Bộ đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021

Bộ đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 là tài liệu ôn thi học sinh giỏi Vật lí hữu ích dành cho các bạn học sinh lớp 11, thông qua việc luyện tập với đề thi sẽ giúp các em làm quen với các dạng câu hỏi và rút kinh nghiệm trong quá trình làm bài thi. Mỗi đề thi kèm theo đáp án và hướng dẫn giải chi tiết giúp các bạn dễ dàng hơn trong việc ôn tập cũng như rèn luyện kỹ năng giải đề. Mời quý thầy cô và các bạn cùng tham khảo đề thi.

BỘ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÍ LỚP 11 CẤP TRƯỜNG NĂM 2020-2021 MỤC LỤC Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Trần Nguyên Hãn, Hải Phịng Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Liễn Sơn, Vĩnh Phúc Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2019-2020 - Trường THPT Nguyễn Huệ, Phú Yên SỞ GD VÀ ĐT HÀ NỘI TRƯỜNG THPT PHÙNG KHẮC KHOAN-THẠCH THẤT ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG - NĂM HỌC 2020 – 2021 MÔN THI: VẬT LÝ 11 Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm: 02 trang Bài 1( điểm) Cho A, B, C ba điểm tạo thành tam giác vuông A đặt điện → trường có véc tơ E song song với AB Cho  = 600; BC = 10 cm UBC = 400 V a) Tính hiệu điện UAC, UBA cường độ điện trường E b) Tính cơng thực để dịch chuyển điện tích q = 10-9 C từ A đến B, từ B đến C từ A đến C c) Đặt thêm C điện tích điểm q’ = 9.10-10 C Tìm cường độ điện trường tổng hợp A Bài ( điểm)  B m E Một cầu nhỏ khối lượng m = 10g mang điện tích dương q= 10-7C thả không vận tốc đầu từ đỉnh B mặt phẳng α nghiêng BC=20cm hợp với phương ngang góc α=30 Hệ thống A C đặt điện trường có cường độ điện trường E=10 V/m có đường sức nằm ngang hình vẽ Cho hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng µ=0,2 Tính vận tốc thời gian cầu chân mặt phẳng nghiêng Lấy g=10m/s2 Bài (4 điểm) Cho mạch điện hình vẽ Biết nguồn có suất điện động  =24 V, điện trở r=1Ω; tụ điện có điện dung C= µF; đèn Đ loại V – W ; điện trở có giá trị R1=6 Ω; R2=4 Ω; bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 có anốt làm đồng, điện trở bình điện phân Rp=2 Ω Bỏ qua điện trở dây nối Biết số Faraday F= 96 500C/mol Tính: a) Điện trở tương đương mạch b) Khối lượng đồng bám vào catôt sau thời gian t= 16 phút giây c) Điện tích tụ điện Bài 4( điểm) Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song khơng khí cách đoạn d = 12 cm có dịng điện chiều I1 = I2 = I = 10 A chạy qua Một điểm M cách hai dây dẫn đoạn x a) Khi x = 10 cm Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện chạy hai dây dẫn gây điểm M b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp hai dòng điện gây đạt giá trị cực đại Tính giá trị cực đại Bài (4 điểm) Cho mạch điện hình 1, nguồn có suất điện động E = 10,8 V, điện trở r E, r = Ω, điện trở R1 = Ω, R2 = Ω, R biến trở a) Điều chỉnh R = Ω Tính hiệu điện hai cực nguồn nhiệt lượng tỏa R2 10 R phút R1 b) Xác định R để công suất tỏa nhiệt R đạt cực đại tìm cơng suất R2 Hình Để xác định suất điện động E nguồn điện, người ta mắc vào mạch hình 2, với E1 = V, r1 = Ω AB dây đồng chất tiết diện đều, dài m 10 cm có điện trở 0,5 Ω R0 điện trở bảo vệ Khi xê dịch chạy D đến vị trí cách A khoảng 40 cm am pe kế số không Xác định suất điện