Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Phạm Văn Nghị có đáp án

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạ[r]

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH

TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN NGHỊ

-  -

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

NĂM HỌC 2019 - 2020 MÔN VẬT LÝ 11

(Thời gian làm bài 60 phút, không kể thời gian giao đề )

Đề gồm 04 trang

Câu 1 Một khối khí lí tưởng với chỉ số đoạn nhiệt  (=Cp/CV) thực hiện chu trình thuận nghịch gồm các

quá trình đoạn nhiệt, đẳng áp và đẳng tích như Hình 1 Tính hiệu suất của chu trình Biết trong quá trình

biến đổi đoạn nhiệt thể tích của chất khí giảm đi n lần

Câu 2 Cho hai hộp đen X, Y Trong mỗi hộp chỉ có một trong ba linh kiện: điện trở thuần, tụ điện, cuộn

dây thuần cảm Khi mắc X nối tiếp Y và mắc vào nguồn điện xoay chiều có tần số góc ω =  1 và có điện

áp hiệu dụng giữa hai cực không đổi, thì dòng điện hiệu dụng là I Khi mắc X song song với Y và mắc vào nguồn điện nói trên, thì dòng điện hiệu dụng mạch chính vẫn là I Với mạch mắc song song, ta thay đổi tần

số góc của nguồn điện thì cường độ dòng điện hiệu dụng mạch chính lúc đầu giảm xuống rồi sau đó lại

tăng lên đến khi ω =  2 thì dòng điện hiệu dụng mạch chính lại bằng I Tính  2 theo 1.

Câu 3 Cho cơ hệ như Hình 2 Vật khối lượng m nối với lò xo nhẹ, độ cứng k dao động trên mặt nghiêng

của nêm Góc giữa mặt nghiêng của nêm với phương ngang là  Nêm có khối lượng M và có thể chuyển

động tự do trên mặt phẳng ngang Tìm chu kì dao động nhỏ của hệ Bỏ qua mọi ma sát

Câu 4 Một đĩa tròn mỏng, tâm O, bán kính R, khối lượng M chuyển động tịnh tiến thẳng đều không ma sát

với vận tốc v 0=10m/s trên mặt sàn nằm ngang (mặt phẳng đĩa coi là trùng với mặt sàn) Từ độ cao h=5m so với mặt sàn, người ta thả rơi một vật nhỏ khối lượng m=M/4 Vật chạm vào đĩa tại tâm O sau đó nảy lên đến độ cao bằng 0,81h Hệ số ma sát giữa vật và đĩa là  =0,2 Cho g=10m/s 2

1 Tính tầm xa của vật saần va chạm đầu tiên

2 Tìm bán kính nhỏ nhất của đĩa để vật rơi trở lại đĩa ở ngay lần rơi kế tiếp Ở lần rơi này, hãy xác định độ

lớn góc hợp bởi vận tốc của vật với hướng chuyển động của đĩa ngay trước khi vật chạm đĩa

Câu 5 Cho hệ hai thấu kính đặt đồng trục, coi O 1 trùng với O 2 như Hình 3 Thấu kính O 1 có bán kính rìa là

R1=0,5cm, tiêu cự là f1=20cm, thấu kính O2 có bán kính rìa là R 2=1cm, tiêu cự là f2=20cm Đặt trên trục chính của hệ một nguồn sáng điểm S, cách hệ thấu kính 1m Ở phía bên kia của hệ thấu kính, đặt một màn

chắn vuông góc với trục chính Tìm vị trí đặt màn để kích thước vệt sáng thu được trên màn có diện tích nhỏ nhất

-Hết -

Thí sinh không được sử dụng tài liệu Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

Họ và tên thí sinh:……….……… …….…….….….; Số báo danh………

ĐÁP ÁN CHẤM THI

I LƯU Ý CHUNG:

- Hướng dẫn chấm chỉ trình bày một cách giải với những ý cơ bản phải có Khi chấm bài học sinh làm theo cách khác nếu đúng và đủ ý thì vẫn cho điểm tối đa

- Điểm toàn bài tính đến 0,25 và không làm tròn

II ĐÁP ÁN

Câu 1:

Trong chu trình:

- Nhiệt lượng khí nhận được:

Q1 = Cp(T3 – T2)

Nhiệt lượng mà khí tỏa ra:

Q2 = Cv(T3 – T1)

Hiệu suất của chu trình



1

2

p 3 2

T 1

C (T T ) 1 T

T

C (T T ) 1

T







V

T  T  T , T V1 11T V2 21 và theo đề V1 = V3 = nV2

Thay vào biểu thức của H được

H =

1 1

1 n 1

1 1 n











Câu 2:

