Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 11 năm 2021 Trường THCS Nguyễn Thế Truyện có đáp án

TRƯỜNG THPT NGUYỄN THẾ TRUYỆN

ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG NĂM HỌC 2020-2021 MÔN: VẬT LÝ 11 Thời gian làm bài: 150 phút

 

Câu 1 (4,0 điểm)

Hai ô tô đồng thời xuất phát từ A đi đến B cách A một khoảng L. Ô tô thứ nhất đi nửa quãng đường đầu với tốc độ không đổi v₁ và đi nửa quãng đường sau với tốc độ không đổi v₂. Ô tô thứ hai đi nửa thời gian đầu với tốc độ không đổi v₁ và đi nửa thời gian sau với tốc độ không đổi v₂.

       a. Hỏi ô tô nào đi đến B trước và đến trước ôtô còn lại bao lâu?

       b. Tìm khoảng cách giữa hai ô tô khi một ô tô vừa đến B.

Câu 2 (4,0 điểm)

Người ta đổ vào hai bình nhiệt lượng kế, mỗi bình 200 g nước, nhưng ở các nhiệt độ 30⁰C và 40⁰C. Từ bình “nóng” hơn người ta lấy ra 50 g nước, đổ sang bình “lạnh” hơn, rồi khuấy đều. Sau đó, từ bình “lạnh” hơn lại lấy ra 50 g, đổ sang bình “nóng” hơn, rồi lại khuấy đều. Hỏi phải bao nhiêu lần công việc đổ đi, đổ lại như thế với cùng 50 g nước để hiệu nhiệt độ trong hai bình nhiệt lượng kế nhỏ hơn 1⁰C? Bỏ qua trao đổi nhiệt với cốc, môi trường và hai bình nhiệt lượng kế.

Câu 3 (4,0 điểm)

     Cho mạch điện như hình 1, trong đó U = 24 V, R₁= 12 Ω, R₂ = 9Ω, R₄ = 6 Ω, R₃ là một biến trở, ampe kế có điện trở không đáng kể.

     a. Cho  R₃ = 6 Ω. Tìm cường độ dòng điện qua các điện trở R₁, R₃ và số chỉ của ampe kế.     

     b. Thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở rất lớn. Tìm R₃ để số chỉ của vôn kế là 16 V. Nếu điện trở của R₃ tăng thì số chỉ của vôn kế thay đổi thế nào?

Câu 4 (3,0 điểm)

1. Ở hình 2: biết đường đi của tia sáng (1) qua một thấu kính phân kỳ sẽ qua điểm A. Hãy vẽ đường đi của tia sáng (2) qua thấu kính.

2. Một cái chụp đèn mặt trong nhẵn để có thể phản xạ ánh sáng (hình 3), S là một điểm sáng đặt tại trung điểm của AB. Biết cạnh OA = OB, hãy tính góc ở đỉnh nhỏ nhất của chụp đèn, sao cho các tia sáng phát ra từ S chỉ phản xạ đúng một lần bên trong chụp đèn.

Câu 5 (3,0 điểm)

Một thanh đồng chất có tiết diện đều được thả vào trong một chất lỏng có khối lượng riêng D. Một đầu của thanh được buộc với một vật có thể tích V bằng một sợi dây mảnh không co dãn. Khi có cân bằng thì 2/3 chiều dài của thanh chìm trong chất lỏng, (hình 4).      a. Tìm khối lượng riêng của thanh đó.      b. Cho trọng lượng của thanh là P. Tìm khối lượng riêng của vật và lực căng T của sợi dây.

 

Câu 6 (2,0 điểm)

Em hãy trình bày một phương án thí nghiệm để xác định giá trị của hai điện trở R₁ và R₂.

Chỉ dùng các dụng cụ sau đây:

- Một nguồn điện có hiệu điện thế U chưa biết.

- Một điện trở có giá trị R đã biết.

- Một ampe kế có điện trở R_A chưa biết.

- Hai điện trở cần đo R₁ và R₂.

- Một số dây dẫn có điện trở không đáng kể.

