Đáp án vật lý 11 đề xuất hùng vương

Tính điện thông qua từng mặt của hình lập phương đó.. Nếu bên ngoài hình lập phương còn có các điện tích khác thì điện thông qua từng mặt hình lập phương và qua toàn bộ hình lập phương c

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

LÊ QUÝ ĐÔN – ĐIỆN BIÊN

(HƯỚNG DẪN CHẤM

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT )

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ – KHỐI 11- Trại Hè Hùng

Vương NĂM HỌC 2022 – 2023

Câu 1( tĩnh điện – 3 điểm) Cho điện tích điểm dương q = 1nC.

a) Đặt điện tích q tại tâm hình lập phương cạnh a = 10cm Tính điện

thông qua từng mặt của hình lập phương đó Nếu bên ngoài hình lập

phương còn có các điện tích khác thì điện thông qua từng mặt hình

lập phương và qua toàn bộ hình lập phương có thay đổi không?

b) Đặt điện tích q tại một đỉnh của hình lập phương nói trên Tính

điện thông qua từng mặt của hình lập phương

1 a Điện thông qua từng mặt của hình lập

phương Gọi 1 là điện thông qua một mặt của hình lập phương Điện thông qua 6 mặt của hình lập phương là:

 = 61

0,75

-Áp dụng định lí Ôt-trô-grat-xki – Gau-xơ (O-G), ta được:

9

10 6.8, 9.10





= 18,83(V.m)

0,5

-Nếu có các điện tích khác bên ngoài hình lập phương thì các điện tích này sẽ làm thay đổi điện thông qua các mặt khác nhau của

0,5

hình lập phương Điện thông qua toàn bộ

hình lập phương bây giờ vẫn chỉ bằng điện

thông qua một mặt kín có chứa q mà thôi,

nghĩa là điện thông qua toàn bộ hình lập

phương vẫn là:

0

q

ε

9 12

10

8, 9.10







= 118(V.m)

Vậy: Điện thông qua từng mặt của hình lập

phương là 1 = 18,83(V.m) ; khi bên ngoài

hình lập phương còn có các điện tích khác

thì điện thông qua từng mặt hình lập phương

sẽ thay đổi nhưng điện thông qua toàn bộ

hình lập phương vẫn như cũ

0,25

b Điện thông qua từng mặt của hình lập

phương khi đặt điện tích q tại một đỉnh

Giả sử điện tích q được đặt tại đỉnh A, lúc đó

3 mặt hình lập phương có chứa đỉnh A sẽ có

điện thông bằng 0 Vì tính đối xứng nên điện

thông qua 3 mặt còn lại có giá trị bằng nhau

và bằng 2 Để tính 2 ta xét hình lập

phương lớn, tâm A, cạnh 2a, khi đó q nằm

tại tâm hình lập phương lớn có diện tích 4a2

nên điện thông qua mỗi mặt hình lập

phương lớn sẽ là 2

0,5

Vì tính đối xứng nên điện thông qua toàn bộ

hình lập phương lớn sẽ bằng:

9

10 24.8,9.10







= 4,7(V.m)

0,5

Vậy: Điện thông qua từng mặt của hình lập

phương khi đặt điện tích q tại một đỉnh là 2

= 4,7(V.m)

Câu 2.( mạch phi tuyến - 3 điểm)

Một đèn dây tóc có điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ Sự phụ thuộc vào cường độ dòng điện qua đèn và hiệu điện thế đặt vào đèn được cho trong bảng sau:

a) Vẽ đặc tuyến vôn-ampe của đèn

b) Đèn được mắc vào mạch với các phần

tử khác theo sơ đồ: U 100 ; V R 1 14 ;

-Tính điện trở của đèn khi khóa K mở và

khi khóa K đóng

-Biết hệ số nhiệt của điện trở đèn là 3.10

-4K-1 Hỏi nhiệt độ của đèn khi khóa K đóng

và mở chênh nhau bao nhiêu độ?

Câu

2

a a) Đặc tuyến vôn-ampe của đèn

0,5

R3

R1 R2

Đ

0 20 40 60 80 100 120 0

2 4 6 8 10 12

0

45

I(A)

U(V)

- Đoạn U từ 0V đến 25V đồ thị là đoạn

thẳng đi qua gốc tọa độ( lúc này nhiệt

độ còn thấp, R coi như chưa thay đổi):

U và I vẫn tuân theo định luật OHM

- Với U 25V , đồ thị là dạng cong, lúc này

nhiệt độ tăng cao, R đã thay đổi( R tăng), U và I không tuân theo định luật OHM nữa

0,5

b Khi đèn được mắc vào mạch điện:

