Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường năm học 2018-2019 môn Vật lý Lớp 11 - Trường THPT Lưu Hoàng (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường năm học 2018-2019 môn Vật lý Lớp 11 - Trường THPT Lưu Hoàng (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG NĂM HỌC 2018 – 2019 Môn thi: Vật lý - Lớp: 11 ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề) Bài 1 (4 điểm). E1, r1 R1 Cho mạch điện như hình vẽ. Với E1 6V , r1 r2 1 , E2 2V , R1 2 , R2 5 , R3 là bình điện phân dung dịch CuSO 4 có các điện cực bằng đồng và có điện trở 3 . Tính: R2 E2,r2 A B a) Hiệu điện thế UAB. b) Cường độ dòng điện chạy qua các đoạn mạch. c) Lượng đồng bám vào Katôt trong thời gian 16 phút 5 giây. R3 Bài 2 (3 điểm). Trên đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự từ trái qua phải, trong đó B là trung điểm của AC. Đặt điện tích Q tại O. Sau đó lần lượt đặt điện tích q tại A, B và C. Biết rằng khi q đặt tại A và B thì lực tương tác giữa 4 4 hai điện tích là F1 9.10 N và F2 4.10 N . Tìm lực tương tác giữa các điện tích khi q đặt tại C. Bài 3 (4 điểm). Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng của một đơn vị dài của dây là D=0,04 kg/m. Dây được treo bằng hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng và đặt trong từ trường đều có véc B tơ B vuông góc với mặt phẳng chứa MN và dây treo, B=0,04 T. Cho dòng điện I chạy qua dây. a) Xác định chiều và độ lớn của I để lực căng của các dây treo bằng không? b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M. Tính lực căng của mỗi dây treo. M N Bài 4 (4 điểm). Hình bài 3 Tam giác ABC vuông tại A được đặt trong điện trường đều E , CBA 600 , AB // 0 E . Biết BC= 6cm, U 120V . 0 BC C a) Tìm U AC , U BA và cường độ điện trường E0 . b) Đặt thêm ở C điện tích q 9.10 10 C . Tìm cường độ điện trường tổng hợp tại A.  D E0 B A Bài 5 (5 điểm). A B Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ E = 12V, r = 2 E, r Cho R = 10. Tính công suất tỏa nhiệt trên R, nguồn, a) Công suất của nguồn, hiệu suất của nguồn R b) Tìm R để công suất trên R là lớn nhất? Tính công suất đó? c) Tính R để công suất tỏa nhiệt trên R là 36W HẾT Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm! Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị coi thi số 1: Chữ ký giám thị coi thi số 2:
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI HƯỚNG DẪN CHẤM TRƯỜNG THPT LƯU HOÀNG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018 – 2019 ĐÁP ÁN CHÍNH THỨC Môn thi: Vật lý - Lớp: 11 I. Hướng dẫn chung II. Đáp án và thang điểm Câu Đáp án Điểm 6 U U E I (R r ) 6 3I I AB (1) 0,25 AB 1 1 1 1 1 1 3 2 U U E I (R r ) 2 6I I AB (2) 0,25 AB 2 2 2 2 2 2 6 U AB IR 3 3I (3) 0,25 Bài 1 I I1 I2 (4) ( 0,25 đ) (4 điểm) a) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: U AB 2,8(V ) (1đ) 16 2 b) Thay UAB vào (1), (2), (3) ta có: I (A), I (A), I 0,93(A) (1đ) 1 15 2 15 tAI 965.64.0,93 c) Khối lượng Cu thu được là: m 0,3(g) (1đ) Fn 96500.2 k.Q.q k.q.Q Lực tương tác: F1 2 OA = OA F1 0,5 k.q.Q k.q.Q Tương tự: OC = và OB = , với F là lực tương tác khi đặt q ở C F F2 1 Bài 2 - Do B là trung điểm của AC nên: OA + OC = 2.OB 0,5 (3 điểm) 1 1 2 F .F F = 1 2 =2,25.10-4(N) F F F 2 1 2 2 F1 F2 1 a) Để lực căng dây bằng 0 thì lực từ phải hướng lên và có độ lớn bằng P=mg 1 Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dòng điện chạy từ M đến N 0,5 Bài 3 Dg 0,04.10 (4 điểm) Vì F BIl sin BIl BIl mg D lg I 10 A B 0,04 0,5 b) Khi dòng điện chạy từ N đến M: áp dụng qui tắc bàn tay trái ta được lực từ F hướng xuống dưới. (0,5đ)
3. F mg BIl D lg Áp dụng điều kiện cân bằng ta được: 2T F mg T (1đ) 2 2 0,04.16.0,25 0,04.0,25.10 Thay số được: T 0,13 N (0,5đ) 2 a) AC vuông góc với đường sức nên VA VC hay U AC 0 1 U BA VB VA VB VC U BC 120V 0,5 U BA 120 BA cùng hướng với đường sức nên : U BA E0 .BA E0 4000 V/m BA 0,03 1 Với BA = BC cos600 6.cos600 3cm 0,03m b) Khi đặt tại C điện tích q 9.10 10 C thì tại A chịu đồng thời hai điện trường + Điện trường đều E 0 0,5 Bài 4 + Điện trường E gây bởi điện tích đặt tại C. (4 điểm) Áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường ta có: E E E A 0 Do E có phương AC và chiều từ A đến C nên E  E0 Độ lớn cường độ điện trương do q gây ra tại A là: 0,5 q 9.10 10 E k 9.109 3000 (V/m) AC 2 (3 3.10 2 ) 2 2 2 Vậy cường độ điện trường tổng hợp tại A : E A E0 E 0,5 2 2 E A 4000 3000 5000 ( V/m/). E 12 Cường độ dòng điện chạy trong mạch: I 1 ( A) R r 10 2 1 Công suất tỏa nhiệt trên R : P I 2 R 12.10 10 (W ). a) Công suất của nguồn : Png E.I 12.1 12 (W ). R 10 1 Hiệu suất của nguồn : H= 0,83 83 % R r 10 2 b) Công suất trên điện trở R hay công suất mạch ngoài : Bài 5 2 2 (5 điểm) 2 E .R E P I R 2 (R r) r 2 ( R ) R r r Theo bất đẳng thức Cô-si (Cauchy), ta có: R 2 R. 2 r R R 2 r PNmax khi R tức là khi R = r.=2  R E 2 E 2 122 Dễ dàng tính được PNmax = =. =18 ( W ). (2 r ) 2 4r 8 c) Do P = 36 W > PN max 18W nen khong ton tai gia tri R nao thoa man. 1