động E ? E1, r1 D A B R0 A E, r Hình -Hết ( Cán coi thi khơng giải thích thêm ) Họ tên thí sinh: Số báo danh: Họ tên, chữ kí CBCT 1: Họ tên, chữ kí CBCT 2: Trường THPT Phùng Khắc khoan Thạch Thất KỲ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020-2021 ĐÁP ÁN CHẤM VÀ THANG ĐIỂM MÔN: VẬT LÝ LỚP 11 Nội dung Bài Điểm a) (1,5đ) UAC = E.AC.cos900 = UBA = UBC + UCA = UBC = 400 V E= 0,5 0,5 0,5 U BC = 8.103 V/m BC cos b) (1,5đ) (4đ) AAB = qUAB = -qUBA = -4.10-7 J ABC = qUBC = 4.10-7 J AAC = qUAC = 0,5 0,5 0,5  c)(1đ) Điện tích q’ đặt C gây A véc tơ cường độ điện trường E ' có phương chiều hình vẽ; có độ lớn: E’ = 9.109 |q| |q| = 9.109 = 1080V/m ( BC sin  ) CA   0,5  Cường độ điện trường tổng hợp A là: E A = E + E ' ; có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: EA = (4đ) E  E '2 ≈ 8072,6 V/m 0,5 Các lực tác dụng lên càu gồm: trọng lực, phản lực, lực điện, lực ma sát, kí     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 vng góc Oy với mặt phẳng nghiêng ta có: P.cosα = N + Fđ sinα  N = mg.cosα – q.E.sinα (1) ………………………………………………………………………………… - Theo phương chuyển động Ox vật: mg.sinα + Fđ.cosα - µN = ma (2) 1,0đ ………………………………………………………………………………… Thay (1) (2) biến đổi ta được: a = g.(sinα - µcosα) + qE (cosα+µsinα) ≈ 4,94m/s2 1,0đ m ………………………………………………………………………………… Vận tốc vật chân mặt phẳng nghiêng là: v = Thời gian hết đoạn BC: v=at t 0,28s 2.a.BC ≈ 1,4m/s 1,0đ U 62   6 P Dòng điện chiều khơng qua tụ điện nên mạch gồm Rpnt[(R1ntĐ)//R2] 0,5 a) Điện trở bóng đèn: Rđ= Với : R1đ=R1 + Rđ=12 Ω; 1,0 R R 12.4 R1đ2= 1d   3 ; R1d  R2 12  Điện trở mạch ngoài: RN= Rp+R1đ2=5 Ω 0,5 b)Áp dụng định luật ơm cho tồn mạch I  (4đ) E 24   4A RN  r  0,5 Từ mạch điện ta có: I= Ip= A; 0,5 - Khối lượng Cu bám vào catôt sau thời gian t= 16 phút giây= 16.60+5=965giây Áp dụng công thức Faraday: m A 64 It  4.965  1, 28g F n 96500 1,5 0,5 c)Vì Rpnt[(R1ntĐ)//R2] nên U1đ2=U1đ=U2=IR1đ2=12 V; I1đ=I1=Iđ=U1đ/R1đ= A; Từ hình vẽ ta có: UC=URp + UR1=IRp + I1R1=14 V; Điện tịch tu có độ lớn: q=CUC=56.10-6 C a)(2,0đ) Giả sử hai dây dẫn đặt vng góc với mặt phẵng 0,5 1,5 0,5 0,5 0,5 hình vẽ, dịng I1 vào A, dịng I2 vào B Các dòng điện  (4đ)  I1 I2 gây M véc tơ cảm ứng từ B1 B2 có phương chiều hình vẽ, có độ lớn: I B1 = B2 = 2.10-7 = 2.10-5 T x Cảm ứng từ tổng hợp M là:   0,5  B = B1 + B2 có phương chiều hình vẽ có độ lớn: B = B1cos + B2cos = 2B1cos 0,5 0,5 = 2B1 d  x2    2 x = 3,2.10-5 T b)(2,0đ) Theo câu a) ta có: B1 = B2 = 2.10-7 B = 2B1cos = 2.2.10-7 B đạt cực đại d  x2    2 x I x = 10-7I d2  ; x2 4x4 0,5 d2  d2  d2   đạt cực đại   = 2 x x d x  x  Theo bất đẵng thức Cơsi x= I ; x 0,5 d2  d2  d2 d2    đạt cực đại = d x  x  4x 4x d = 8,5 cm Khi Bmax = 3,32.10-5 T 1,0 1.a)(1,5đ) Điện trở tương đương mạch -RN = R1 + R.R2/(R + R2) = 3,4 Ω Định luật ôm toàn mạch => I = A Hiệu điện hai cực nguồn Ung = E – Ir = 6,8 V I2 = I.R/(R + R2) = 1,2 A Nhiệt tỏa R2 10 phút Q = I22.R2.t = 3456 J 0,5 0,5 1,5 0,5 1.b)(1,5đ) Điện trở mạch ngoài: RN = R1  RR2 4R  1 R  R2 R4 Dòng điện mạch chính: (4đ) E E E ( R  4)   RN  r  R R  12 R4 IR2 4E Dòng điện chạy qua R IR =   ( R  R2 ) (12  R) I= 0,5 Công suất tỏa nhiệt R 16 E R 16 E P = IR R =  (12  R) ( 12  R ) R 1,5 0,5 Để công suất lớn mẫu số phải đạt 12  R ) R Áp dụng bất đẳng thức si cho mẫu số tìm P đạt max = 5,55W MS= ( Dấu “=” ↔ =12/ => R = 12/7 Ω 0,5 2.(1đ) Điện trở dây dẫn Rd = 10.0,5 = Ω Điện trở đoạn dây 40 cm RAD = Ω Khi AD = 40 cm dịng qua nguồn E 0, + Dịng điện chạy qua dây I = E1/(Rd + r1) = 1A + Dòng qua nguồn E nên xét vịng AEDA ta có E -I RAD = -> E = IRAD = V 0,5 1,0 0,5 HẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG TRƯỜNG THPT TRẦN NGUYÊN HÃN ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đề thi có trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG LỚP 11 - NĂM HỌC 2020-2021 Môn: VẬT LÝ Thời gian bàm bài: 180 phút, khơng kể thời gian phát đề Họ, tên thí sinh: …………………………………… Số báo danh: ……………….……… Bài 1: (1 điểm) Một vật chuyển động thẳng biến đổi có phương trình: x = t – 6t + 10 (m; s) a) Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian b) Mơ tả chuyển động vật c) Tính qng đường vật sau giây kể từ thời điểm t = Bài 2: (1 điểm) 2.1 Một phịng có kích thước 8m x 5m x 4m Ban đầu khơng khí phịng điều kiện chuẩn, sau nhiệt độ khơng khí tăng lên tới 10oC, áp suất 78 cmHg Tính thể tích lượng khí khỏi phịng khối lượng khơng khí cịn lại phịng 2.2 Một bình tích V chứa mol khí lí tưởng L có van bảo hiểm xilanh (có kích thước nhỏ so với bình) có pít tơng diện tích S, giữ lị xo có độ cứng k (hình 1) Khi nhiệt độ khí T1 píttơng cách lỗ khí đoạn L Nhiệt độ khí tăng tới giá trị T2 khí ngồi Tính T2? Hình Bài 3: (2 điểm) Hai cầu kim loại nhỏ giống (cùng khối lượng, tích điện nhau) treo vào điểm hai sợi dây nhẹ không dãn, dài  = 40 cm Truyền cho hai cầu điện tích có điện tích tổng cộng q = 8.10-6 C chúng đẩy dây treo hợp với góc 900 Lấy g = 10 m/s2 a Vẽ hình, phân tích lực cầu cân bằng, tìm khối lượng cầu b Truyền thêm điện tích q’cho cầu, thấy góc hai dây treo giảm 600 Xác định véc tơ cường độ điện trường trung điểm sợi dây treo cầu truyền thêm điện tích này? (vẽ hình) biết truyền thêm điện tích cầu khơng chạm vào Bài 4: (1,5điểm) Cho mạch điện hình vẽ (Hình 2) Trong R1 = ; R3 = 10 ; R2 = R4 = R5 = 20 ; I3 = A Tính điện trở tương đương đoạn mạch AB, hiệu điện cường độ dịng điện điện trở Hình Bài 5: (1,5 điểm) Một nguồn điện có suất điện động e = 18 V, điện trở r =  dùng để thắp sáng bóng đèn loại V - W a) Có thể mắc tối đa bóng đèn để đèn sáng bình thường phải mắc chúng nào? b) Nếu có bóng đèn phải mắc chúng để bóng đèn sáng bình thường Trong cách mắc cách mắc lợi Bài 6: (2 điểm) Một giọt dầu nằm lơ lửng điện trường tụ điện phẳng Đường kính giọt dầu 1mm, khối lượng riêng dầu 800kg/m3 Hiệu điện tụ 220V, khoảng cách tụ 2cm Bỏ qua lực đẩy ácimet khơng khí Lấy g =10m/s 1, Tính điện tích giọt dầu 2, Nếu hiệu điện đổi dấu: a, Hiện tượng xảy nào? b, Tính thời gian giọt dầu rơi xuống dưới, biết lúc đầu giọt dầu Hình Bài 7: (2 điểm) Nêu phương án thực nghiệm xác định điện trở ampe kế Dụng cụ gồm: nguồn điện có hiệu điện không đổi, ampe kế cần xác định điện trở, điện trở R0 biết giá trị, biến trở chạy Rb có điện trở tồn phần lớn R0, hai công tắc điện K1 K2, số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện dây dẫn có điện trở khơng đáng kể Chú ý: Không mắc ampe kế trực tiếp vào nguồn Hết -Thí sinh không sử dụng tài liệu Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên, Chữ kí cán coi