Đáp án vật lý 11 đề xuất hùng vương

TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN – ĐIỆN BIÊN (HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MƠN: VẬT LÍ – KHỐI 11- Trại Hè Hùng Vương NĂM HỌC 2022 – 2023 Câu 1( tĩnh điện – điểm) Cho điện tích điểm dương q = 1nC a) Đặt điện tích q tâm hình lập phương cạnh a = 10cm Tính điện thơng qua mặt hình lập phương Nếu bên ngồi hình lập phương cịn có điện tích khác điện thơng qua mặt hình lập phương qua tồn hình lập phương có thay đổi khơng? b) Đặt điện tích q đỉnh hình lập phương nói Tính điện thơng qua mặt hình lập phương Câu ý a Nội Dung Điện thơng qua mặt hình lập Điểm phương Gọi 1 điện thơng qua mặt hình lập phương Điện thơng qua mặt hình 0,75 lập phương là:  = 61 -Áp dụng định lí Ơt-trơ-grat-xki – Gau-xơ (O- 0,5 G), ta được: = q q 10 => 1 = = ε0 6ε 6.8,9.10 12 = 18,83(V.m) -Nếu có điện tích khác bên ngồi hình 0,5 lập phương điện tích làm thay đổi điện thông qua mặt khác hình lập phương Điện thơng qua tồn hình lập phương điện thơng qua mặt kín có chứa q mà thơi, nghĩa điện thơng qua tồn hình lập phương là: = q 10 = ε0 8,9.10 12 = 118(V.m) Vậy: Điện thơng qua mặt hình lập 0,25 phương 1 = 18,83(V.m) ; bên hình lập phương cịn có điện tích khác điện thơng qua mặt hình lập phương thay đổi điện thơng qua tồn hình lập phương cũ b Điện thông qua mặt hình lập 0,5 phương đặt điện tích q đỉnh Giả sử điện tích q đặt đỉnh A, lúc mặt hình lập phương có chứa đỉnh A có điện thơng Vì tính đối xứng nên điện thơng qua mặt cịn lại có giá trị 2 Để tính 2 ta xét hình lập phương lớn, tâm A, cạnh 2a, q nằm tâm hình lập phương lớn có diện tích 4a2 nên điện thơng qua mặt hình lập phương lớn 2 Vì tính đối xứng nên điện thơng qua tồn 0,5 hình lập phương lớn bằng: q q 10 =>  = = 24ε 24.8,9.10 12  = 242 = ε = 4,7(V.m) Vậy: Điện thông qua mặt hình lập phương đặt điện tích q đỉnh  = 4,7(V.m) Câu 2.( mạch phi tuyến - điểm) Một đèn dây tóc có điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ Sự phụ thuộc vào cường độ dòng điện qua đèn hiệu điện đặt vào đèn cho bảng sau: U(V) 20 25 I(A) a) Vẽ đặc tuyến vôn-ampe đèn 60 110 10 R1 b) Đèn mắc vào mạch với phần tử khác theo sơ đồ: U  100V ; R1  14; R2  36; R3  18 R2 Đ U R3 K -Tính điện trở đèn khóa K mở khóa K đóng -Biết hệ số nhiệt điện trở đèn 3.10 K-1 Hỏi nhiệt độ đèn khóa K đóng mở chênh độ? Câu ý Nội Dung Điểm a a) Đặc tuyến vôn-ampe đèn 0,5 I(A) 12 10 20 0 10 I(A) 20 40 60 80 100 120 U(V) - Đoạn U từ 0V đến 25V đồ thị đoạn thẳng qua gốc tọa độ( lúc nhiệt 0,5 độ thấp, R coi chưa thay đổi): U I tuân theo định luật OHM - Với U  25V , đồ thị dạng cong, lúc nhiệt độ tăng cao, R thay đổi( R tăng), U I không tuân theo định luật b OHM Khi đèn mắc vào mạch điện: 0,5 -Điện trở đèn khóa K mở khóa K đóng +Khi K mở, mạch điện gồm: [(R nt R2) // Rd] nt R3 Từ đó: R = 100(50+R d ) 900+68R d U I 50+R d => R = 900+68R d I d I R12d 5000 = Rd 900+68R d => U d  73,53 – 13, 23I d  I d  5,56 – 0, 076U d (1) +Khi K đóng, mạch điện gồm: R // [Rd nt (R2 // R3) ] Từ đó: 100(26+R d ) 168+14R d U R  I  26+R d => R = 168+14R d 0,5 Id  I R 100 = R 23d 12+R d => U d  100 – 12 I d I d  8,34 – 0, 084U d  (2) +Vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ U, I 0,25 (1) (2) Trên đồ thị ta xác định vị trí giao điểm (I) , (II) : (I): I d  4,575 A, U d  13V ;  II  : I d  6,55 A, U d  24V +Điện trở đèn khóa K mở khóa 0,25 K đóng: Rd  U d1 13 = = 2,842 Id1 4,575 ; Rd  U d2 24 = = 3,66 Id2 6,55 -Độ chênh lệch nhiệt độ đèn khóa K đóng mở Ta có: Rd  Rd (1  t )  Δt = = 960t = R d2 -R d1 3, 66  2,842 = 960 K αR3.10.2,842R d1 3.10 4.2,842 Vậy: Khi đèn mắc vào mạch điện thì: -Điện trở đèn khóa K mở khóa K đóng Rd1 = 2,842 ; Rd2 = 3,66 -Độ chênh lệch nhiệt độ đèn khóa K đóng mở Δt = = 960t = 960K Câu 3( quang hình - điểm) 0,5 Thấu kính (L) hai mặt lồi, bán kính R, có f 15cm Thủy tinh có chiết suất n 1,5 Vật AB 1, 2cm đặt trước thấu kính, vng góc với trục A trục cách quang tâm O 60cm Sau thấu kính, cách tâm O 10cm có gương phẳng (G) đặt cho pháp tuyến IN mặt phản xạ hợp góc 45 với trục thấu kính a) Tính bán kính cong R hai mặt thấu kính b) Xác định ảnh AB AB tạo hệ c) Thay (G) mặt huyền lăng kính phản xạ tồn phần đặt cho OI qua tâm I mặt huyền Hai cạnh góc vng lăng kính có độ dài a 6cm Thủy tinh làm lăng kính có chiết suất n 1,5 Xác định ảnh vật tạo hệ lăng kính thấu kính Hướng dẫn chấm: Câu ý Nội Dung a a) Bán kính cong R hai mặt thấu kính Điểm  1   n  1     1,5  1 f R  R1 R2  Ta có:  R 0,5.2 f 0,5.2.15 15cm b b) Ảnh AB AB qua hệ  L  G AB    AB d1  A1 B1   d2  - Sơ đồ tạo ảnh:   d 1   d  - Xét tạo ảnh liên tiếp: d1 60cm  A1B1 :  d1 f 60.15 d1  d  f  60  15 20cm  Với  d l  d1 10  20  10cm A2 B2 :   d 2  d 10cm  Với  d 2 IA1 IA 10cm    - Số phóng đại ảnh : ta có A B  A1 B1 với: k1  d1 20 1    A1 B1  k1 AB  1, 0, 4cm d1 60 3 Vậy: Ảnh AB ảnh thật, song song với trục chính, cách trục 10cm có độ lớn 0,4cm c Khi thay gương phẳng (G) lăng kính phản xạ tồn phần - Khi đặt lăng kính phản xạ tồn phần cho mặt huyền lăng kính chỗ gương (G) thì: + Mặt huyền có tác dụng gương phẳng hắt ảnh AB theo phương vng góc với A1B1 + Các tia sáng tạo ảnh qua thủy tinh đoạn tổng cộng (đoạn tới đoạn phản xạ) a Do đo, xét tạo ảnh, lăng kính phản xạ tồn phần tương đương với mặt song song có bề dày a, chiết suất n gương phẳng - Sơ đồ tạo ảnh tương đương qua hệ sau: 0,2 BMSS  G  L AB    A1 B1  d2 A2 B2   AB  d1 d   d 1   d    d  - Độ dịch chuyển ảnh A2 B2 A1 B1 qua mặt song song là:    1 A1 A2  x a     x 6    2cm  n  1,5  - Khoảng cách A2 ảnh A2 B2 so với I : 0,2 A2 I 10  12cm - Khoảng cách A ảnh AB so với I hay so với trục thấu kính là: AI  A2 I 12cm Vậy: Ảnh AB ảnh thật, song song với trục chính, cách trục 12cm có độ lớn 0,4cm Câu 4( điện từ - điểm)  S  r  Một vành tròn kim loại bán kính r, tiết diện ngang S , có khối lượng riêng d điện trở suất  Ban đầu vành nằm ngang, rơi vào  từ trường có tính đối xứng trục B hình vẽ (trục vành trùng với trục đối xứng từ trường) Tại thời điểm vận tốc vành v a) Tìm biểu thức dịng điện cảm ứng vành b) Tìm biểu thức gia tốc a vận tốc v vành Nhận xét độ lớn v theo thời gian Giả thiết độ cao miền từ trường đủ lớn Câu ý Nội Dung a a) Biểu thức dòng điện cảm ứng vành Điểm - Xét phần từ chiều dài Δ l vành Tại thời điểm t, vành có vận tốc v phần từ Δ l vành có suất điện động Δ e  BvΔ l suất điện động cảm ứng vành là: e Δ e  Bv.2 r - Dòng điện cảm ứng vành là: Với: R  I e 2 rBv  R R 2 r BSv   I S S  Vậy: Biểu thức dòng điện cảm ứng vành I BSv  b) Biểu thức gia tốc a vận tốc v vành - Lực điện từ tác dụng lên phần từ Δ l : Δ F  BIΔ l - Lực điện từ tổng hợp tác