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

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 p_o của khí quyển và độ dài l_o 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 \(\varepsilon = 2,4\) 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):

 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

Câu	Đáp án
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 \(\begin{array}{l} \leftrightarrow S{l_1}({p_o} - h) = S{l_2}({p_o} + h)\\ \to {p_o} = 743mmHg \end{array}\)
	Khi ống nằm ngang, không khí trong ống có thể tích Vo = Slo, áp suất po.
	Quá trình đẳng nhiệt: p1V1= poVo  \(\begin{array}{l} \Rightarrow S{l_o}{p_o} = S{l_1}({p_o} - h)\\ \to {l_o} = 137mm \end{array}\)
2 (1,5đ)	\({E_A} = k\frac{q}{{O{A^2}}} = 36V/m\)  (1)
	\({E_B} = k\frac{q}{{O{B^2}}} = 9V/m\) (2)
	\({E_M} = k\frac{q}{{O{M^2}}}\)  (3)
	Lấy (1) chia (2)  \(\Rightarrow {\left( {\frac{{OB}}{{OA}}} \right)^2} = 4 \Rightarrow OB = 2OA\)
	Lấy (3) chia (1)  \( \Rightarrow \frac{{{E_M}}}{{{E_A}}} = {\left( {\frac{{OA}}{{OM}}} \right)^2}\)
	Với:       \(\begin{array}{l} OM = \frac{{OA + OB}}{2} = 1,5OA\\ \Rightarrow \frac{{{E_M}}}{{{E_A}}} = {\left( {\frac{{OA}}{{OM}}} \right)^2} = \frac{1}{{2,25}}\\ \Rightarrow {E_M} = 16V \end{array}\)
	Lực từ tác dụng lên qo:      \(\overrightarrow F = {q_0}{\overrightarrow E _M}\)
	vì q0 <0 nên  \(\overrightarrow F \) ngược hướng với  \({\overrightarrow E _M}\) và có độ lớn:                                          \(F = \left| {{q_0}} \right|{E_M} = 0,16N\)
3 (2đ)	Điện dung của tụ điện: \(C = \frac{{\varepsilon S}}{{K4\pi d}} = 4,{8.10^{ - 10}}F\)
	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: \({C_1} = \frac{{{\varepsilon _0}ax}}{d} = \frac{{{\varepsilon _0}a.vt}}{d}\)
	Tụ C2 có điện môi là dầu: \({C_2} = \frac{{\varepsilon {\varepsilon _0}a(a - x)}}{d} = \frac{{\varepsilon \varepsilon _0^{}a(a - vt)}}{d}\)
	Điện dung của tụ trong khi tháo dầu: \(C = {C_1} + {C_2} = C\left[ {1 - \frac{{vt(\varepsilon - 1)}}{{\varepsilon a}}} \right]\)
	Điện tích của tụ trong khi tháo dầu: \({Q^,} = {C^,}E = Q\left[ {1 - \frac{{vt(\varepsilon - 1)}}{{\varepsilon a}}} \right]\)
	Dòng điện: \(\begin{array}{l} I = \frac{{\left| {\Delta Q} \right|}}{{\Delta t}} = \frac{{\left| {{Q^,} - Q} \right|}}{t}\\ = Q\frac{{v(\varepsilon - 1)}}{{\varepsilon a}} = 1,{12.10^{ - 10}}A \end{array}\)
	Nếu bỏ nguồn: Q không thay đổi, vì C thay đổi nên U thay đổi.
	\({U^,} = \frac{Q}{{{C^,}}} = \frac{U}{{1 - \frac{{vt(\varepsilon - 1)}}{{\varepsilon a}}}} > U\)
	Khi tháo hết dầu thì : vt = a,  \({U^,} = \varepsilon U\)

 

... 

---Để xem tiếp đáp án của Đề thi HSG môn Vật lý lớp 11 năm 2019-2020 trường THPT Liễn Sơn, 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 Liễn Sơn 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 !