ĐỀ THI HSG TRƯỜNG NXO VẬT LÍ 11, NĂM 2019

8 Cảm ơn Đang tải...

Chia sẻ bởi: Lê Hồng Quảng

Ngày cập nhật: 28/12/2020

Tags: ĐỀ THI HSG

SỞ GD &ĐT NGHỆ AN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN ÔN NĂM HỌC 2018 – 2019

Môn thi: VẬT LÝ 11

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

415226592075

V

E1, r1

E2, r2

D

C

A

B

R1

R3

R2

Hình 1

V

E1, r1

E2, r2

D

C

A

B

R1

R3

R2

Hình 1

Câu 1 (5 điểm).

cho

mạch điện như hình 1.

Biết E1 = 6 V, r1 = 1 Ω

, r2

= 3 Ω, R1 = R2 = R3 = 6 Ω.

Vôn kế lí tưởng có cổng COM nối vào điểm D và chỉ 3 V.

a) Tính suất điện động E2.

b) Nếu đảo cực nguồn E2 thì số chỉ của vôn kế là bao nhiêu?

c) Lúc chưa đảo cực nguồn E2, nếu thay vôn kế bằng ampe kế lí tưởng thì dòng chạy qua ampe kế bằng bao nhiêu?

Câu 2 (4 điểm).

Hai điện tích điểm q1 = 8.10-8 C và

q2 = -8.10-8 C đặt tại hai điểm A, B cách nhau khoảng r trong không khí.

Lực tương tác giữa chúng bằng 9.10-3 N.

a) Tính r

4879975362585

Hình 2

A

B

0

Hình 2

A

B

b) Xác định véc tơ cường độ điện trường tổng hợp do hai điện tích gây ra tại trung điểm O của đoạn AB.

c) Lập công thức tính cường độ điện trường tổng hợp E tại điểm M nằm trên đường trung trực của AB và cách AB một khoảng h. Xác định h để E đạt cực đại.

Câu 3 (3 điểm).

Điện tích điểm q = - 2.10-8 C di chuyển dọc

theo

các cạnh của tam giác đều ABC cạnh a = 8 cm trong điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường song song cạch BC và có độ lớn 400 V/m (Hình 2).

Tính công của lực điện trường khi q dịch chuyển trên mỗi cạnh của tam giác.

Câu 4.

(2 điểm).

Một tụ điện phẳng không khí có điện dung C = 4 pF,

khoảng

cách giữa hai bản bằng 4 cm được tích điện đến điện tích Q = 2.10-8 C.

Tính hiệu điện thế giữa hai bản tụ

4435652772263

R1

R

R2

Hình 3

0

R1

R

R2

Hình 3

Tại cùng một thời điểm, trên cùng một đường thẳng vuông góc với các bản

tụ một

êlectrôn bắt đầu chuyển động từ bản âm sang bản dương và một prôtôn bắt đầu chuyển động từ bản dương sang bản âm. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và tương tác giữa hai điện tích. Hỏi vị trí chúng gặp nhau cách bản dương một khoảng bao nhiêu? Cho khối lượng prôtôn bằng 1840 lần khối lượng êlectrôn

528637512538

E, r

E, r

Câu 5.

(6 điểm)

Cho mạch điện như hình 3, trong đó nguồn có suất điện động E = 10,8 V, điện trở trong r = 2 Ω, các điện trở

R1 = 1 Ω, R2 = 4 Ω, R là một biến trở.

Điều chỉnh R = 6 Ω. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của

nguồn

và nhiệt lượng tỏa ra trên R2 trong 10 phút.

431927041275

D

E1, r1

A

B

A

E, r

Hình 4

R0

0

D

E1, r1

A

B

A

E, r

Hình 4

R0

Xác định R để công suất tỏa nhiệt trên R đạt cực đại.

Để xác định suất điện động E của một nguồn điện,

người ta mắc nó vào một mạch như hình 4, với

E1 = 6 V, r1 = 1 Ω. AB là một dây đồng chất tiết

diện đều, dài 1 m và cứ 10 cm thì có điện trở 0,5 Ω.

4554855-8255

R0 là điện trở bảo vệ. Khi xê dịch con chạy D đến vị trí

cách A một khoảng 40 cm thì am pe kế chỉ số không.

Xác định E.

....................HẾT ....................

3832860303530

E1, r1

E2, r2

A

B

R1

R3

Hình 1

V

D

C

I

I1

I2

00

E1, r1

E2, r2

A

B

R1

R3

Hình 1

V

D

C

I

I1

I2

ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG MÔN VẬT LÝ 11 NĂM HỌC 2018 – 2019

Câu 1 (5 điểm).

407231063721

R2

R2

(2 điểm) Giải sử dòng điện chạy trong mạch như hình vẽ.

Vì cổng COM ở D nên UCD = 3 V 0,5 đ

↔ - I1R1 +E1 –

I1r1 =

3 (1) 0,25

Điện trở t đ mạch ngoài RN = 4 Ω ………… 0,25 đ

Có: I1 = I.R2/(R1+R2+R3) = I/3, thay vào (1) 0,5

ta

được I = 1A.

Định luật ôm toàn mạch I = (6+E2)/8 => E2 = 2 V 0,5đ

(1,5 điểm) Đảo cực của E2.

