Đề thi năng khiếu môn Vật lí 11 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 2)

Để giúp các bạn học sinh củng cố lại phần kiến thức đã học, biết cấu trúc ra đề thi như thế nào và xem bản thân mình mất bao nhiêu thời gian để hoàn thành đề thi này. Mời các bạn cùng tham khảo Đề thi năng khiếu môn Vật lí 11 năm 2020-2021 có đáp án - Trường THPT chuyên Nguyễn Trãi (Lần 2) dưới đây để có thêm tài liệu ôn thi. Chúc các bạn thi tốt!

SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI ĐỀ THỨC ĐỀ CHÍNH ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 11L (LẦN 2) NĂM HỌC 2020 – 2021 MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu) Câu (3,0 điểm): Một lắc lò xo, đầu cố định, đầu cịn lại gắn với vật nặng có khối lượng m = 120g, lị xo nhẹ có độ cứng k = 48 N/m Lấy g = 10m/s2, 2  10 Đặt lắc lò xo mặt phẳng nằm ngang không ma sát Ban đầu vật đứng n vị trí lị xo khơng bị biến dạng, chọn gốc tọa độ O vị trí này, trục Ox dọc theo trục lị xo Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 6cm Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x = 3cm tăng a Viết phương trình dao động vật  b Xác định giá trị lực kéo thời điểm t  s 20 c Xác định thời điểm vật có li độ x = -2 cm tăng lần (tính từ lúc t = 0) d Xác định tốc độ trung bình thời gian tính từ lúc t = đến vật tới vị trí có li độ x = cm lần thứ e Tính từ thời điểm t = 0, vật hết qng đường 18cm vật có li độ x Tìm x, tìm tỉ số động lắc vị trí Treo lắc lị xo thẳng đứng hình vẽ Chọn gốc tọa độ O vị trí cân vật, trục Ox thẳng đứng hướng xuống Kích thích cho vật dao động điều hịa theo phương thẳng đứng dọc theo trục lò xo với biên độ 8cm k a Xác định khoảng thời gian lò xo bị nén chu kì b Xác định khoảng thời gian lực kéo hướng lực kéo chu kì m Câu (1,5 điểm): Thấu kính hội tụ L1 thấu kính phân kì L2 có L2 L1 tiêu cự tương ứng f1  15cm, f  15cm đặt đồng B trục hình vẽ Vật sáng AB phẳng mỏng đặt vng góc với trục khoảng hai quang tâm O1, O2 (Hình vẽ), A nằm đoạn O1O Biết O1O  40cm O1 O2 A a Đặt vật vị trí cách hai thấu kính, tìm vị trí ảnh AB cho thấu kính b Xác định vị trí đặt vật AB đoạn O1O để hai ảnh có vị trí trùng c Đặt vật AB đoạn O1O Gọi A1B1 ảnh AB qua thấu kính L1 , A B2 ảnh AB qua thấu kính L2 Xác định vị trí đặt vật AB đoạn O1O để A1B1  2A B2 Câu (2,0 điểm): Một hạt prơtơn (có khối lượng m p  1, 67.10 27 kg điện tích  P1   P2  19 q p  1, 6.10 C ) chuyển động thẳng với tốc độ v  4790m / s bay vào miền khơng gian giới hạn hai mặt phẳng thẳng đứng   P1  ;  P2  song song với vng góc với mặt phẳng hình vẽ v0  Miền khơng gian có từ trường với vectơ cảm ứng từ B vng H    góc với mặt phẳng hình vẽ ( B  v ), hướng từ ra, B  5.103 T , bề  rộng miền d  0,75cm Gọi H vị trí hạt prơtơn bắt đầu B  vào miền khơng gian có từ trường, lúc vectơ vận tốc v hợp với d phương nằm ngang góc   30 (Hình vẽ) Bỏ qua tác dụng trọng lực, ma sát, lực cản Prôtôn chuyển động mặt phẳng hình vẽ Xác định bán kính quỹ đạo prơtơn miền khơng gian có từ trường Xác định thời gian prôtôn chuyển động miền khơng gian có từ trường Câu (1,5 điểm): Một vịng dây dẫn mảnh tâm O, bán kính R, có dịng điện khơng đổi M cường độ I chạy qua Một điểm M nằm đường thẳng qua tâm O vng góc với mặt phẳng vịng dây, M cách mặt phẳng vòng đoạn z z Hệ đặt khơng khí Xác định cảm ứng từ điểm M (kết tính theo  , I , R , z ) I O R Câu (2,0 điểm): z Một vịng dây mảnh, trịn có bán kính R tích điện q phân bố theo chiều dài vòng dây Vòng dây đặt nằm ngang M khơng khí (Hình vẽ) Chọn trục Oz thẳng đứng trùng với trục vòng z dây, gốc O tâm vòng dây Một điểm M nằm trục Oz, tọa độ điểm M z Cho biết: Một vi phân điện tích dq (ứng với vi phân chiều dài d O R vòng dây) gây điểm M điện dV xác định theo công q dq thức dV  k (với k  ,  số điện) 40 r Áp dụng cơng thức tính điện tồn điện tích vịng dây gây điểm M (kết tính theo q,  , R , z ) Xét hạt khối lượng m, mang điện tích điện tích q vịng dây Ta nghiên cứu chuyển động hạt dọc theo trục Oz Ban đầu hạt vị trí N có tọa độ z = h Hạt  cung cấp vận tốc đầu v hướng phía tâm O vịng dây Bỏ qua tác dụng trọng lực a Tính cơng lực điện vịng dây tác dụng lên hạt q trình dịch chuyển từ vị trí N đến vị trí O b Tìm điều kiện v (theo q,  , R , h, m ) để hạt vượt qua mặt phẳng vịng dây Xét có ảnh hưởng trọng lực, chọn khối lượng m hạt thỏa mãn điều kiện q2 2 mg  , với g gia tốc trọng trường Xác định tọa độ hạt trục Oz 40 R vị trí cân (kết tính theo R) Hết Thí sinh khơng sử dụng tài liệu; - Giám thị khơng giải thích thêm ĐÁP ÁN Câu (3,0 điểm): Câu (1,5 điểm): a - Xét với thấu kính L1 d1  20cm  d1 '  d1f1 20.15   60cm d1  f1 20  15 d  20cm  d '  d 2f 20.(15) 60   cm  8, 6cm d2  f 20  15 - Xét với thấu kính L2 b L L AB   A1B1 ; AB   A B2 d1 d1 ' d2 d2 ' Gọi x khoảng cách từ AB đến thấu kính L1  d1  x  d  40  x (cm) Do ảnh A B2 ảnh ảo, nằm đoạn O F2 ' nên để ảnh A B trùng với A1B1 A1B1 phải ảnh ảo  d1 ' d '  O1O  40 15x 15(40  x)    40 x  15 40  x  15  x  10cm c Để A1B1  2A B2  k1  k f1 f2      x  25cm  f1  x f  (40  x) 15  x 40  x  15  f2  f1 2 85  f  x  2 f  (40  x)  15  x  40  x  15  x  cm  28,3cm  Câu (2,0 điểm): Khi prơtơn chuyển động từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với vectơ vận tốc, chịu tác dụng lực Lo - ren- xơ hình vẽ   Vì FL  v nên độ lớn vận tốc không đổi, bị thay đổi hướng, quỹ đạo chuyển động prơtơn cung trịn - Áp dụng định luật II Niu-tơn cho prôtôn, chiếu lên phương HO chiều hướng tâm O   v2 FL  m p a ht  q p v0 B1 sin(v0 , B1 )  m p R m p v 1, 67.1027.4790 R   0, 01m  1cm q p B1 1, 6.1019.5.103  P2   P1   v0  H  B d - Prôtôn bắt đầu khỏi miền điểm E mặt phẳng    - Từ hình vẽ, ta có OD  d1  R sin   0, 75  1.sin 30  0, 25cm - Xét tam giác ODE  P2   B1 P1 OD sin    0, 25    14, 47750 R - Quỹ đạo chuyển động prơtơn cung trịn   (  )  R  0, 7763cm HE 180 - Thời gian prôtôn chuyển động miền  HE t   1, 62.10 6 s v0  v0 H E    FL R  R   D O d1 Câu (1,5 điểm):  Chia dòng điện thành phần tử Id , phần tử gây M vec tơ cảm ứng từ    0  Id.r  , μ = đặt dịng điện khơng dB  4r khí - Độ lớn cảm ứng từ dB   Id 4r dB z   Idl 4r sin    Idl R  2 4r r 4 I.dl.R (1) R z  Cảm ứng từ tổng hợp vòng dây gây điểm M R Bz   dBz  2 0 4 I.dl.R R z   IR   2 R z 2  Câu (2,0 điểm): Chia vành thành nhiều phần tử dl , điện tích phần tử dq  dl q q d 2 R 2 - Điện phần tử gây điểm M trục, có tọa độ z: dq qd dV  k  R  z 8 2 R  z - Điện V vành trịn tích điện gây M: 2 2 qd q V   dV    2 4 R  z 0 8  R  z 2- a- Điện vành gây tâm: Vo  q 4 R Để hạt xun qua vịng dây : mv0  qVM  qVo  2 q2 q2 mv0   4 R 4 R  h  q2  1    2  2 m  R R  h    v0  b- Khi hạt độ cao z, hạt: U  mgz  - Có dU  mg  dz 4 q2 4 R  z q2 z R  z2   dU  - Thay 2 mg  , tìm được:  mg 1  4 R dz   q2 Khi z  R 2 R2 z R dU  Vậy z  R vị trí cân hạt dz  z2       ... Xác định bán kính quỹ đạo prơtơn miền khơng gian có từ trường Xác định thời gian prơtơn chuyển động miền khơng gian có từ trường Câu (1,5 điểm): Một vòng dây dẫn mảnh tâm O, bán kính R, có dịng... d 2 R 2 - Điện phần tử gây điểm M trục, có tọa độ z: dq qd dV  k  R  z 8 2 R  z - Điện V vành trịn tích điện gây M: 2 2 qd q V   dV    2 4 R  z 0 8  R  z 2- a- Điện vành... cm  28,3cm  Câu (2,0 điểm): Khi prôtôn chuyển động từ trường có vectơ cảm ứng từ vng góc với vectơ vận tốc, chịu tác dụng lực Lo - ren- xơ hình vẽ   Vì FL  v nên độ lớn vận tốc không