0 -> E = IRAD = 2 V 0,5 ------------------HẾT------------------ 4