dụng lên vành: F  ΔF BI  ΔI BI 2 r  F 2 rSB v   - Theo định luật Len-xơ, lực F có hướng chống lại rơi vành (hướng lên) Theo định luật II Niu-tơn, ta có: P  F ma  mg  F ma  a  g  - Thay m 2 rSd , F  F M 2 rSB v B2v a g   d vào, ta được: dv B2v dv  g  a d dt nên ta được: dt - Mặt khác B   t  gd  d B2   v  1 e t pd  B  a  ge  t 0, v 0    Vậy: Biểu thức gia tốc a vận tốc v vành B   t  gd  d B2  v  1 e  t  d B    a ge Từ đó, ta thấy: a giảm dần v tăng dần vành rơi sau thời gian đủ lớn a = vành rơi với vận tốc Câu 5: ( dao động chất điểm – điểm) v  gd B2 Một vật có khối lượng m, treo vào đầu lị xo khơng khối lượng, có độ cứng k, đầu lị xo móc vào giá đỡ Vật dao động tắt dần chịu lực ma sát nhớt với hệ số ma sát b Khi xảy địa chấn, sóng địa chấn làm cho giá đỡ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng phương trình x1 a1 cos(t ) a Lập phương trình vi phân chuyển động tương đối khối lượng m giá đỡ S, đánh dấu ly độ x b Trong chế độ ổn định, lập phương trình dao động x(t ) vật m c Chứng minh tần số riêng 0 nhỏ lắc lò xo, thiết bị dùng để đo biên độ sóng địa chấn Câu ý Nội Dung a Khi giá đỡ m đứng yên: m.g k  (1) ' Điểm Khi giá đỡ dao động: x1 a1 cos t  x1   a1.cos t Chọn HQC gắn với giá đỡ Trong HQC này, giá đỡ đứng yên, vật m chịu thêm lực quán tính Fqt  mx1'' Chọn gốc tọa độ vị trí cân hệ, chiều dương hướng xuống Xét vật ly độ x, ta có phương trình: mx '' mg  k (l  x )  bx '  m a1 cos t x ''  b ' b x  x m a1 cos t m m (2) Kết hợp với (1), ta được: b Trong chế độ ổn định, vật m dao động điều hịa theo phương trình: x  A.cos(t   ) m a1 A ( c 0  k  m )  b  tan   (3); b m  k  k k k     m m m  Mặt khác b lại bé nên (3) (4) trở thành A a1 ; tan  0 (4) Vật m dao động theo phương trình: x1 a1 cos t Suy biên độ tần số dao động vật m biên độ tần số sóng địa chấn Câu (Phương án thực hành- điểm) Một bóng điện ghi 2,5V – 0,1W, có dây tóc đèn có bán kính nhỏ nên có dịng điện chạy qua nóng lên nhanh Người ta cần phải đo xác điện trở nhiệt độ phịng E, r Cho thêm dụng cụ: - 01 pin có ghi 1,5V - 01 biến trở Đ A - 01 milivôn kế có thang đo từ đến 2000mV, Rb độ chia ứng với 1mV, sai số ± 3mV; điện trở nội lớn V - 01 miliampe kế có thang đo từ đến mA, độ chia ứng với 1μA, sai số ± 3μA.A, sai số ± 3μA, sai số ± 3μA.A Trình bày sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập bảng biểu cần thiết để xác định điện trở dây tóc bóng đèn nhiệt độ phịng Nêu nguyên nhân dẫn đến sai số, ước lượng độ lớn sai số Ý Nội dung cần đạt Điểm Cơ sở lý thuyết: - Theo định luật Ohm: R U I - Điện trở phụ thuộc nhiệt độ: (2) (1) R R p     t  t p   0,25 0,25 Điện mà đèn tiêu thụ chuyển thành lượng xạ nhiệt môi trường nhiệt lượng truyền môi trường nên ta có: Pd Pbucxa  Ptruyennhiet    Pd Ptruyennhiet Pbucxa  Ptruyennhiet  UI UI K  t  t p   t  t p  K Do đó: 0,5 (3) Rp U R p  UI K - Từ (1), (2) (3) ta có: I Đặt: x P UI; y R  U I , ta được: y ax+b 0,5 R a  p ; b R p K đó: Bố trí thí nghiệm: Mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ 0, Tiến trình thí nghiệm: - Thay đổi giá trị biến trở Với giá trị biến trở, đọc số U vôn kế, I ampe kế, ghi vào bảng số 0,5 liệu: U (V) I (A) x=P= UI y=R= U/I y = R (Ω)) Rp α x = P (W) từ đồ thị ngoại suy b = Rp 0,5 .HẾT NGƯỜI THẨM ĐỊNH NGƯỜI RA ĐỀ VÀ LÀM ĐÁP ÁN LÊ XUÂN THÔNG Nguyễn Thị Phương Thúy