ĐÁP ÁN

CÂU	NỘI DUNG
Câu 1   4,0 điểm	a.  Xác định xe nào đến B trước: * Thời gian để ô tô thứ nhất đi từ A đến B là:  \({t_1} = \frac{L}{{2{v_1}}} + \frac{L}{{2{v_2}}} = L\frac{{{v_1} + {v_2}}}{{2{v_1}{v_2}}}\)
	* Thời gian để ô tô thứ hai đi từ A đến B là:  \(\frac{{{t_2}}}{2}{v_1} + \frac{{{t_2}}}{2}{v_2} = L\,\, \Rightarrow \,\,{t_2} = \frac{{2L}}{{{v_1} + {v_2}}}\)
	* Ta có:  \({t_1} - {t_2} = \frac{{L{{({v_1} - {v_2})}^2}}}{{2{v_1}{v_2}({v_1} + {v_2})}} > 0\) suy ra \({t_1} > {t_2}\)
	* Vậy ô tô thứ hai đến B trước và đến trước một khoảng thời gian: \(\Delta t = {t_1} - {t_2} = \frac{{L{{({v_1} - {v_2})}^2}}}{{2{v_1}{v_2}({v_1} + {v_2})}}\)
	b. Khoảng cách giữa hai xe khi xe thứ hai đã đến B. * Có thể xảy ra 3 trường hợp sau khi xe thứ hai đã đến B: - Xe thứ nhất đang đi trên nửa quãng đường đầu của quãng đường AB - Xe thứ nhất đang đi trên nửa quãng đường sau của quãng đường AB - Xe ô tô thứ nhất đến điểm chính giữa của quãng đường AB
	Cụ thể: * Xe thứ nhất đang đi trên nửa quãng đường đầu của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là:         \(S = L - {v_1}{t_2} = L - {v_1}\frac{{2L}}{{{v_1} + {v_2}}} = L\frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{v_1} + {v_2}}}\)                                    Trường hợp này xảy ra khi \(S > \frac{L}{2} \to {v_2} > 3{v_1}\)
	* Xe thứ nhất đang đi trên nửa quãng đường sau của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là:            \(S = \Delta t.{v_2} = L\frac{{{{({v_1} - {v_2})}^2}}}{{2{v_1}({v_1} + {v_2})}}\)                                                     Trường hợp này xảy ra khi \(S < \frac{L}{2}\,\,hay\,{v_2} < 3{v_1}\)
	* Xe ô tô thứ nhất đến điểm chính giữa của quãng đường AB, khi đó khoảng cách giữa hai xe là: S=L/s. Trường hợp này xảy ra khi \({v_2} = 3{v_1}\)
Câu 2 4,0 điểm	* Gọi nhiệt độ ban đầu của bình nhiệt lượng kế “nóng” và “lạnh” lần lượt là T và t + Nhiệt độ t1 của bình “lạnh” sau khi chuyển lượng nước m từ bình “nóng” sang. P/t cân bằng nhiệt là: Cm(t1 – t) = C∆m(T – t1). Trong đó m là khối nước ban đầu, C là nhiệt dung riêng của nước.
	* Từ đó suy ra: t1 =  \(\frac{{{\rm{mt  +  \Delta mT}}}}{{{\rm{m  +  \Delta m}}}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{kT  +  t}}}}{{{\rm{k  +  1}}}}\).  (Với k =\(\frac{{{\rm{\Delta m}}}}{{\rm{m}}}{\rm{ }} < {\rm{ 1}}\) )
	* Tương tự nhiệt độ t2 của bình "nóng" sau khi chuyển một lượng nước từ bình "lạnh"  sang. Ta có p/t cân bằng nhiệt: C(m -∆m)(T – t2) = C∆m (t2 – t1) Suy ra: t2 = \(\frac{{{\rm{(m  -  \Delta m)T  +  \Delta m}}{{\rm{t}}_{\rm{1}}}}}{{\rm{m}}}{\rm{  =  k}}{{\rm{t}}_{\rm{1}}}{\rm{ +  (1  -  k)T  =  }}\frac{{{\rm{kt}}\,{\rm{ +  T}}}}{{{\rm{k  +  1}}}}\)
	*  Như vậy sau mỗi lần đổ đi, đổ lại, hiệu nhiệt độ của hai bình là                                                                    t2 – t1 = (T - t)\(\frac{{{\rm{1  -  k}}}}{{{\rm{1  +  k}}}}\)
	* Tương tự sau lần đổ thứ hai : t4 – t3 = (t2 – t1)\(\frac{{{\rm{1  -  k}}}}{{{\rm{1  +  k}}}}\) = (T - t)\(\frac{{{{{\rm{(1  -  k)}}}^{\rm{2}}}}}{{{{{\rm{(1  +  k)}}}^{\rm{2}}}}}\)  (1)
	* Như vậy sau mỗi lần đổ đi, đổ lại thì hiệu nhiệt độ hai bình thay đổi \(\frac{{{\rm{1  -  k}}}}{{{\rm{1  +  k}}}}\) lần.
	* Thay số: T – t  = 100C; k = 0,25; \(\frac{{{\rm{1  -  k}}}}{{{\rm{1  +  k}}}}\)= 0,6.
	* Từ (1) ta có bảng giá trị sau dưới đây. Vậy ta phải thực hiện ít nhất là 5 lần.   Lần đổ đi, đổ lại Hiệu nhiệt độ hai bình 1                 60C 2 3,60C 3 2,160C 4 1,30C 5 0,780C