- HS lý luận được X, Y là L và C………

(Khi chuyển các hộp từ cách mắc nối tiếp thành cách mắc song song mà tổng trở của mạch vẫn không thay đổi thì điều đó chỉ có thể xảy ra trong trường hợp khi trong một hộp có cuộn cảm, còn hộp kia có tụ điện.Ta

ký hiệu độ tự cảm của cuộn dây là L, điện dung của tụ điện là C, tần số của máy phát trước khi thay đổi là 

)

Khi mắc nối tiếp thì: ;

1

C







Tương tự, khi mắc song song, ta có: U C

L

U

 

L C







Ta ký hiệu 2

LC = x, ta nhận được 2 phương trình: x2 – 3x + 1 = 0

x2 - x+1 = 0 (loại vì không thay đổi)

Tỷ số giữa các tần số bằng tỷ số giữa các nghiệm của phương trình này:

2, 6

Câu 3:

Chọn hệ tọa độ như hình vẽ, gốc O ở vị trí cân bằng của m

Tại vị trí cân bằng lò xo giãn : l o mgsin

k



- Xét hệ ở thời điểm t bất kỳ, khi đó m có tọa độ (x2, y2), còn M có tọa độ x1 Động lượng của hệ theo phương ngang bảo toàn:

M.x1 + m.x2 = 0

- Mối liên hệ giữa các tọa độ của m và M :

y2 = (x2 – x1).tan

 y2 = x2.tan 1 m

M

 a2y = a2x.tgα 1 m

M

- Xét vật m: chịu 3 lực tác dụng Phương trình định luật II Niutơn cho m:m a 2  N mgF

- Chiếu lên hai trục tọa độ :

ma2x Nsin Fcos

ma2y mg Ncos Fsin

F=kΔl

k M m ''

2

m M m.sin



2

m M msin

T 2

k M m

 



Câu 4:

Vận tốc vật trước va chạm v1 2gh = 10m/s

Sau va chạm vật nẩy lên đến độ cao cực đại 0,81h; vậy vận tốc theo phương Oy có độ lớn

'

v  2g.0,81h 0,9v = 9m/s

Giả sử thời gian va chạm là t Gọi v1’, vx là các thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng và nằm ngang sau va chạm so với đất, ta có :

P mv ; P ' mv ' N t P ' P N t 1,9mv

P 0; P ' mv F t mv

hay N t mv 1,9 mv v 1,9 v

         

       

Thời gian chuyển động của vật sau va chạm là 1,8v1

t g

 = 1,8s nên tầm xa của vật là

L = vxt =

2

1

1,8v 3, 42 v 3, 42 2gh

Với đĩa F' tms  Mv Mv 0 Chiếu lên trục Ox ta có:

F' t Mv Mv hay F' t Mv Mv F t

m

Do N t mv Mv Mv mv 1,9 mv v v 1,9 v

M

Với vận tốc v sau thời gian t tâm O của đĩa đi được s0 = vt

Để vật rơi vào đĩa thì |L- s0| ≤R

min

1,8v

R  8,55 h  2gh =9,45m

Vận tốc của vật hợp với đĩa một góc  mà:

' 1

0

0,9 2gh 0,9 2gh v

tan

m

v v 1,9 2gh (1 ) v 2,375 2gh v

M

hay α ≈ 600

(Nếu HS giải với một trường hợp cụ thể thì cho đủ điểm)

Câu 5:

Ánh sáng phát ra từ S sẽ đi qua hai phần thấu kính: phần rìa là đơn thấu kính O2 và phần giữa là hệ thấu kính

O1≡ O2 ghép sát (O1≡ O2≡O) Phần thấu kính ghép sát tương đương một thấu kính có tiêu cự fo=10cm

Phần đơn thấu kính O2 cho ảnh ở S2, phần thấu kính hệ cho ảnh ở S1 Từ hình vẽ ta thấy diện tích vết sáng trên màn là nhỏ nhất khi đặt màn tại I

- Sử dụng công thức thấu kính ta có: S2 cách O đoạn S2O=25cm, S1 cách O đoạn S1O=100/9cm

- Xét cặp tam giác đồng dạng ta được: 2 1

;

S I MI S I MI

S O  PO S O  AO

1

S

2

I S I

S O S O

Vậy cần đặt màn cách O đoạn là: O I O S1S I1 17, 65cm

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên

danh tiếng

các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6,

7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành

tích cao HSG Quốc Gia

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn

học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí

từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí