Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Liễn Sơn có đáp án

- 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 mễ[r]

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC

TRƯỜNG THPT LIỄN SƠN

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

NĂM HỌC: 2019 – 2020

Môn: Vật lí Thời gian: 180 Phút

Câu 1(1,5 đ): Một ống thuỷ tinh nhỏ, tiết diện đều, một đầu kín, một đầu hở, chứa một khối khí lí tưởng

được ngăn cách với không khí bên ngoài bằng cột thuỷ ngân có chiều cao h = 119mm Khi ống thẳng đứng

miệng ống ở dưới, cột không khí có chiều dài l1 = 163mm Khi ống thẳng đứng miệng ống ở trên, cột không

khí có chiều dài l2 = 118mm Coi nhiệt độ khí không đổi Tính áp suất po của khí quyển và độ dài lo của cột

không khí trong ống khi ống nằm ngang

Câu 2:(1,5đ)

Cho hai điểm A và B cùng nằm trên một đường sức của điện trường do một điện tích điểm q > 0 gây ra Biết

độ lớn của cường độ điện trường tại A là 36V/m, tại B là 9V/m

a) Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB

b) Nếu đặt tại M một điện tích điểm q0 = -10-2C thì độ lớn lực điện tác dụng lên q0 là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực

Câu 3 (2 đ): Một tụ điện phẳng có hai bản cực hình vuông cạnh a = 30 cm, đặt cách nhau một khoảng d = 4

mm nhúng chìm hoàn toàn trong một thùng dầu có hằng số điện môi  2,4

như hình vẽ (hình 1) Hai bản cực được nối với hai cực của một nguồn điện có

suất điện động E = 24 V, điện trở trong không đáng kể

a) Tính điện tích của tụ

b) Bằng một vòi ở đáy thùng dầu, người ta tháo cho dầu chảy ra ngoài

và dầu trong thùng hạ thấp dần đều với vận tốc v = 5mm/s Tính cường độ

dòng điện chạy trong mạch trong quá trình dầu hạ thấp

c) Nếu ta bỏ nguồn điện trước khi tháo dầu thì điện tích và hiệu điện thế

của tụ thay đổi thế nào?

Câu 4 (3đ):

Hình 1

E

1 Có một số điện trở r = 5 () Hỏi phải dùng tối thiểu bao nhiêu

điện trở đó để mắc thành mạch có điện trở 3 () Xác định số điện trở r,

vẽ sơ đồ mạch ?

2 Cho mạch điện như hình vẽ : trong đó E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω;

R1=R2=R3=6Ω

a) Vôn kế V (điện trở rất lớn) chỉ 3V Tính suất điện động E2

b) Nếu đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thì vôn kế V chỉ bao nhiêu?

Câu 5 (1 đ): Một vòng dây hình tròn, bán kính R = 10cm có dòng điện I = 10A chạy qua, được đặt sao cho

mặt phẳng của nó song song với các đường cảm ứng từ của một từ trường đều có cảm ứng từ B = 8.10-5T Xác định cảm ứng từ tổng hợp tại tâm O của vòng dây đó

Câu 6 (1 đ): Cho một nguồn điện không đổi (có điện trở trong), và 2 vôn kế khác nhau có điện trở hữu

hạn.Hãy trình bày phương án xác định suất điện động của nguồn điện?

- Hết -

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

HƯỚNG DẪN CHẤM THI

1

(1,5đ)

Khi miệng ống ở dưới, không khí trong ống có thể tích V1=Sl1, áp suất p1=(po-h) mmHg

Khi miệng ống ở trên, không khí trong ống có thể tích V2=Sl2, áp suất p2=(po+h) mmHg

Quá trình đẳng nhiệt: p1V1=p2V2 Sl p1( oh)Sl2(p oh)p o743mmHg

Khi ống nằm ngang, không khí trong ống có thể tích Vo = Slo, áp suất po

Quá trình đẳng nhiệt: p1V1= poVo  Sl p o o Sl p1( o  h) l o 137mm

2

(1,5đ)

q

EA k 36V / m

2 OA

q

2 OB

  (2)

V

E 1 ,r 1 E 2 ,r 2

R 1

R 2

R 3

D

EM k

2 OM

 (3)

