Đề thi năng khiếu môn Vật lí 11 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 1)

Mời các bạn học sinh lớp 11 cùng tham khảo Đề thi năng khiếu môn Vật lí 11 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 1) dưới đây làm tài liệu ôn tập hệ thống kiến thức chuẩn bị cho bài thi sắp tới. Đề thi đi kèm đáp án giúp các em so sánh kết quả và tự đánh giá được lực học của bản thân, từ đó đặt ra hướng ôn tập phù hợp giúp các em tự tin đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Chúc các em thi tốt!

SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LẦN I TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI LỚP 11 CHUYÊN LÝ Ngày thi : 05/10/2020 Thời gian làm bài: 180 Phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (3,5 điểm): Một lắc lị xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100g, lị xo nhẹ có độ cứng k = 25N/m Lấy   10 Đặt lắc lị xo mặt phẳng nằm ngang khơng ma sát, vật đứng yên vị m k trí lị xo khơng bị biến dạng (Hình 1) Kéo vật dọc theo trục lò xo thả nhẹ, vật dao động điều hòa dọc theo trục lò xo với biên độ 10cm Chọn trục Ox trùng với trục lò Hình xo, gốc O vị trí cân vật Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x = 5cm chuyển động theo chiều dương trục Ox a Viết phương trình dao động vật b Xác định thời điểm vật có li độ x = -5cm tăng lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0) c Xác định thời điểm vật có độ lớn vận tốc 60 cm / s lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0) d Xác định thời điểm vật có li độ x giá trị vận tốc v thỏa mãn biểu thức v  5.x lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0) e Xác định khoảng thời gian vật có độ lớn lực kéo khơng nhỏ 2,0 N chu kì f Xác định tốc độ trung bình vật khoảng thời gian s 15 g Xác định quãng đường lớn vật thời gian s 15 Treo lắc lị xo thẳng đứng hình Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng k xuống, gốc O vị trí cân vật Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục lò m xo với biên độ 8cm Lấy g  10m / s Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x = 4cm Hình giảm a Viết phương trình dao động vật b Xác định khoảng thời gian lò xo bị nén chu kì c Xác định thời điểm độ lớn lực đàn hồi 0,5 N lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0) d Xác định khoảng thời gian lực kéo ngược hướng lực đàn hồi chu kì m1 Đặt lắc lị xo thẳng đứng hình vẽ 3, đầu lị xo gắn cố định với mặt phẳng h m nằm ngang điểm Vật m đứng yên vị trí cân Người ta thả nhẹ vật m1 = 50g từ độ cao h = 9cm (so với bề mặt vật m) Vật m1 chuyển động theo phương thẳng đứng k đến va chạm với vật m, sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hòa dọc theo trục lò xo Xác định độ lớn cực đại lực lò xo tác dụng vào điểm Q Q Hình Câu (1,0 điểm): Một lắc đơn dao động điều hòa nơi có gia tốc trọng trường g  10 m / s với phương trình   5   0, 09 cos  t   rad , t(s) Lấy 2  10 6  Xác định chiều dài dây treo lắc Xác định khoảng thời gian vật có độ lớn li độ dài không vượt 4cm chu kì Câu (2,0 điểm): Cho mạch điện hình vẽ, Rb biến trở, R có giá trị khơng đổi K Bỏ qua điện trở khóa K dây nối Ngắt K, mắc nguồn điện có hiệu điện U không đổi vào AB + A + C - D a Cố định Rb = R0 hiệu điện Rb 0,75U Tìm R0 theo R B b Điều chỉnh biến trở Rb Với hai giá trị Rb R1 R2 (R1< R2) 2R R công suất biến trở P Khi thay đổi Rb cơng suất R 25 P Tìm đạt giá trị lớn 16 R2 Đóng K, điều chỉnh Rb = 3R Chỉ mắc hai điểm A, B với nguồn U1 khơng đổi cơng suất tồn mạch P1 = 55W Chỉ mắc hai điểm C, D với nguồn U2 cơng suất tồn mạch P2 = 99W U a Tìm tỉ số U1 b Nếu mắc đồng thời A, B với nguồn U1 C, D với nguồn U2 (cực dương A C) cơng suất tồn mạch bao nhiêu? Câu (1,0 điểm): Một cứng mảnh AB, tiết diện đều, chiều dài L, tích điện Q > phân bố theo chiều dài Điểm M nằm đường thẳng qua trung điểm AB vuông góc với A AB, M cách AB đoạn h Xác định cường độ điện trường điểm M (Hệ đặt khơng khí) Uốn AB thành nửa đường tròn