Câu 1:(4,0 điểm)

Hai xe máy đồng thời xuất phát, chuyển động đều đi lại gặp nhau, xe 1 đi từ thành phố A đến thành phố B và xe 2 đi từ thành phố B đến thành phố A. Sau khi gặp nhau tại C cách A 30km, hai xe tiếp tục hành trình của mình với vận tốc cũ. Khi đã tới nơi quy định (xe 1 tới B, xe 2 tới A), cả hai xe đều quay ngay trở về và gặp nhau lần thứ hai tại D cách B một đoạn 36 km. Coi quãng đường AB là thẳng, vận tốc của hai xe không thay đổi trong quá trình chuyển động. Tìm khoảng cách AB và tỉ số vận tốc của hai xe.

Câu 2: (4,5 điểm)

Có hai bình cách nhiệt, bình thứ nhất chứa 4 lít nước ở nhiệt độ 80⁰C, bình thứ hai chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 20⁰C. Người ta lấy m (kg) nước từ bình thứ nhất rót vào bình thứ hai. Khi bình thứ hai đã cân bằng  nhiệt thì lại lấy m (kg) nước từ bình thứ hai rót vào bình thứ nhất để lượng nước ở hai bình như lúc ban đầu. Nhiệt độ nước ở bình thứ nhất sau khi cân bằng là 74⁰C, bỏ qua nhiệt lượng tỏa ra môi trường. Tính m.

Câu 3: (2,0 điểm) Cho mạch điện có sơ đồ như hình 1. Biết   R1= 2R2, ampe kế chỉ 0,5A, vôn kế chỉ 3V, am pe kế và các dây nối có điện trở không đáng kể, vôn kế có điện trở vô cùng lớn. Hãy tính: a)  Điện trở R1 và R2. b) Hiệu điện thế giữa hai điểm A,B và hai đầu điện trở R1

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Câu 1 (3,5 điểm). Một chiếc thuyền bơi từ bến A đến bến B ở cùng một bên bờ sông với vận tốc đối với nước là v₁ = 3km/h. Cùng lúc đó một ca nô chạy từ bến B theo hướng đến bến A với vận tốc đối với nước là v₂ = 10km/h. Trong thời gian thuyền đi từ A đến B thì ca nô kịp đi được 4 lần quãng đường đó và về đến B cùng một lúc với thuyền. Hãy xác định:

          a. Hướng và độ lớn vận tốc của nước sông.

          b. Nếu nước chảy nhanh hơn thì thời gian ca nô đi và về B (với quảng đường như câu a) có thay đổi không? Vì sao?

Câu 2 (3,5 điểm). Một bình hình trụ có bán kính đáy R = 20cm được đặt thẳng đứng chứa nước ở nhiệt độ t = 20 c. Người ta thả một quả cầu bằng nhôm có bán kính R = 10cm ở nhiệt độ t = 40 c vào bình thì khi cân bằng mực nước trong bình ngập chính giữa quả cầu.

Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m  và của nhôm D = 2700kg/m , nhiệt dung riêng của nước C = 4200J/kg.K và của nhôm C = 880J/kg.K. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với bình và với môi trường.

          a. Tìm nhiệt độ của nước khi cân bằng nhiệt.

          b. Đổ thêm dầu ở nhiệt độ t = 15 c vào bình cho vừa đủ ngập quả cầu. Biết khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của dầu D = 800kg/m  và C = 2800J/kg.K.

          Xác định: Nhiệt độ của hệ khi cân bằng nhiệt? Áp lực của quả cầu lên đáy bình?

