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

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.08 MB, 9 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG

ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 
NĂM HỌC 2019 – 2020

Môn thi: VẬT LÝ- BẢNG A

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

Bài 1 (4,0 điểm). Trên mặt phẳng nằm ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nghiêng của nêm là 
. Một vật nhỏ khối lượng

2
m

bắt đầu trượt không ma sát từ A.Biết AB = l (Hình 1).

1. Nêm được giữ cố định trên mặt phẳng ngang. Tìm tốc độ của vật nhỏ khi trượt đến B.

2. Nêm có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Hãy xác định gia tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt
theo phương ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ A đến khi nó rời khỏi nêm tại B.

3. Giả sử nêm đang có vận tốc V0 đến va chạm hoàn toàn đàn hồi vào một quả cầu nhỏ có khối lượng 2m
đang nằm n (Hình 2). Sau va chạm nêm khơng nẩy lên. Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu
thì góc nghiêng của nêm  phải nhỏ hơn một góc giới hạn 0. Tìm 0.

Bài 2(3,5 điểm). Một hạt khơng mang điện tích, đang đứng yên thì bị vỡ ra trong một từ trường đều B thành
hai mảnh khối lượng m1 và m2, mang điện tích tương ứng là q và –q. Biết rằng sau khoảng thời gian t kể từ
khi vỡ hai mảnh này gặp nhau. Bỏ qua tương tác Culông giữa hai mảnh và lực cản của mơi trường. Tìm

khoảng thời gian t.

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

1. Ban đầu các tụ điện chưa tích điện. Khóa K ở vị trí b, chuyển sang a rồi lại về b. Tính điện lượng qua R.
2. Sau đó chuyển K sang a rồi lại về b. Tính điện lượng qua R trong lần chuyển thứ 2.

3. Tính tổng điện lượng qua R sau n lần chuyển khóa như trên.

Bài 4(3,0 điểm). Hai thanh ray dẫn điện dài nằm song song với nhau, khoảng cách giữa hai thanh ray là l = 
0,4m. MN và PQ là hai thanh dẫn điện song song với nhau và được gác tiếp xúc điện lên hai thanh ray, cùng
vuông góc với hai ray (Hình vẽ 4). Điện trở của MN và PQ đều bằng r = 0,25, R = 0,5, tụ điện C = 20µF
ban đầu chưa tích điện, bỏ qua điện trở của hai ray và điện trở tiếp xúc. Tất cả hệ thống được đặt trong một
từ trường đều có véc tơ Bvng góc với mặt phẳng hình vẽ chiều đi vào trong , độ lớn B = 0,2T.

Cho thanh MN trượt sang trái với vận tốc v = 0,5m/s, thanh PQ trượt sang phải với vận tốc 2v.

1. Tìm cơng suất tỏa nhiệt trên điện trở R.

2. Tìm điện tích của tụ , nói rõ bản nào tích điện dương ?

Bài 5(5,5 điểm).Cho mạch điện như hình 5. Nguồn điện có suất điện động E =12V, điện trở trong r = 0,6 ,
AB là một biến trở con chạy có điện trở tồn phần là R = 9 . Ba ắc quy như nhau, mỗi cái có suất điện động
e0 và điện trở trong r0 = 0,5  . Gọi điện trở phần AC là x.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

2. Bộ ắc quy trên ( ba ắc quy nối tiếp) khi đã được nạp đầy điện có thể dùng để thắp sáng bình thường được
tối đa bao nhiêu bóng đèn loại 1,5V-1,5W . Nói rõ cách mắc các đèn khi đó.

3. Ba ắc quy trên khi đã nạp đầy điện được mắc vào mạch như hình 6 . Hai điốt giống nhau có điện trở thuận
rD = 4  , điện trở ngược vô cùng lớn , R là một biến trở . Điều chỉnh giá trị R để công suất điện tiêu thụ trên
biến trở là cực đại , tìm giá trị cực đại đó.

--- Hết ---

Họ và tên thí sinh ……… Sơ báo danh: ……….

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 11 THPT 
TRƯỜNG THPT PHẠM VĂN ĐỒNG

NĂM HỌC 2019 – 2020

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC 
Mơn: VẬT LÝ 11-BẢNG A

(Hướng dẫn chấm này gồm 6 trang)

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Bài 1 
4,0đ

1. 
0,75
đ

Chọn mốc thế năng tại mặt sàn.

Cơ năng của vật nhỏ tại A: W0 .sin
2
m

gl 


Cơ năng của vật nhỏ tại B :

2
W

B

mv


Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được : vB  2 .singl 

0,25đ

2. 
2,0đ

Xét hệ qui chiếu gắn với nêm.

a : gia tốc của vật đối với nêm ; a0: gia tốc nêm đối với sàn
Gia tốc của vật đối với sàn: am  a ao(1)

Đluật II Newton: (2)
2 a

m
F
P

N  qt 

Chiếu lên phương AB:   sin .cos

2
cos
.
2
sin
.

2 0 a a g a0

m
a

m
g

m







 (3)

Chiếu (1) phương ngang : '

0
os

m

a ac a (4)

Vì khơng có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn.

' '

0 0

0 2 0 2

2 m N m m

m

V mV  ma  ma  a  a (5)
Thế (4) vào (5) suy ra : acos - a0 = 2a0 =>


cos

3a0

a (6)

Thế (3) vào (6) suy ra:








 0 0 2

cos
3

cos
.
sin
.
cos

3
cos
sin






a a a g

g

* Quãng đường mà nêm trượt theo phương ngang.

Gọi S là quãng đường mà nêm trượt, s là quãng đường dịch chuyển theo phương
ngang của vật so với nêm. Từ định luật bảo toàn động lượng:



s S



mS s S
m

2     3

cos
3


l
s
S  

 .

0,25đ

3. 
1,25
đ

Ngay khi nêm va chạm vào quả cầu phản lực F truyền cho quả cầu vận tốc V2 Xung
lực F có phương vng góc với mặt nêm, nên V2 có phương hợp với phương thẳng
đứng 1 góc .

Xét theo phương ngang:

Theo ĐLBTĐL: mV0=mV1+2mV2sin => V0=V1+2V2.sin (1)

Va chạm hoàn toàn đàn hồi nên :

0,25đ

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

2
2
2
1
2
0
2
2
2
1
2

0 2 2

2
1
2
1
2
1
V
V
V
mV
mV

mV      (2)

Từ (1) và (2) ta có

1
sin
2
sin
2
2
0
2  


V

V (3)



2
2
0
1
sin
2
1
)
sin
2

1
(


V

V (4)

Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng cũ thì V1 > 0

sin< 0 0

0
45
45
sin
2
1



  
0,25đ
0,25đ
0,25đ
Bài 2 
3,5đ

Theo định luật bảo toàn động lượng : m1v1 = m2v2 (1) và sau khi vỡ hai hạt chuyển
động ngược chiều nhau

Nếu hướng chuyển động của một mảnh nào đó hợp với véc tơ cảm ứng từ góc
0

 khi đó quỹ đạo của hai mảnh là các đường xoắn ốc hướng ra xa nhau nên hai
mảnh không gặp nhau .

Khi  900thì hai mảnh chuyển động theo quỹ đạo trịn với tốc độ khơng đổi dưới 
tác dụng của lực Lorenxơ.

Bán kính lần lượt là : 1 1

1 .

m v
R

qB

 và 2 2

2 .

m v
R

qB
 (2)

kết hợp (1) và (2) ta được R1= R2= R.

Do hai điện tích trái dấu nhau nên hai mảnh cùng chuyển động đều trên một đường
trịn về hai phía ngược nhau và đi đến gặp nhau .

Khoảng thời gian từ khi vỡ đến khi gặp nhau là :



1 2



1 2 1 2

2
2
.
m m
R
t

v v qB m m


 
 
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ

Bài 3. 
4,0đ 
1 
1,25
đ

Lần 1, khi K ở chốt a tụ C1 tích điện Q1 = C1U.

Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần 1 điện tích trên các tụ điện là:
11 21

11 21 1

2
1
11
11 21
1 2
1 2
1 2
21

11 21 1

1 2

U U

Q Q C U

C
Q U
Q Q
C C
C C
C C
Q U

Q Q C U

C C


  



  

 
 
    
  


Điện lượng dịch chuyển qua điện trở R là:
2

1 1 11 1

1 2

400
C

Q Q Q C U C

C C 

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

2 
1,5đ

b) Khi chuyển K từ chốt a sang chốt b lần 2 ta có:
12 22

1 2
12 22 1

1 2

12 22 1 2

1 2 1 2 1 2

1 2 1 2 2

12 22 1 22

1 2 1 2 1 2

(1 )

U U

C C

Q Q C U U

C C

Q Q C C

Q U

C C C C C C

C C C C C

Q Q C U U Q U

C C C C C C





   
 


   

  
 
 
      
    
 

Điện lượng dịch chuyển qua R lần 2 là:

2
2

1 2 2

2 1 12 1 1

1 2 1 2 1 2

400

(1 )

C C C

Q Q Q C U U C U C

C C C C C C 

 
        
    
0,5đ
0,5đ
0,5đ
3 
1,25
đ

c) Sau khi chuyển K sang chốt b lần 3 ta được:

1 2

1 2 2

1 2 1 2 1 2

(1 )

C C C

Q U

C C C C C C

   

    

      

1 2

1 2 2 2

1 2 1 2 1 2

(1 )

C C C C

Q U

C C C C C C

   

    

      

Điện lượng dịch chuyển qua R lần 3 là:

1 2 3

1 2 2 2

3 1 13 1 1

1 2 1 2 1 2 1 2

1 C (1 ( C ) ( C ) ) ( C )

Q Q Q C U C U

C C C C C C C C

 

        

   

 

Sau khi chuyển K sang chốt b lần thứ n ta được:

1 1

1 2 2

1 2 1 2 1 2

1 1

1 2 2 2

1 2 1 2 1 2

(1 ... )

n
n

C C C

Q U

C C C C C C

C C C C

Q U

C C C C C C



    
      
  
    

   

     
   
   


Điện lượng dịch chuyển qua R lần n là:

1 2

1 2 1 2 2 2

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

1 (1 ( ) ... ( )n ) ( )n

n

C C C C C C

Q U C U

C C C C C C C C C C



 

       

      

Vậy tổng điện lượng qua R sau n lần K chuyển sang chốt b là:

2 3

2 2 2 2

1 2 1

1 2 1 2 1 2 1 2

4
2
2
1 2
... ...
1

(1 ( ) ) (1 ).6.10

n
n

n

C C C C

Q Q Q Q C U

C C C C C C C C

C

C U C

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Bài 4 
3,0đ

1 
1,75
đ

Suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mỗi thanh dẫn MN và PQ là :
E1 = Blv ; E2 = 2Blv.

Cường độ dòng điện trong mạch: 1 2 3

2 2

E E Blv

I

R r R r



 

 

Công suất tỏa nhiệt trên R:

2 2

2 1 2 3

. .

2 2

E E Blv

P I R R R

R r R r



   

     

   

 





2 2 2

3
2

9.0, 2 .0, 4 .0,5

.0,5 7, 2.10 0, 0072(W)
0,5 0,5

P   



0,5đ

0,5đ
0,5đ

0,25đ

2 
1,25
đ

Điện tích trên tụ điện C là:





1
.

. 2.10 ( )

MN

Q C U

Blv

Q C E I r C Blv r C

R




 

     



 

Bản tích điện dương của tụ là bản nối về phía điểm M.

0,25đ
0,5đ

0,5đ

Bài 5. 
5,5đ

1 
2,5đ

Chiều dòng điện như trên hình vẽ.
Tại nút A: I = I1 + I2 (I1 = 0,4 A)

Sử dụng định luật Ơm cho các đoạn mạch ta
có:

UAC = I2.x = 6I2

UAC = E – I(r + RCB) = 12 – 3,6I
UAC = 3e0 + 3r0I1 = 3e0 + 0,6

Giải hệ bốn phương trình trên ta được:
I2 = 1,1A; I = 1,5A; e0 = 2V

Từ đó:

2 2

2 14, 01(W)

AC CB AC CB

PP P R I R I 

0,5đ

0,25đ
0,25đ
0,25đ

0,25đ

0,5đ
2

1,75
đ

Đèn có cường độ định mức và điện trở là Iđ = 1A; Rđ = 1,5Ω.
Bộ nguồn có Eb = 6V; rb = 1,5Ω.

Để các đèn đều sáng bình thường thì phải mắc chúng hỗn hợp đối xứng.

Gọi số đèn mắc nối tiếp nhau trên mỗi dãy là x, số dãy đèn mắc song song với nhau
là y. Với x, y nguyên, dương.

Ta có điện trở của bộ đèn là . d 1,5

N

x R x
R

y y

 

0,25đ
0,25đ
0,25đ

0,25đ

E,r

e0,r0

A C B

I

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Chú ý :Nếu học sinh giải cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa 
Cường độ dịng điện chạy trong mạch chính là 6 .

1,5
1,5

b

d

N b

E

I y I y

x

R r

y

   

 

 x + y = 4 . Suy ra số đèn tối đa là x.y = 4 .

Vậy phải mắc 4 đèn thành 2 dãy song song, mỗi dãy gồm 2 đèn mắc nối tiếp nhau.

0,25đ

0,25đ
3

1,75
đ

Giả sử các đi ốt đều mở khi đó dịng điện có chiều như hình vẽ.
Xét các vịng mạch ABDA, DCBD và nút B ta có hệ phương trình.

1
2
1 2

2 4,5 0(1)

4 5 0(2)

(3)
i iR
i iR
i i i

   



   


  


Giải hệ trên ta được:

20 4
45 19R

R

i  

 ; 2

36+4R
45 19R
i 

 ;

56
45 19R
i


Do i2 >0 với mọi R đi ốt D2 luôn mở
Ta thấy khi R ≥ 5Ω i1 ≤ 0 điốt D1 đóng.
Cơng suất trên điện trở R là









2 2 2

0 0 0

2 2

0 0

4 4e 4

0,16(W)

4 2

2 2

R

D

D D

e R e

P

r r

R r r r r

R

   



     

 

 

Khi R < 5Ω i1 > 0 điốt D1 mở.

Công suất trên điện trở R là

2
2

2 56 56

45 19 19

R

P i R R

R R

R

 

 

 

     



    

 

PRmax ≈ 0,917 (W)

0,25đ

2e0,2r0

e0,r0

D2

i
i2

i1

A
B
C

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng 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 mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn 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. Phạm 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 Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS THCS lớp 6,
7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ
thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn 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 đơi HLV đạt thành
tích cao HSG Quốc Gia.

III.

Kênh học tập miễn phí

- 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 mơn Tốn- Lý - Hố, 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

</div>

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

























<b>I.</b>

<b>Luyện Thi Online</b>

<b>II.</b>

<b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

<b>III.</b>

<b>Kênh học tập miễn phí</b>

<i><b>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </b></i>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về