Lấy (1) chia (2)

2 OB

4 OB 2OA OA

    

  Lấy (3) chia (1)

2

EM OA

A

  

 

Với: OM OA OB 1,5OA

2



2

E 16V M

E OM 2, 25 A

Lực từ tác dụng lên qo: Fq EM0

vì q0 <0 nên F ngược hướng với EM và có độ lớn:

F q0 EM 0,16N

3 (2đ)

Điện dung của tụ điện: F

d K

S

C 4,8.10 10

4











Điện tích của tụ điện: Q = C.U = C.E = 115.10-10

C Gọi x là độ cao của bản tụ ló ra khỏi dầu : x = vt, khi dầu tụt xuống tụ trở thành 2 tụ mắc song

song

Tụ C1 có điện môi không khí:

d

vt a d

ax

C 0 0 . 1









Tụ C2 có điện môi là dầu:

d

vt a a d

x a a

2







Điện dung của tụ trong khi tháo dầu: C C1 C2 C 1 vt( 1)

a







Điện tích của tụ trong khi tháo dầu: , , ( 1)

1 vt

Q C Q

a







E

a

v Q t

Q Q t

Q

,

10 12 , 1 ) 1





















Nếu bỏ nguồn: Q không thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi

U a

vt

U C

Q











 1) ( 1

, ,

Khi tháo hết dầu thì : vt = a, U, U

4 (3đ) 1

* Gọi điện trở của mạch là R

Vì R < r nên các điện trở r phải được mắc song song

Giả sử rằng mạch này gồm 1 điện trở r mắc song song với một mạch nào đó có điện trở X như hình (a)

Ta có :

R =

X r

X r



 3 =

X

X

 5

5

 X = 7,5 ()

Với X = 7,5 () ta có X có sơ đồ như hình (b)

Ta có : X = r + Y

 Y = X - r = 7,5 - 5 = 2,5 ()

Để Y = 2,5 () thì phải có 2 điện trở r mắc song

song

Vậy phải có tối thiểu 4 điện trở r mắc như hình (c)

2

a Tính suất điện động E2

+ Điện trở toàn mạch  







3 1 2

3 1 2

R R R

R R R R

+ I đến A rẽ thành hai nhánh:

3 2

1

1 3

1 2 2

I R

R

R I

I











+ UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = 6 -3I

+ U CD 3V

+ 6 -3I =3 => I = 1A, I = 3A

- Với I= 1A:

E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = 8 => E2 = 2V

- Với I = 3A:

E1 + E2 =8 *3 = 24 => E2 = 18V

V

E 1 ,r 1 E 2 ,r 2

R 1

R 2

R 3

C D

H.1

I 1

I 2

I

b Đổi chỗ hai cực của nguồn E2 thì vôn kế chỉ bao nhiêu

+ Khi đổi chỗ hai cực thì hai nguồn mắc xung đối

- Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện đi ra từ cực dương của E1

A r

r R

E E

I 0,5

2 1

2









UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V

- Với E2 = 18V > E1: E2 là nguồn, , E1 là máy thu

A r

r R

E E

I 1,5

2 1

1









UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = 6 +3I = 10,5V

5 (1đ) BO = 1,02.10-4T ;

BO hợp với B một góc α ≈ 38,130

6 (1đ) Gọi điện trở của 2 vôn kế là X và Y Gọi E và r lần lượt là suất điện động và điện trở trong của

nguồn khi đó:

+ mạch ngoài gồm mỗi X thì 1

1

1

U X E r

E  X r U   X

(U1 là số chỉ của vôn kế X)

+ mạch ngoài gồm mỗi Y thì 2

2

1

U Y E r

E Y r U  Y

(U2 là số chỉ của vôn kế Y)

Từ (1) và (2) ta có:

1 2

1 1

E E

r

U U   X Y (3)

+mạch ngoài gồm X song song với Y thì 3

3

1

1 1

1 ( )

1 ( )

1 1

r

X Y

X Y





(4)

(U3 là số chỉ của 2 vôn kế )

Từ (3) và (4) ta có

1 2 3

1 2 3

1

E E E

E

U U U

U U U

    

 

Lưu ý: Học sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa

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

I Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường

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

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho

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