-Điện trở của đèn khi khóa K mở và khi khóa

K đóng

+Khi K mở, mạch điện gồm: [(R1 nt R2) // Rd]

nt R3 Từ đó:

d d

900+68R 50+R

R 

=>

U R

I 

=

d d

100(50+R ) 900+68R

=

12d

=

d

=>

73,53 – 13, 23

0,5

+Khi K đóng, mạch điện gồm: R1 // [Rd nt

(R2 // R3) ] Từ đó:

d d

168+14R R 26+

R 

=>

U R

I 

=

d d

100(26+R ) 168+14R

0,5

23d d

2

=

d

=> U d  100 – 12I d

+Vẽ các đồ thị biểu diễn mối quan hệ U, I bởi (1) và (2) Trên đồ thị ta xác định được vị trí các giao điểm (I) , (II) :

(I):

 

0,25

+Điện trở của đèn khi khóa K mở và khi khóa

K đóng:

d1 1 d1

d

;

d 2

d

d

0,25

-Độ chênh lệch nhiệt độ của đèn khi khóa K đóng và mở

Ta có:

2 1(1 )

d2 d1

4 d1





Vậy: Khi đèn được mắc vào mạch điện thì:

-Điện trở của đèn khi khóa K mở và khi khóa

K đóng là Rd1 = 2,842; Rd2 = 3,66 -Độ chênh lệch nhiệt độ của đèn khi khóa K đóng và mở là Δt = = 960t = 960K

0,5

Câu 3( quang hình - 4 điểm)

Thấu kính (L) hai mặt lồi, cùng bán kính R, có f 15cm Thủy tinh có chiết suất n 1,5. Vật AB1, 2cm đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính A ở trên trục chính và cách quang tâm O 60cm Sau thấu kính, cách tâm O 10cm có gương phẳng (G) đặt sao cho pháp tuyến

IN của mặt phản xạ hợp góc 45 với trục chính thấu kính

a) Tính bán kính cong R của hai mặt thấu kính

b) Xác định ảnh A B  của AB tạo bởi hệ

c) Thay (G) bằng mặt huyền của một lăng kính phản xạ toàn phần đặt sao cho OI qua tâm I của mặt huyền Hai cạnh góc vuông của lăng kính có độ dài a6cm Thủy tinh làm lăng kính có chiết suất

1,5

n  Xác định ảnh của vật tạo bởi hệ lăng kính và thấu kính

Hướng dẫn chấm:

a a) Bán kính cong R của hai mặt thấu kính

n

1

b b) Ảnh A B  của AB qua hệ

- Sơ đồ tạo ảnh:

1 1

 

1

- Xét sự tạo ảnh liên tiếp:

Với

1

1 1

60

20

60 15









Với

2 2

:

A B









d2IA1 IA10cm

- Số phóng đại của ảnh : ta có A B  A B1 1

với:

1

1

.1, 2 0, 4

d

d



Vậy: Ảnh A B  là ảnh thật, song song với trục chính, cách trục chính 10cm và có độ lớn 0,4cm

1

c Khi thay gương phẳng (G) bằng lăng kính phản xạ toàn

phần

- Khi đặt lăng kính phản xạ toàn phần sao cho mặt huyền của lăng kính ở đúng chỗ gương (G) thì:

+ Mặt huyền có tác dụng như một gương phẳng hắt

ảnh A B  theo phương vuông góc với A B1 1 + Các tia sáng tạo ảnh còn đi qua thủy tinh một đoạn tổng cộng (đoạn tới và đoạn phản xạ) bằng a

Do đo, xét về sự tạo ảnh, lăng kính phản xạ toàn phần tương đương với một bản mặt song song có bề dày a, chiết suất n và một gương phẳng

- Sơ đồ tạo ảnh tương đương qua hệ như sau:

d





 

- Độ dịch chuyển ảnhA B2 2 của A B1 1 qua bản mặt song song là:

1 2

1,5

n

0,2 5

- Khoảng cách giữa A2 của ảnh A B2 2 so với I là :

- Khoảng cách giữa A của ảnh A B  so với I hay so với trục chính thấu kính là:

2 12

A I A I  cm

Vậy: Ảnh A B  là ảnh thật, song song với trục chính, cách trục chính 12cm và có độ lớn bằng 0,4cm

0,2 5

Câu 4( điện từ - 3 điểm)

Một vành tròn kim loại bán kính r, tiết diện ngang S  2



, có khối lượng riêng d và điện trở suất  Ban đầu vành nằm ngang, rơi vào một từ trường có tính đối xứng trục B như hình vẽ (trục của vành trùng với trục đối xứng của từ trường) Tại thời điểm nào đó vận tốc của vành là v

a) Tìm biểu thức của dòng điện cảm ứng trong vành.

b) Tìm biểu thức của gia tốc a và vận tốc v của vành Nhận xét về độ lớn của v theo thời gian Giả thiết độ cao của miền từ trường là đủ lớn

a a) Biểu thức của dòng điện cảm ứng trong vành

- Xét một phần từ chiều dài Δ l của vành Tại thời điểm

t, vành có vận tốc v thì trong phần từ Δ l của vành sẽ

có suất điện động Δ eBv lΔ và suất điện động cảm ứng

trong cả vành là: eΔ eBv.2r

- Dòng điện cảm ứng trong vành là:

2

I



Với:





Vậy: Biểu thức của dòng điện cảm ứng trong vành là

I



1

b) Biểu thức của gia tốc a và vận tốc v của vành

- Lực điện từ tác dụng lên phần từ Δ Δl: F BI lΔ

- Lực điện từ tổng hợp tác dụng lên cả vành:

.2

2

2



1

- Theo định luật Len-xơ, lực F sẽ có hướng chống lại sự 1

rơi của vành (hướng lên) Theo định luật II Niu-tơn, ta có:

M

- Thay

2

2

 vào, ta được:

2

d



- Mặt khác 

dv a

dt nên ta được:

2

 

g

2

2 1

B t d

gd

B



2

B t pd

Vậy: Biểu thức của gia tốc a và vận tốc v của vành là

2

2 1

B t d

gd

B



2

B t d

a ge  Từ đó, ta thấy: a giảm dần

và v tăng dần khi vành rơi và sau một thời gian đủ lớn

thì a = 0 và vành rơi đều với vận tốc  2

gd v

B



Câu 5: ( dao động cơ chất điểm – 4 điểm)

Một vật có khối lượng m, được treo vào đầu một lò xo không khối

lượng, có độ cứng k, đầu kia của lò xo móc vào một giá đỡ Vật dao

động tắt dần do chịu một lực ma sát nhớt với hệ số ma sát là b Khi

xảy ra một cơn địa chấn, sóng địa chấn làm cho giá đỡ dao động

điều hòa theo phương thẳng đứng phương trình x1a1cos( )t

a Lập phương trình vi phân của chuyển động tương đối của khối

lượng m đối với giá đỡ S, được đánh dấu bằng ly độ x

b Trong chế độ ổn định, hãy lập phương trình dao động x t( ) của vật

m

c Chứng minh rằng đối với tần số riêng 0 nhỏ của con lắc lò xo,

thiết bị này có thể dùng để đo biên độ của sóng địa chấn

a Khi giá đỡ và m đang đứng yên: m g k   (1)

Khi giá đỡ dao động:x1a1costx1' 2 .cosa1 t

1

Chọn HQC gắn với giá đỡ Trong HQC này, giá đỡ đứng

yên, còn vật m chịu thêm lực quán tính F qt mx1'' Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của hệ, chiều dương hướng xuống dưới Xét vật ở ly độ x, ta có phương trình:

1

mx mg k l x    bx m a t

Kết hợp với (1), ta được:

1cos

(2)

1

b Trong chế độ ổn định, vật m dao động điều hòa theo

phương trình:

x A t

1

2 2

m a A

k









(3);

k m











(4)

1

0

m



Mặt khác b lại rất bé nên (3) và (4) trở thành

1

Vật m dao động theo phương trình: x1 a1cost

Suy ra biên độ và tần số dao động của vật m bằng biên

độ và tần số của sóng địa chấn

Câu 6 (Phương án thực hành- 3 điểm)

Một bóng điện ghi 2,5V – 0,1W, có dây tóc đèn có bán kính rất nhỏ nên khi có dòng điện chạy qua là nóng lên rất nhanh Người ta cần phải đo chính xác điện trở của nó ở nhiệt độ phòng

Cho thêm các dụng cụ:

- 01 pin có ghi 1,5V

- 01 biến trở

- 01 milivôn kế có thang đo từ 0 đến 2000mV, mỗi độ chia ứng với 1mV, sai số ± 3mV; điện trở nội rất lớn

- 01 miliampe kế có thang đo từ 0 đến 2 mA, mỗi độ chia ứng với 1μA, sai số ± 3μA.A, sai số ± 3μA, sai số ± 3μA.A

Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập các bảng biểu cần thiết để xác định điện trở của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phòng Nêu các nguyên nhân dẫn đến sai số, ước lượng độ lớn của sai số

Cơ sở lý thuyết:

- Theo định luật Ohm:

U R I



(1)

- Điện trở phụ thuộc nhiệt độ: R R 1 p t t p

(2) Điện năng mà đèn tiêu thụ chuyển thành năng lượng bức xạ nhiệt ra môi trường và nhiệt lượng truyền ra

môi trường nên ta có:

d bucxa truyennhiet

d truyennhiet bucxa truyennhiet



UI

K

0,25

0,25

0,5

Đ

V A

E, r

Rb

- Từ (1), (2) và (3) ta có:

p p

R U



Đặt:

U

x P UI; y R

I

, ta được: y ax+b

trong đó:

p

p

R

K



0,5

Bố trí thí nghiệm: Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ

Tiến trình thí nghiệm:

- Thay đổi giá trị của biến trở Với mỗi giá trị của biến trở,

đọc số chỉ U của vôn kế, I của ampe kế, ghi vào bảng số

liệu:

U (V) I (A) x = P =

UI

y = R = U/I

từ đồ thị ngoại suy được b = Rp

0, 5

0,5

0,5

HẾT

ÁN

x = P (W)

y = R (Ω))

0

LÊ XUÂN THÔNG Nguyễn Thị Phương Thúy