Đề thi học sinh giỏi môn Vật lí lớp 11 cấp trường năm 2020-2021 - Trường THPT Phùng Khắc Khoan, Hà Nội giúp các bạn củng cố lại kiến thức và thử sức mình trước kỳ thi. Hy vọng nội dung đề thi sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới.
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 khơng 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 Dịng 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 ôm cho toàn 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, dòng 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 ơm tồn 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 R4 Dịng điện mạch chính: (4đ) E E E ( R 4) RN r R R 12 R4 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 cơng 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 vòng AEDA ta có E -I RAD = -> E = IRAD = V 0,5 1,0 0,5 HẾT ... Trường THPT Phùng Khắc khoan Thạch Thất KỲ THI CHỌN HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 202 0-2 021 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... 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... BC cos b) (1,5đ) (4đ) AAB = qUAB = -qUBA = -4 .1 0-7 J ABC = qUBC = 4.1 0-7 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;