Câu 3 (5,0 điểm). Cho 3 điện trở có giá trị như nhau bằng R₀, được mắc với nhau theo những cách khác nhau. Lần lượt nối các đoạn mạch đó vào một nguồn điện không đổi luôn mắc nối tiếp với một điện trở r. Khi 3 điện trở trên mắc nối tiếp (cách 1), hoặc khi 3 điện trở trên mắc song song (cách 2) thì cường độ dòng điện qua mỗi điện trở đều bằng 0,2A.

          a. Xác định cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R₀ trong những cách mắc còn lại.

          b. Trong mọi cách mắc trên, cách mắc nào tiêu thụ điện năng ít nhất? Nhiều nhất?

          c. Cần ít nhất bao nhiêu điện trở R₀ và mắc chúng như thế nào vào nguồn điện không đổi có điện trở r nói trên để cường độ dòng điện qua mỗi điện trở R₀ đều bằng 0,1A?

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Câu 1(3đ).

Quả cầu nhỏ ( được xem là chất điểm) có khối lượng m = 500 gam được treo vào điểm cố định 0 bằng dây treo mảnh, nhẹ, có chiều dài L = 1,0 m. Kéo quả cầu tới vị trí dây treo tạo với phương thẳng đứng góc α rồi buông nhẹ. Lấy g = 10m/s²_. Bỏ qua mọi ma sát

 1) Cho α= 90⁰. Hãy xác định lực căng dây, vận tốc và gia tốc của quả cầu khi nó đi qua vị trí mà  dây treo tạo với phương thẳng đứng góc ß= 30⁰.

 2) Khi quả cầu qua vị trí cân bằng, dây treo vướng đinh ở điểm I cách 0 một khoảng b = 0,7m.

Xác định góc α để quả cầu thực hiện được chuyển động tròn trong mặt phẳng thẳng đứng quanh.

Câu 2: (3 đ).

Một lượng khí lý tưởng thực hiện chu trình biến đổi cho trên đồ thị. Biết T₁= 300K,

V₁=1( lít), T₃ =1600K, V₃ =4 (lít). Ở điều kiện tiêu chuẩn khí có thể tích V₀=5(lít), lấy p₀ =10⁵ N/m².

a. Vẽ đồ thị trên hệ tọa độ p-V

b. Tính T₂ và p₁. Tính công mà khí thực hiện trong một chu trình.

Câu 3 (4 đ):

Giữa hai bản kim loại đặt song song, nằm ngang, tích điện bằng nhau,  và trái dấu có điện áp U₁=1000V. Khoảng cách giữa 2 bản là d=1cm. Ở chính giữa 2 bản có 1 giọt thủy ngân nhỏ nằm lơ lửng. Đột nhiên, điện áp giữa hai bản giảm xuống còn U₂=995V. Hỏi sau thời gian bao lâu  kể từ lúc giảm điện áp, giọt thủy ngân rơi đến bản ở bên dưới? Cho g=10m/s².

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Bài 1: Thang AB đồng nhất khối lượng m=20 kg dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng a. Hệ số ma sát giữa thang và sàn là μ=0,6. Lấy g = 10 m/s².

a) Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang khi α=45^o.

b) Tìm giá trị của a để thang đứng yên không trượt trên sàn.

c) Một người có khối lượng m₁=40 kg leo lên thang khi α=45^o. Hỏi người này lên tới vị trí O^' nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết thang dài l = 2 m.

Bài 2: Hai điện tích q₁ = q₂ = q >0 đặt tại hai điểm A và B trong không khí. Cho  biết AB = 2a.

a) Xác định cường độ điện trường tại điểm M trên đường trung trực của AB cách AB một đoạn h.

b) Tìm h để E_M  cực đại. Tính giá trị cực đại này.

Bài  3: Cho mạch điện như hình vẽ, E₁=3V, E₂=3,6V, R₁=10Ω, R₂=20Ω, R₃=40Ω, bỏ qua điện trở trong của hai nguồn. Tụ có điện dung C=1μF.

1. Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dòng điện qua nguồn E₁ và điện tích của bản tụ nối với M.
2. Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua mỗi nguồn và điện lượng chuyển qua R₄.

...

--(Nội dung tiếp theo của đề và phần đáp án, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)--

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 11 năm 2021 có đáp án Trường THPT Nguyễn Thế Truyện. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi 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.