thi:……………………………………………………… ĐÁP ÁN a) x = t2 – 6t +10 (m) => V0= - 6m/s, a = 2m/s2 + Công thức vận tốc – thời gian: v = 2t – (m/s) đồ thị 0.5 v(m/s) -6 b) + Toạ độ ban đầu (t0 = 0) ta có x0 =10 m; v0 = - m/s; a = m/s2 0.25 + Trong thời gian t  s v  ; a > : Chuyển động chậm dần + Tại thời điểm t = s v = đổi chiều vận tốc + t > s , v > , a > :Chuyển động nhanh dần + Quãng đường gồm phần: 0.25 + Trong thời gian t1 = s  S1 =  v 02 2a = m vật lại gần gốc toạ độ + Trong thời gian t2 = –2 = 3s  S2 = 2.1 at =4m + Vậy thời gian s vật S = s + s2 = + = 13 m Lượng khơng khí phòng trạng thái ban đầu (điều kiện 0.25 chuẩn) p0 = 76 cmHg ; V0 = 5.8.4 = 160 m3 ; T0 = 273 K Lượng khơng khí phòng trạng thái 2: p2 = 78 cmHg ; V2 ; T2 = 283 K Ta có: p0V0 p2V2 p V T 76.160.283   V2  0   161, 60m3 T0 T2 T0 p2 273.78 Thể tích khơng khí khỏi phịng: 0.25 V  V2  V0  161,6  160  1,6m Thể tích khơng khí khỏi phịng tính điều kiện chuẩn là: p0 V0 p2 V Vp2T0 1, 6.78.273   V0    1,58m3 T0 T2 T2 p0 283.76 Khối lượng khơng khí cịn lại phòng: m'  m  m  V0 0  V0 0  0 V0  V0   204,84kg 0.5 2.2 Kí hiệu P1 P2 áp suất ứng với nhiệt độ T1 T2 ; l độ co ban đầu lò xo, áp dụng điều kiện cân piston ta ln có: k.l  p1S ; => k.(l  L)  p2 S k.L  ( p2  p1 )S ; (1) Vì thể tích xilanh khơng đáng kể so với thể tích V bình nên coi thể tích khối khí khơng đổi V áp dụng phương trình trạng thái ta ln có: P1V  R; T1 P2V R T2 025 0.25 => ; P1.V  RT1 => ; P2 V  RT2 => P2  P1  R (T2  T1 ) (2) V R   P2  P1  (T2  T1 ) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình  V kL  ( P2  P1 ) S 0.5 Như khí ngồi nhiệt độ khí lên đến: T2  T1  kLV RS Hình vẽ lực a Ban đầu cân cầu chịu tác dụng lực: Trọng lực P, Lực điện F lực căng dây treo T P  F T   F = Ptan 2  kq1 /r = mgtan  m = kq12/r2 mgtan = 0,045 kg = 45 g Khi truyền thêm điện tích q’ hai cầu chưa chạm cùng tích điện dương F’ = Ptan’  kq1q2’ /r’2 = mgtan’ q2’ = r’2mgtan’/kq1 = 1,15.10-6 C E1 = kq1/(  / )2 = 3.105 V/m E2 = kq2’/(  / )2 = 2,6.105 V/m E = E12  E22 = 3,97.105 V/m  4.105 V/m 0.25 0.25 tan = E1/E2 = 3/2,6   = 490 Phân tích đoạn mạch: R4 nt (R2 // (R3 nt R5)) // R1 0.25 0.25 0.25 R2 R35 = 12 ; R2  R35 RR R4235 = R4 + R235 = 32 ; R = 4235 = 6,4 ; R1  R4235 R35 = R3 + R5 = 30 ; R235 = 0.5 0.25 0, 0.25 I3 = I5 = I35 = A; U35 = U2 = U235 = I35R35 = 60 V; I2 = 0.25 U2 = A; R2 0.25 I235 = I4 = I4235 = U 235 = A; U4235 = U1 = UAB = I4235R4235 = 160 R235 0.25 V; I1 = U1 = 20 A U1 Điện trở cường độ dịng điện định mức bóng đèn là: Rđ = 0.25 đ U P = 12 ; Iđ = đ = 0,5 A Pđ Uđ a) Gọi N số bóng đèn thắp sáng Khi chúng sáng bình thường cơng suất tiêu thụ mạch ngồi là: P = 3N = UI = (e – rI)I = 24I – 6I2  6I2 – 8I + N = (1) Để 0.25 phương trình có nghiệm ’ = 16 – 2N   N  Vậy số bóng đèn tối đa bóng Với N = phương trình (1) có nghiệm kép I = A Nếu bóng đèn mắc thành m dãy, dãy có n bóng 0.25 ta phải có I = mIđ  m = N I = 4; n = = m Iđ Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng b) Với N = phương trình (1) có nghiệm: I1 = A v I2 = A Với I1 = A, ta có: m = N I1 = 2; n = = m Iđ 0.25 Vậy phải mắc thành hai dãy, dãy có bóng Khi điện trở mạch ngồi: R = Hiệu suất mạch là: H1 = Với I2 = A, ta có: m = 3Rđ = 18  0.25 R = 0,75 Rr N I2 = 6; n = = m Iđ Vậy phải mắc thành dãy, dãy có