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

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 a. Một vật nhỏ khối lượng m/2  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 yên (Hình 2). Sau va chạm nêm không nẩy lên. Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu thì góc nghiêng của nêm a phải nhỏ hơn một góc giới hạn a₀. Tìm a₀.

Bài 2(3,5 điểm). Một hạt không mang điện tích, đang đứng yên thì bị vỡ ra trong một từ trường đều \(\vec B\) 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 môi trường. Tìm khoảng thời gian t.

Bài 3(4,0 điểm). Cho mạch điện như hình vẽ 3 : U = 60V (không đổi),C₁ = 20µF, C₂ = 10µF.

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 = 0,25W, R = 0,5W, 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 vuông 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 công 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 W, AB là một biến trở con chạy có điện trở toàn phần là R = 9 W. Ba ắc quy như nhau, mỗi cái có suất điện động e₀ và điện trở trong r₀ = 0,5 W . Gọi điện trở phần AC là x.

1. Khi x = 6 W thì các ắc quy được nạp điện và dòng qua mỗi ắc quy là 0,4A. Tính suất điện động của mỗi ắc quy và công suất tỏa nhiệt trên toàn bộ biến trở khi đó.

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 r_D = 4 W , 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 …………………………………………………………

Số 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

Môn: VẬT LÝ 11-BẢNG A

(Hướng dẫn chấm này gồm 6  trang)

 

Bài	Ý	Nội dung	Điểm
Bài 1 4,0đ	1. 0,75đ	Chọn mốc thế năng tại mặt sàn. Cơ năng của vật nhỏ tại A: \({{\rm{W}}_0} = \frac{m}{2}gl.\sin \alpha \) Cơ năng của vật nhỏ tại B : \({\rm{W}} = \frac{{mv_B^2}}{4}\) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta được : \({v_B} = \sqrt {2gl.\sin \alpha } \)	0,25đ     0,25đ   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: \(\overrightarrow {{a_m}} = \overrightarrow a + \overrightarrow {{a_o}} (1)\) Đluật II Newton: \(\overrightarrow N + \overrightarrow P + \overrightarrow {{F_{qt}}} = \frac{m}{2}\overrightarrow a (2)\) Chiếu lên phương AB: \(\begin{array}{l} \frac{m}{2}g.\sin \alpha + \frac{m}{2}{a_0}.\cos \alpha = \frac{m}{2}a\,\,\,\\ \Rightarrow a = g\sin \alpha + {a_0}.\cos \alpha \end{array}\) (3) Chiếu (1) phương ngang : \({a_m}' = ac{\rm{os}}\alpha - {a_0}\)    (4) Vì không có ngoại lực theo phương ngang: động lượng bảo toàn.  \(\begin{array}{l} \frac{m}{2}{V_m} - m{V_N} = 0\,\\ \Rightarrow \,m{a_m}' - 2m{a_0} = 0\,\\ \Rightarrow \,{a_m}' = 2{a_0} \end{array}\)  (5) Thế (4) vào (5) suy ra : acosa - a0 = 2a0 =>  \(a = \frac{{3{a_0}}}{{\cos \alpha }}\)  (6) Thế (3) vào (6) suy ra: \(\begin{array}{l} g.\sin \alpha + {a_0}\cos \alpha = \frac{{3{a_0}}}{{\cos \alpha }}\\ \Rightarrow {a_0} = \frac{{g.\sin \alpha .\cos \alpha }}{{3 - {{\cos }^2}\alpha }} \end{array}\) * 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:   \(\begin{array}{l} \frac{m}{2}\left( {s - S} \right) = mS \Rightarrow s = 3S\\ \Rightarrow S = \frac{s}{3} = \frac{{l\cos \alpha }}{3} \end{array}\)	0,25đ   0,25đ   0,25đ   0,25đ       0,25đ   0,25đ   0,25đ   0,25đ

... 

---Để xem tiếp đáp án của Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Phạm Văn Đồng, các em vui lòng đăng nhập vào trang hoc247.net để xem online hoặc tải về máy tính---

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Tài liệu Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Phạm Văn Đồng có đáp án. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .

Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:

• Đề thi HSG lớp 11 năm học 2019-2020 trường THPT Ngô Thì Nhậm vòng 1 có đáp án

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

• Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Lý Nhân Tông có đáp án

Chúc các em học tập tốt !