Điểm N trung điểm đoạn AB hình vẽ Xác định cường độ điện trường điểm N (Hệ đặt khơng khí) Câu (1,5 điểm): Một hình trụ đồng chất khối lượng m bán kính R đặt mặt phẳng nằm M h B A N B B k ngang Trục quay (  ) trùng với trục hình trụ, mơ men quan tính hình trụ trục quay I  mR Một lò xo nhẹ độ cứng k, đầu cố định, Hình đầu gắn với hình trụ điểm cao B hình vẽ Ban đầu hình trụ đứng yên vị trí lị xo khơng bị biến dạng Đẩy nhẹ hình trụ cho lị xo giãn đoạn nhỏ thả nhẹ cho hình trụ dao động Biết hình trụ lăn không trượt mặt phẳng ngang, bỏ qua ma sát lăn Chứng minh hình trụ dao động điều hịa, tìm tần số góc dao động Câu (1,5 điểm): Một người cận thị có điểm Cc, Cv cách mắt 10 cm 50 cm Người dùng kính lúp có độ tụ +10 dp để quan sát vật nhỏ Mắt đặt sát kính a) Vật phải đặt khoảng trước kính? b) Tính độ bội giác kính độ phóng đại ảnh trường hợp: +) Ngắm chừng Cv +) Ngắm chừng Cc -Hết - Câu 3: Đáp án Ý Điểm 1.a Áp dụng định luật Ôm: I  U R  R0 0,25 Hiệu điện biến trở là: U  IR  UR R  R0 R0  0,75  R  3R Vì U0 = 0,75U nên R  R0 1.b Ta có: P 0,25 0,25 0,25 U R b  PR 2b  (2PR  U )R b  PR  (*) (R b  R) Pb  I R b  U Rb  (R b  R) Ta có: R b  R2  2R Rb 0,25 U R2 Rb   2R Rb 0,25 Pb đạt lớn Rb = R 25 U2 P nên Vì Pbmax  Pbmax  16 4R 4U2 25PR P  U2  (**) 25R 0,25 Thay (**) vào (*) phương trình bậc 2: R 2b  17 RR b  R  0,25 Phương trình có hai nghiệm: R b  R  0, 25R R Vậy   R 16 R b  R  4R 2 K đóng: + Khi mắc với hiệu điện U1: U12 P1   55W  U12  220R (1) 4R 0,25 + Khi mắc với hiệu điện U2: U22 P2   99W  U22  495R (2) 5R 0,25 Chia vế với vế (2) (1) ta được:  U2     2, 25  U  1,5U1  U1  0,25 Khi mắc đồng thời với U1 U2: Kí hiệu Ib cường độ dòng điện qua MN I1 I2 cường độ dịng điện qua R 2R có chiều hình vẽ Ta có: U1  U MN  I1R (3) 0,25 U  U MN  2I2 R Cường độ dòng điện qua Rb Ib = I1 + I2 U MN  (I1  I )3R U1  U MN  I1R  U1  4I1R  3I R U  U MN  2I R  U  3I1R  5I R 0,25 0,25 Thay U2 = 1,5U1 Ta có I2 = 6I1 Từ đó: I1  U1 3U1 7U1 ; I2  ; Ib  22R 11R 22R 0,25 Công suất tiêu thụ đoạn mạch là: 2 U 18U 147U ; P2  I22 2R  ; Pb  I b2 3R  484R 121R 484R 2 5U1 U Ta có: P  P1  P2  Pb  Từ (1) ta có:  220 11R R P1  I12 R  Vậy P = 100W 0,25 Câu 5: Xét thời điểm khối tâm G vật có tọa độ x, độ nén lị xo lúc   BB' Áp dụng ĐL II Niu-tơn cho vật B  Fms  Fdh  m.a G  Fms  k  m.a G B’ Vật Vật (1) Áp dụng phương trình chuyển động quay cho vật trục quay qua khối tâm G (vng góc với mặt phẳng hình vẽ) Fms R  Fdh R  IG  G  Fms  k.  Vật mR G (2) Đĩa lăn không trượt nên Kđ K1  K1Ks  .R ; x  Kđ K1 ;   Kđ K1  .R  2x a G  a G/K  a K  a G/K  a G  x ''    2x ; a B  x B ''  (2x) ''  2a G (3) Từ (1), (2), (3) 8k 8k 2k  k2x  mx'' k2x  mx ''  4kx  mx ''  x ''   x  2 2 3m 3m 3m Câu 6: a) Khoảng đặt vật trước kính MN cho ảnh M, N qua kính lúp ảnh ảo Cc, Cv O O  A1 (ảnh ảo, Cc) Sơ đồ tạo ảnh: M  k Ok O N   A (ảnh ảo, Cv) Với d 'c  O k Cc  OC c  10cm; d 'v  O k C v  OC v  50cm f 1   0,1m  10cm D 10  dc  dv   10 10  5cm d'c f  ' dc  f 10  10  50 10  50  8,3cm d 'v f  ' d v  f 50  10 Vậy phải đặt vật trước kính cách mắt từ 5cm đến 8,3cm b) Khi ngắm chừng điểm cực viễn Cv: +) Độ phóng đại ảnh: k v   d 'v 50  6 dv 50 / +) Độ bội giác kính: G v  k v Ð d  ' v với: d'v   OCv  50cm; Ð  10cm  G v  10  1, 50 Khi ngắm chừng điểm cực cận Cc: d'c 10 +) Độ phóng đại ảnh: k c      dc +) Độ bội giác kính: G c  k c với: Ð  d'c   Gc  k c  Ð d  ' c ... P1  P2  Pb  Từ (1) ta có:  220 11R R P1  I12 R  Vậy P = 100W 0,25 Câu 5: Xét thời điểm khối tâm G vật có tọa độ x, độ nén lò xo lúc   BB' Áp dụng ĐL II Niu-tơn cho vật B  Fms  Fdh... Ngắm chừng Cc -Hết - Câu 3: Đáp án Ý Điểm 1.a Áp dụng định luật Ôm: I  U R  R0 0,25 Hiệu điện biến trở là: U  IR  UR R  R0 R0  0,75  R  3R Vì U0 = 0,75U nên R  R0 1.b Ta có: P 0,25 0,25... thị có điểm Cc, Cv cách mắt 10 cm 50 cm Người dùng kính lúp có độ tụ +10 dp để quan sát vật nhỏ Mắt đặt sát kính a) Vật phải đặt khoảng trước kính? b) Tính độ bội giác kính độ phóng đại ảnh trường