bóng đèn Khi điện trở mạch ngồi: R = Rđ = 2 R Hiệu suất mạch là: H2 = = 0,25 Rr Vậy, cách mắc thành hai dãy, dãy gồm bóng đèn có lợi 0.25 BÀI 6: (2 điểm) 1,Vì bỏ qua lực đẩy acsimet khơng khí nên lực tác dụng lên cầu P, F Để cầu cân : P + F =0  P= F Mà P= mg = D.V.g= F= q + + D. r g + + 0.25 0.25 0.25 F U d U D. r g = q d 3 4d r Dg  q  3U Thay số ta có q  38.1011 (C ) 0.25 P  _- - - - M’OI - Vì lực điện trường ngược chiều với cường độ điện trường 11 nên ta có q < => q  38.10 (C ) 0.25 0.25 +Nếu đổi dấu hiệu điện cịn điện trường giữ ngun 0.25 lực điện cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn với trọng lực Vậy giọt dầu chịu tác dụng lực có độ lớn 2P hướng xuống nên chuyển động với gia tốc a= 2g= 20 m/s +Thời gian giọt dầu xuống 0.25 2s 102 3 t a  10  10  10 10 (s) - Bố trí mạch điện hình vẽ (hoặc mô tả cách mắc) - Bước 1: Chỉ đóng K1: số ampe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K1 K2, số _ + ampe kế I2 U Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) A - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: K1 R (2 I1  I ) R0 RA  2( I  I1 ) K2 - Bố trí mạch điện hình vẽ (hoặc mơ tả cách mắc) Rb - Bước 1: Chỉ đóng K1: số ampe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 trở tham gia vào mạch điện có giá trị + A 0,25 _ U R0 K1 K2 Rb R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy biến trở bước đóng K1 K2, số ampe kế I2 Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: RA  (2 I1  I ) R0 2( I  I1 ) - Bố trí mạch điện hình vẽ (hoặc mô tả cách mắc) - Bước 1: Chỉ đóng K1: số ampe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị R0 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy + A K1 0,25 0,25 0,25 _ 0,25 U R0 K2 Rb biến trở bước đóng K1 K2, số ampe kế I2 Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: RA  (2 I1  I ) R0 2( I  I1 ) - Bố trí mạch điện hình vẽ (hoặc mơ tả cách mắc) - Bước 1: Chỉ đóng K1: số ampe kế I1 Ta có: U = I1(RA + R0) (1) - Bước 2: Chỉ đóng K2 dịch chuyển chạy để ampe kế I1 Khi phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị R0 0,25 0,25 0,25 - Bước 3: Giữ nguyên vị trí chạy + A K1 0,25 _ U R0 K2 Rb biến trở bước đóng K1 K2, số ampe kế I2 Ta có: U = I2(RA + R0/2) (2) - Giải hệ phương trình (1) (2) ta tìm được: RA  (2 I1  I ) R0 2( I  I1 ) SỞ GDĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN ―――――― ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2020 – 2021 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ Thời gian làm : 180 phút, không kể thời gian phát đề ———————————— Câu (2 điểm) Hai điện tích điểm q1 = 8.10-8 C q2 = -8.10-8 C đặt hai điểm A, B cách khoảng r khơng khí Lực tương tác chúng 9.10-3 N a) Tính r b) Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp hai điện tích gây trung điểm O đoạn AB c) Lập cơng thức tính cường độ điện trường tổng hợp E điểm M nằm đường trung trực AB cách AB khoảng h Xác định h để E đạt cực đại Câu (1 điểm) Điện tích điểm q = - 2.10-8 C di chuyển dọc theo A cạnh tam giác ABC cạnh a = cm điện trường có véc tơ cường độ điện trường song song cạch BC có độ lớn 400 V/m (Hình 1) Tính cơng lực điện trường q dịch chuyển cạnh tam giác Câu (1 điểm) Một tụ điện phẳng khơng khí có điện dung C = pF, khoảng cách hai cm tích điện đến điện tích Q = B 2.10-8 C a) Tính hiệu điện hai tụ Hình b) Tại thời điểm, đường thẳng vng góc với tụ êlectrơn bắt đầu chuyển động từ âm sang dương prôtôn bắt đầu chuyển động từ dương sang âm Bỏ qua tác dụng trọng lực tương tác hai điện tích Hỏi vị trí chúng gặp cách dương khoảng bao nhiêu? Cho khối lượng prôtôn 1840 lần khối lượng êlectrôn Câu (1 điểm): Hai cầu nhỏ khối lượng m M mang điện tích –q +Q với Q  q đặt mặt phẳng ngang không ma sát Ban đầu hai cầu cách khoảng l Đặt hai cầu điện trường E có véc tơ cường độ điện trường hướng từ m đến M Tìm gia tốc chuyển động cầu cường độ điện trường E, biết khoảng cách hai cầu không đổi Câu (2 điểm) Vật khối lượng m kéo lên mặt phẳng nghiêng với lực F , F hợp với mặt phẳng nghiêng góc  Mặt phẳng nghiêng góc  so với mặt phẳng ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng  (Hình 2) a) Tìm biểu thức tính F vật lên theo mặt phẳng nghiêng b) Với m = 5kg,  = 45o ,  = 0,5 , lấy g = 10m/s2 Xét vật lên đều, tìm  để F nhỏ nhất, tìm giá trị lực F nhỏ Hình Câu (2 điểm) Có số điện trở r = (  ) Hỏi phải dùng tối thiểu E1,r1 E2,r2 D điện trở để mắc thành mạch có điện trở (  ) Xác định số điện trở r, vẽ sơ đồ mạch ? Cho mạch điện hình vẽ (Hình 3) : E1 = 6V; r1=1Ω; V R3 R1 r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω B A a) Vơn kế V (điện trở lớn) 3V Tính suất điện động E2 C b) Nếu đổi chỗ hai cực nguồn E2 vơn kế V bao nhiêu? Câu (1 điểm) Cho nguồn điện không đổi (có điện trở trong), R2 Hình vơn kế khác có điện trở hữu hạn Bằng kiến thức học, trình bày phương án xác định suất điện động nguồn điện số tối thiểu mạch điện dùng vôn kế _HẾT _ Cán coi thi khơng giải thích thêm Họ tên thí sinh SBD Phòng thi: ………… SỞ GDĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT CẤP TRƯỜNG ―――――― NĂM HỌC 2020 – 2021 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MƠN: VẬT LÝ ———————————— Câu (02 điểm) a) Áp dụng công thức F = k.|𝑞1𝑞2|/r2 -> r = 0,08 m 0,25 b) E1 = k q1 32 = 105 V / m AC 0,25 E2 = k q2 32 = 105 V / m AC 0,25 Do véc tơ E1 E2 chiều nên EC = E1 + E2 = 64/9.105 V/m 0,25 c) Đặt AB = 2a => AC = BC = a Lập công thức: EM = 2k.a.q1/(a +h)3/2 0,5 Biện luận EM 0,5 max h = Câu (01 điểm) Áp dụng công thức A = qEd, ta có 0,25 Cơng cạnh AB AAB = -2.10-8.400.(-0,04) = 32.10-8 J 0,25 Công cạnh BC ABC = -2.10-8.400.0,08 = - 64.10-8 J 0,25 Công cạnh CA ACA = -2.10-8.(-0,04) = 32.10-8 J 0,25 Nếu thí sinh cho điện tích dịch chuyển theo hướng A → C → B →A mà tính cơng cho điểm tối đa Câu (01 điểm) a) Hiệu điện hai tụ U = Q/C = 5.103 V 0,25 b) Gọi q độ lớn điện tích êlectron Độ lớn gia tốc: electron a1 = qE/me proton a2 = qE/mp 0,25 Gọi s là khoảng cách từ điểm gặp tới dương quãng đường mà êlectron d – s, quãng đường proton s: d – s = a1.t2/2; s = a2.t2/2 0,25 Suy ra: (d – s)/s = a1/a2 = mp/me = 1840 => s = 2,2.10-5 m 0,25 Câu 04 (01 điểm) E F1 m - F mM F Mm Gia tốc hệ hai cầu: a = F2 0,25 F2 − F1 E = (Q − q) m+M m+M Xét cầu m: FMm − F1 = ma  Giải được: E = M + 0,25 k qQ mE −qE= (Q − q) l m+M 0,25 k ( m + M ) qQ l2 (m Q + M q ) 0,25 Câu (02 điểm) a) Các lực tác dụng lên vật hình Vật chuyển động nên: F + P + Fmst + N = (*) 0.25 Hình Chiếu (*) lên: Ox: Fcos − P sin  − Fmst = (2) Oy: F sin  + N − P cos  = (3) Thay Fmst =  N =  ( P cos  − F sin  ) vào (2) ta được: F = P 0,25 0,25 sin  +  cos  cos +  sin  0.25 b) Vì P = mg,   xác định nên F=Fmin mẫu số M = cos +  sin  cực đại 0.25 Theo bất đẳng thức Bunhacôpxki: 0.25 cos +  sin   (sin  + cos2  )(1 +  ) = (1 +  ) Dấu ‘=’ xảy  tan  = = 0,5   = 26,56o 0.25 0.25 Vậy  = 26,56o F = Fmin = P sin  +  cos  1+ 2 = 47, 43N Câu (2 điểm) * Gọi điện trở mạch R Vì R < r nên điện trở r phải mắc song song 0.25 Giả sử mạch gồm điện trở r mắc song song với mạch có điện trở X hình (a) Ta có : R = X r X  = 5+ X r+X  X = 7,5 (  ) Với X = 7,5 (  ) ta có X có sơ đồ hình (b) 0.25 Ta có : X = r + Y  Y = X - r = 7,5 - = 2,5 (  ) Để Y = 2,5 (  ) phải có điện trở r mắc song song Vậy phải có tối thiểu điện trở r mắc hình (c) 0.25 a Tính suất điện động E2 E1,r1 I D V I1 R1 A I2 E2,r2 R3 B C R2 H.1 + Điện trở toàn mạch R = R2 ( R1 + R3 ) = 4 R2 + R1 + R3 + I đến A rẽ thành hai nhánh: I1 R2 I = = = I1 = I R1 + R3 0.25 + UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = -3I 0.25 + U CD = 3V => -3I =  => I = 1A, I = 3A Với I= 1A: E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = => E2 = 2V 0.25 Với I = 3A: E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V b Đổi chỗ hai cực nguồn E2 vơn kế + Khi đổi chỗ hai cực hai nguồn mắc xung đối - Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện từ cực dương E1 I= E1 − E2 = 0,5 A R + r1 + r2 UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V 0.25 - Với E2 = 18V > E1: E2 nguồn, E1 máy thu I= E2 − E1 = 1,5 A R + r1 + r2 UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = +3I = 10,5V 0.25 Câu (01 điểm) Gọi điện trở vôn kế X Y Gọi E r suất điện động điện trở nguồn đó: + mạch ngồi gồm X U1 X E r (1) = = = 1+ E X +r U1 X 0.25 (U1 số vôn kế X) + mạch ngồi gồm Y U2 Y E r = = = + (2) E Y +r U2 Y (U2 số vôn kế Y) Từ (1) (2) ta có: E E 1 + = + r.( + ) (3) U1 U X Y 0.25 + mạch gồm X song song với Y U3 = E 1 + E 1 X Y =  = + r.( + ) (4) 1 X Y + r + r.( + ) U 1 X Y + X Y 0.25 (U3 số vôn kế ) Từ (3) (4) ta có E E E + − = === E = (*) 1 U1 U U + − U1 U U 0,25 SỞ GD – ĐT PHÚ YÊN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC:2019-2020 TRƯỜNG THPT NGUYỄN HUỆ MÔN VẬT LÝ – KHỐI 11 Thời gian 150 phút ( không kể thời gian phát đề) ĐỀ: Câu 1.(4 điểm) Một vật chuyển động thẳng chậm dần đều, xét hai đoạn đường liên tiếp BC, CD trước dừng hẳn D, đoạn đường BC vật s Tìm thời gian vật hết đoạn đường BD Câu 2.(4 điểm) Một viên bi thả rơi tự từ độ cao h =10 m Khi chạm sàn, bi nửa lượng nảy lên thẳng đứng Lấy g = 10 m/s2 a Tính tốc độ nảy lên viên bi, sau bi vừa chạm sàn lần thứ b Tính tổng chiều dài quĩ đạo, viên bi thực dừng lại V V2 Câu 3.(4 điểm) Một lượng khí biến đổi theo chu trình biểu diễn bỡi đồ thị hình bên Biết: p1= p3; V1=1 m3 , V2= m3; T1= 100 K T4 = 300 K Tính thể tích V1 khí V3 Câu 4.(4 điểm) Ba cầu nhỏ có khối lượng m =10 g treo điểm ba sợi dây mảnh khơng dãn có chiều dài l = m Lấy g = 10 m/s2 Các cầu mang điện tích q nhau, thấy chúng đẩy xếp thành tam giác cạnh a= 0,1 m Xem góc lệch sợi dây so với phương thằng đứng nhỏ Xác định q (2 ) (3) (1) (4 ) T1 T4 l a q q q Câu 5.(4 điểm) Hai kim loại tích điện trái dấu, đặt song song cách d=10 cm Hiệu điện hai U=10 V Một electron bắn từ dương phía âm với vận tốc đầu v0=2.106 m/s hợp với góc 300 a) Lập phương trình quỹ đạo chuyển động electron hai b) Tính khoảng cách gần electron âm Hết - T - - vo α   SỞ GD – ĐT PHÚ YÊN Trường THPT Nguyễn Huệ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG MÔN VẬT LÝ 11 – NĂM HỌC 2019 – 2020 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Đáp án Câu 1: (4 điểm) Chọn hệ quy chiếu hình vẽ Đặt BC = CD = S Ta có v D = vD2  vB2  4aS (1) vC2  vB2  2aS (2) Thay (2) vào (1) ta Ta có: vC  vB  a.tBC B C D Điểm x 0,5 điểm 0,5 điểm v B  2vC 0,5 điểm v  a   C (  1) 1,0 điểm Thời gian vật đoạn đường CD là: vD  vC  a.tCD  t CD  Thời gian vật hết hai đoạn đường BC, CD tBD (s) 1,0 điểm 1 = tBC + tCD  6,83(s) 0,5 điểm ====== Câu 2: (4 điểm) a + Chọn gốc mặt sàn + Cơ lúc đầu độ cao h: E0 = mgh + Sau va chạm lần 1: E1 = E0 h = mg 2 + Áp dụng định luật bảo toàn năng: E1 = Eđ1 b (2 điểm) + Sau va chạm lần 2: + Sau va chạm lần 3: + Sau va chạm lần n:  Vật lên độ cao h1 =  v1  g.h 10 m / s E1 E0 h = = mg 2 2 E E h E3 = = 30 = mg 2 En 1 E0 h En = = n = mg n 2 E2 = h 22 h  h3 = h  hn = n  h2 = h 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm Đoạn đường tổng cộng: S = h + 2h1 + 2h2 + 2h3 + … +2hn = h + 2( h1 + h2 + h3 + … 1,0 điểm + hn ) 1 1    n ) 2 2 1 1 1 1 2n Cấp số nhân:     n = = ; Khi n   n  2 2 2 1 = h + 2h(   S = 3h = 30 m Câu 3: (4 điểm) Vì p1 = p3 nên ta có: V3 T3   T3  100V3 V1 T1 1 0,5 điểm 1,0 điểm ====== 0,5 điểm Đoạn 2- có dạng đoạn thẳng nên có dạng: V = a.T + b với a,b số + Khi V = V2, T =100 V2 = a.100 + b (2) + Khi V = V4, T = 300 : V4 = a.300 + b (3) 1,0 điểm 0,5 điểm + Từ (2) (3) ta có: a = - 3/200 b = 5,5 + Khi T = T3 ; V = V3 V3 =  100.V3  5,5 Vậy V3 = 2,2m3 200 1,0 điểm  Câu 4: (4 điểm) Vẽ hình phân tích lực ( hình chiếu điểm treo trọng tâm tam giác đều) Ta có đường cao tam giác h =a√3/ => R= 2h/3=a/√3 sin =R/l= a/√3l tan = F/P= √3f/ P ====== l 1,0 điểm f1 a q2 3k a 3f a Vì góc  nhỏ: sin  tan    P mg 3l  q  a 0,5 điểm 0,5 điểm  h mga  6,1.108 C 3kl 0,5 điểm F 1,0 điểm f2 1,0 điểm p 0,5 điểm ====== Câu 5: (4 điểm) y a) Hình vẽ +Gia tốc electron chuyển động điện trường hai bản: qE qU F   m m md v  v cos   0x +Ta có:  v0 y  v0 sin  - - voy a= O - vo E q●  v ox  F  +Phương trình chuyển động trục Ox Oy:  x  (v0 cos  )t  x  v0 xt x 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm    2   y  (v0 sin  )t  at  y  v0 y t  at x x qU  x     y  (v0 sin  )  +Ta có: t= v0 cos  v0 cos  md  v0 cos    y  x tan   0,5 điểm qU x2 mdv cos  +Vậy phương trình quỹ đạo là:  y  x tan  qU 800 x2  x x mdv cos  273 0,5 điểm b) Khi electron xa dương ( độ cao cực đại)thì: v y 0y v 2aymax ymax mdv02 sin 2 qU 2,84cm +Khoảng cách gần electron âm là: Hmin=d - ymax= 7,16 cm 0,5 điểm 0,5 điểm ...MỤC LỤC Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT... Hãn, Hải Phòng Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Liễn Sơn, Vĩnh Phúc Đề thi học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2019-2020 - Trường THPT Nguyễn... PHÒNG TRƯỜNG THPT TRẦN NGUN HÃN ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đề thi có trang) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG LỚP 11 - NĂM HỌC 2020-2021 Môn: VẬT LÝ Thời gian bàm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề