Đề thi khảo sát chẩ lượng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý Khối 11 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Yên Lạc 2 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi khảo sát chẩ lượng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý Khối 11 - Năm học 2017-2018 - Trường THPT Yên Lạc 2 (Có đáp án)

1. SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI KSCL ĐỘI TUYỂN HSG KHỐI 11 TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2 ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2017-2018 Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề Đề thi gồm 01 trang Bài 1 Tại thời điểm t = 0 có hai hạt nhỏ giống nhau, cùng đi ện tích q và khối lượng m, chuyển động đồng thời từ một điểm theo phương vuông góc với vectơ cảm ứng từ B của một từ trường đều, tại đó vận tốc hai hạt cùng chiều và có độ lớn lần lượt là v1 = v0, v2 = 3v0. Bỏ qua lực cản của môi trường, trọng lượng các hạt và lực tĩnh điện giữa hai hạt. So sánh bán kính quỹ đạo, chu kì chuyển động của hai hạt. Bài 2 Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau được treo vào một điểm bởi hai sợi dây nhẹ không dãn, dài  = 40 cm. Truyền cho hai quả cầu điện tích bằng nhau có điện tích tổng cộng q = 8.10-6 C thì chúng đẩy nhau, các dây treo hợp với nhau một góc 900. Lấy g = 10 m/s2. a/ Tìm khối lượng mỗi quả cầu. b/ Truyền thêm điện tích q’cho một quả cầu, thì thấy góc giữa hai dây treo giảm đi còn 600. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm của sợi dây treo quả cầu được truyền thêm điện tích này? Bài 3 Cho mạch điện như hình bên. Trong đó các tụ điện có điện dung thỏa mãn: C A 2 C1 C 2 2C 3 2C 4 . Ban đầu mắc vào hai điểm A, B một hiệu điện thế không M đổi U, sau đó tháo nguồn ra rồi mắc vẫn nguồn đó vào hai điểm M, N. Biết rằng C 1 C3 trong cả hai lần mắc nguồn, điện thế các điểm A, B, M, N thoả mãn: VA > VB; C4 VM > VN. Tính hiệu điện thế giữa hai điểm A, B lúc này. B N Áp dụng bằng số: U = 20V. Bài 4 7 0 Một bình chứa khí oxy (O2) nén ở áp suất p1 = 1,5.10 Pa và nhiệt độ t1 = 37 C, có khối lượng (cả bình) là 6 0 M1 = 50kg. Sau một thời gian sử dụng khí, áp kế đo áp suất khí trong bình chỉ p2 = 5.10 Pa và nhiệt độ t2 = 7 C. Khối lượng bình và khí lúc này là M2 = 49kg. Tính khối lượng khí còn lại trong bình lúc này và tính thể tích của J bình. Cho R = 8,31 . mol.K Bài 5 Cho mạch như hình vẽ: nguồn có suất điện động E = 30V, điện trở trong A r = 3  ; R1 = 12 ; R2 = 36  ; R3 = 18  ; Điện trở Ampekế và dây nối R R không đáng kể. 1 R2 F 3 B G a/ Tìm số chỉ Ampekế và chiều dòng điện qua nó D b/ Thay Ampekế bằng một biến trở R4 có giá trị biến đổi từ 2  đến 8  E, r . Tìm R4 để dòng điện qua R4 đạt giá trị cực đại. Hết
2. SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐÁP ÁN THI KSCL ĐỘI TUYỂN HSG KHỐI 11 TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2 ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ NĂM HỌC 2017-2018 Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề Đáp án gồm 03 trang Bài 1(1 điểm) Điểm Khi hạt mang điện tích q chuyển động trong từ trường với vận tốc v, lực từ đóng vai trò lực hướng tâm mv2 mv Bv|q| = R = ~ v . R B|q| 0,25 R v 2 = 2 = 3 R1 v1 0,25 Chu kì chuyển động của các hạt 2 R 2 m T = = không phụ thuộc v v B|q| 0,25 Vậy T = T = T . 