Đang tải... (xem toàn văn)
Nhằm giúp các bạn học sinh đang chuẩn bị bước vào kì thi có thêm tài liệu ôn tập, TaiLieu.VN giới thiệu đến các bạn Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Liễn Sơn, Vĩnh Phúc để ôn tập nắm vững kiến thức. Chúc các bạn đạt kết quả cao trong kì thi!
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 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 MÔN: VẬT LÝ ———————————— Câu (02... Cơng cạnh AB AAB = -2 .1 0-8 .400. (-0 ,04) = 32.1 0-8 J 0,25 Công cạnh BC ABC = -2 .1 0-8 .400.0,08 = - 64.1 0-8 J 0,25 Công cạnh CA ACA = -2 .1 0-8 . (-0 ,04) = 32.1 0-8 J 0,25 Nếu thí sinh cho điện tích dịch... 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 thi? ??u điện trở r mắc hình (c) 0.25 a Tính suất điện