Định luật ôm toàn mạch I = (E1 – E2)/(RN+r1+r2 )= 0,5 A 0,5đ

382796947459

E1, r1

E2, r2

A

B

R1

R3

Hình 1

A

D

C

I

I1

I2

00

E1, r1

E2, r2

A

B

R1

R3

Hình 1

A

D

C

I

I1

I2

I1 = I/3 = 0,5/3 = 1/6 A 0,5

UCD = UCA + UAD = -I1R1 +E1 – Ir1 = 4,5 V 0,5

406435959745

R2

I’

R2

I’

(1,5 điểm)Thay V bằng A

599724488900

5025086502285

Giả sử dòng qua A (IA) chạy từ C đến

D ,

dòng chạy qua E2

610870014936

I’

I’

là

I’

5121882252813

5052695254939

I3

I3

UAC = UAD => I – 6 + 6I1 = 0 (2) ……0

,25

đ

UCB = UDB => 6I3 + 3I’ -2 = 0 (3) ……0

,25

đ

I2 = UAB/R2 = I1 + I3

Nút A: I = I1 + I2 = 2I1 + I3 (4)

Nút B: I’ = I2 + I3 = I1 +2I3 (5) 0

,25

đ

Từ (2) và (4) => I3 =6

– 8I1

(6)

Từ (3) và (5) => 12I3 = 2 – 3I1 (7)

Giải hệ (6), (7) ta được

I1 = 70/93 A

I3 = -2/93 A ………………………..0

,25

đ

Dấu “-

“ chứng

tỏ I3 có chiều ngược lại với giả sử

IA = I1 – I3 = 72/93 A. ………. 0

,5

đ.

Câu 2.

(4 điểm)

(1 điểm) Áp dụng công thức F = k.q1q2/r2 -> r = 0,08 m

129628415461

00

(1 điểm)

……..

0

,25

đ4826635419404

E1

E1

……….. 0

,25

đ

444914173025

M

M

4678459289726

4660707289726

502583259138

502646728964300

4660707289726

466065259138

38337712897260

Do 2 véc tơ E1 và E2 cùng chiều

nên EC

= E1 + E2 = 64/9.105 V/m 0,25 đ

445492363003

h

h

4833620136856

E2

E2

(2 điểm) Đặt AB = 2a => AC = BC = a

4517721210820

C

C

543082479375

B

B

357201378105

A

A

lập

được công thức

EM = 2k.a.q1

/(

a +h)3/2 ……………….. 1 đ

Biện luận được

EM max

khi h = 0 …….1 đ

Câu 3 (3 điểm).

Áp dụng công thức A = qEd, ta có

Công trên cạnh AB là AAB = -2.10-8.400

.(

-0,04) = 32.10-8 J 1 đ

Công trên cạnh BC là ABC = -2.10-8.400.0

,08

= - 64.10-8 J 1 đ

Công trên cạnh CA là ACA = -2.10-8

.(

-0,04) = 32.10-8 J 1 đ

Nếu thí sinh cho điện tích dịch chuyển theo hướng A →

C →

B →A mà tính

công

đúng thì vẫn cho điểm tối đa.

Câu 4 (2 điểm)

(0,5 điểm)

Hiệu điện thế giữa hai bản tụ là U = Q/C = 5.103 V

(1,5 điểm)

Proton và electron chỉ chịu tác dụng của lực điện trường giữa hai bản tụ điện.

Gọi q là độ lớn điện tích của

eletron =

> q = qp Độ lớn gia tốc:

của

electron a1 = qE/me 0,25 đ

của

proton a2 = qE/mp 0,25 đ

gọi

s là là khoảng cách từ điểm gặp nhau tới bản dương thì quãng

đường

mà electron đi được là d – s

có

: d – s = a1.t2/2 ………. 0,25 đ s = a2.t2/2 ………..0,25 đ

(d – s)/s = a1/a2 = mp/me = 1840 => s = 2,2.10-5 m 0,5 đ

Câu 5 (6 điểm).

(3 điểm)

(1,5 điểm)

Điện trở tương đương của mạch ngoài RN = R1 + R.R2/(R + R2) = 3

,4

Ω ….. 0

,25

đ

Định luật ôm toàn mạch => I = 2 A …… 0

,25

đ

Hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là Ung = E – Ir = 6

,8

V ….. 0

,5

đ

I2 = I.R/(R + R2) = 1

,2

A. 0

,25

đ

Nhiệt tỏa ra trên R2 trong 10 phút là Q = I22.R2.t = 3456 J ……0

,25

đ

(1,5 điểm)

RN = R1 + R.R2/(R + R2) = 1 + 4R/(R + 4)

Dòng điện trong mạch chính: I = E

/(

RN + r) = E/(3 +4R/(R + 4))

= E(R + 4)

/(

12 + 7R). 0

,5

Dòng điện chạy qua

Rlà I3

= I.R2/(R + R2) = 4E/(12 + 7R). 0

,5

Công suất tỏa nhiệt trên R là P = I32.R = 16E2.R

/(

12 + 7R)2 = 16E2/(12√R +7/√R)

Để P đạt max = 5,55W thì mẫu số phải đạt

min ↔

7√R =12/√R => R = 12/7 Ω 0,5

(3 điểm)

Điện trở dây dẫn

là Rd

= 10.0,5 = 5 Ω 0,5

Điện trở của đoạn dây 40 cm là RBD = 2 Ω 0

,5

Khi AD = 40 cm thì dòng qua nguồn E bằng 0, do đó

+ Dòng điện chạy qua dây là I = E1

/(

Rd + r1) = 1A 0,5

+ Dòng qua nguồn E bằng 0 nên xét vòng AEDA ta có

E -I

Rd =

0 -> E = IRd = 2 V 1,5 đ