1 2 0,25 Bài 2 (3 điểm) 1/ (1,0 đ) * Ban đầu khi cân bằng mỗi quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P, Lực điện F và lực căng 0,25 của dây treo  T.  Ta có: P F T 0 => F = P.tan 0,25 q2 k 1 = mg.tan r2 0,25 q2 m = k 1 = 0,045 kg = 45 g 0,25 r2 g tan 2/ (2,0 đ) * Khi truyền thêm điện tích q’> 0 hai quả cầu cùng tích điện dương. q q' k 1 2 = mgtan ’ E r'2 0,25 '2 r mg tan ' -6 E2 E q2’ = = 1,15.10 C 1 0,25 kq 1 4q 1 5 E1 = k 2 = 3.10 V/m T 3 ' F’ 4q2 5 E2 = k = 2,6.10 V/m q 2 1 q2’ P 2 2 5 0,25 E = EE1 2 = 3,97.10 V/m. E 3 tan = 1 = 490 0,25 E2 2,6 * Nếu sau khi truyền q’< 0 hai quả cầu cùng mang điện tích âm: q1’ = q2’ '2 q1 k = mgtan ’ r'2 0,25
3. '2 2 r mg tan ' -6 q1’ = q1’ = - 2,15.10 C k 0,25 ' 4q1 5 E1 = k = 1,6.10 V/m 32 E1 4q/ 2 5 E2 = k 2 = 4,8.10 V/m T E2  F’ E E = EE2 2 5,06.105 V/m 0,25 1 2 q ’ 1 q2’ E 1,6 0 tan = 1 18 P 0,25 E2 4,8 Bài 3 (2 điểm) * Khi nối vào A, B hiệu điện thế U ta có; CU1 q1 C 1 U; q 2 q 3 q 4 0,25 5 * Khi nối M,N với hiệu điện thế U gọi điện tích trên các tụ tương ứng khi đó là: //// q ,q ,q ,q ; Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có 1 2 3 4 C1 // 6C1 U q1 q 2 q 1 q 2 ; (1). 0,25 5 6C U A B q// q (q q 1 ; (2). 0,25 1 4 1 4) 5 C2 C2 C3 /// q2 q 1 2q 4 C U; (3). 3 0,25 CCC1 1 1 // * Từ (1) và (2) ta có: q2 q 4 A B 0,25 * Thế vào (3) ta có: 3q// q C U; (4). M N 2 1 1 / 23C1 U C2 C1 C4 * Giải hệ (1) và (4) ta có: q1 0,25 20 / q 23 * Vậy hiệu điện thế hai đầu A, B khi đó là: UU/ 1 0,25 AB C 20 1 / * Thay số: UAB = 23V. 0,25 Bài 4 (1,5 điểm) * Gọi m là khối lượng bình rỗng; m1 và m2 là khối lượng khí O2 trong bình lúc đầu và lúc sau. * Ta có: m1 = M1 - m (1) m2 = M2 - m (2) 0,25 * Theo phương trình C - M: m 0,25 p.V R.T , ta có :  p p R 2 2 (3) (V là thể tích của bình) 0,25 m2 .T 2 m 2 .T 2  .V 0,25 * Từ (1), (2), (3) ta có: m2 = 0,585 (kg) R.T .m 2 2 0,25 * Thể tích bình (bằng thể tích khí): VV b .p2 * Thay số: V = 8,5.10-3 (m3) = 8,5 (lít) 0,25 Bài 5 (2,5 điểm)
4. a. * Vẽ lại mạch ta có: Mạch ngoài: (R //R ) nt R . 2 3 1 RR R = 2 3 = 12 ; R = R + R = 24 23 n 1 23 0,25 R2 + R 3 E 30 10 A * Dòng điện mạch chính: Ic = = = A 0,25 Rn + r 24 + 3 9 R1 R2 F R3 10 40 B G I1 = Ic = I23 => U23 = I23.R23 = .12 = V = U2 = U3 D 9 3 0,25 U2 10 20 E, r I2 = = A; I3 = Ic – I2 = A = IA. R3 R 2 27 27 R 20 1 G R2 F Vậy Ampekế chỉ A  0,74A và dòng điện có chiều từ D sang G B 27 D 0,25 b. E, r * Khi thay Ampekế bằng biến trở R4: Ta có: Mạch ngoài: [(R3 nt R4) // R2] nt R1. R4 R34 = R3 + R4 = 18 + R4. 0,25 R1 R F R3 RR2 34 36(18 + R4 ) 2 R234 = = B G D R2 + R 34 54 + R 4 36(18 + R4 ) 1296 +48R 4 Rn = R1 + R234 = 12 + = E, r 54 + R 54 + R 0,25 4 4 E 30 30(54 + R4 ) 10(54 + R4 ) * Dòng điện mạch chính: Ic = = = = 0,25 R + r 1296 + 48R 1458+51R 486 +17R n 4 + 3 4 4 54 + R 4 10(54 + R4 ) 36(18 + R4 ) 360(18 + R4 ) U234 = Ic.R234 . = U34 = U2 0,25 486+17R 54 + R 486+17R 4 4 4 U34 360(18 + R4 ) 360 I34 = = = = I3 = I4 0,25 R (486+17R )(18 + R ) (486+17R ) 34 4 4 4 Vậy: Để I4max thì (486 + 17R4)min => R4min = 2 . 0,25 GHI CHÚ: - HS ghi sai đơn vị trừ 0,25đ cho toàn bài. - HS làm theo cách khác nếu đúng cho điểm tối đa.