Bộ 5 đề thi chọn HSG Vật Lý 11 năm 2021 Trường THPT Trí Đức có đáp án

TRƯỜNG THPT TRÍ ĐỨC

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

 

Câu 1 ( 4 điểm): Cho mạch điện như hình vẽ 1:

Biết E = 6,9 V, r = 1 W, R₁ = R₂ = R₃ = 2 W, điện trở ampe kế không đáng kể, điện trở vôn kế rất lớn.

a. Các khóa K₁, K₂ đều mở. Tìm số chỉ vôn kế?

b. Khóa K₁ mở, K₂ đóng, vôn kế chỉ 5,4 V. Tìm R₄ và hiệu điện thế giữa hai điểm A, D?

c. Các khóa K₁, K₂ đều đóng. Tìm số chỉ của ampe kế?

Câu  2 (3 điểm):

Một sợi dây nhẹ không giãn, chiều dài = 1m, một đầu cố định, một đầu gắn với vật nặng khối lượng m₁ = 300g tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s². Ban đầu vật m₁ ở vị trí B, dây treo hợp với phương thẳng đứng góc α (với \({0^0} \le \alpha  \le {90^0}\)), thả vật m₁ với vận tốc ban đầu bằng không. Mốc tính thế năng trùng với mặt sàn nằm ngang đi qua điểm A và vuông góc với OA như hình vẽ, OA = OB = . Bỏ qua mọi ma sát và lực cản tác dụng lên vật m₁, dây luôn căng trong quá trình vật m₁ chuyển động.

1. Cho α=90^o. Xác định:  

a. Cơ năng của vật m₁ ngay lúc thả.                   

b. Xác định độ lớn lực căng dây tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30⁰ (ở phía bên trái OA).

 2. Khi vật m₁ chuyển động tới vị trí A, nó va chạm hoàn toàn đàn hồi xuyên tâm với vật m₂ = 100g (đang đứng yên tại vị trí A). Sau va chạm vật m₁ tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính = 1m đến vị trí có độ cao lớn nhất (vị trí K), D là chân đường vuông góc từ K xuống mặt sàn. Vật m₂ chuyển động dọc theo mặt sàn nằm ngang đến vị trí C thì dừng lại. Hệ số ma sát giữa m₂ và mặt sàn là 0,1. Biết AD/AC=√15/90.

Xác định góc α.

Câu 3 (2 đ):

Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có một hiệu điện thế U₁=1000V khoảng cách giữa hai bản là d=0,9cm. Ở đúng giưã hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện dương nằm lơ lửng. Nếu hiệu điện thế giữa 2 bản giảm xuống  còn U₂ thì sau 0,3s giọt thủy ngân bị rơi xuống bản kim loại phía dưới. Tìm U₂? Lấy g =10m/s² 

Câu 4 (2 đ):

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 5 (2 đ).

Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều I₁ = I₂ = I =  10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x.

a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M.

b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

Câu 6 (2đ):  

Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở R=0,5Ω. Một đoạn dây dẫn AB, độ dài l=14cm, khối lượng m=2g, điện trở r=0,5Ω tì vào hai thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B=0,2T. 

a) Xác định chiều dòng điện qua R.

b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính U_AB.

c) Bây giờ đặt hai thanh kim loại nghiêng với mặt phẳng nằm

ngang một góc α=60^o. Độ lớn và chiều của B vẫn như cũ. Tính vận tốc v của chuyển động đều của thanh AB và U_AB.

Câu 7: Một khối khí có áp suất p = 100N/m² thể tích V₁ = 4m³, nhiệt độ t₁ = 27⁰C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t₂ = 87⁰C.

a. Tính công do khí thực hiện

b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, biết khi nung nóng khí nhận  nhiệt lượng 100J

ĐÁP ÁN

Câu 1.	K1, K2 mở (R1nt R3) Rn = R1 + R3 = 4 W I = E/(R + r) = 1,38 A UV = I.Rn = 5,52 V	0,5 0,5 0,5
b 1,25đ	K1 mở, K2 đóng (R3 nt{(R2nt R4)//R1}) I = (E – UV)/r = 1,5 A UAC = I.R3 = 3 V UCB = UV – UAC = 2,4 V IR1 = UCB/R1 = 1,2 A ® IR2 = IR4 = 0,3 A UR2 = IR2.R2 = 0,6 V ® UR4 = UCB – UR2 = 1,8 V R4 = UR4/ IR4 = 6 W UAD = UAC + UR2 = 3,6 V	0,5   0,25     0,25 0,25
c 1,25đ	K1, K2 đóng {(R2//R3)ntR1}//R4 R23 = R2 /2= 1 W; R123 = R23 + R1 = 3 W Rn = R123.R4/( R123 + R4) = 2 W I = E/(Rn + r) = 2,3 A UV = E – I.r = 4,6 V IR4 = UV/R4 = 0,77A IR1 = I – IR4 = 1,53A UR1 = IR1.R1 = 3,06 V UR2 = UR3 = UV – UR1 = 1,54 V I2 = U2/R2 = 0,77A IA = IR2 + IR4 = 1,54 A	0,25 0,25     0,25     0,25 0,25
Câu 2 1 1,5đ	a. Cơ năng của vật m1 là	0,5
	b. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật, tìm tốc độ của vật ở vị trí góc lệch ß=30o, ta được:            \({v^2} = 2gl\cos \beta  = 2.10.1.c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0} = 10\sqrt 3 \,\,\, \Rightarrow \,\,v \simeq 4,1618m/s\)   - Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật m2 tại vị trí , chiếu lên phương bán kính, chiều hướng vào tâm, ta được : \(T = 3{m_1}g\cos \beta  = 3.0,3.10.c{\rm{os}}{30^0} = \frac{{9\sqrt 3 }}{2}N \simeq 7,79N\)	0,5     0,5
2 1,5 đ	- Vận tốc của vật m1 ngay trước va chạm là \({v^2} = 2gl(1 - c{\rm{os}}\alpha )\) - Gọi v1, v2 tương ứng là vận tốc của mỗi vật ngay sau va chạm. - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, cơ năng cho hệ hai vật m1 , m2 ngay trước và ngay sau va chạm (chiều dương có phương nằm ngang, hướng từ trái sang phải) \( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{m_1}v = {m_1}{v_1} + {m_2}{v_2}}\\ {{m_1}v_{}^2 = {m_1}v_1^2 + {m_2}v_2^2} \end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {{v_1} = \frac{v}{2}}\\ {{v_2} = \frac{{3v}}{2}} \end{array}} \right.\)	0,5
	- Xét vật m1: Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật tại vị trí A và vị trí K, ta được : \(\begin{array}{l} \frac{1}{2}{m_1}v_1^2 = {m_1}gl(1 - c{\rm{os}}\gamma )\,\, \Leftrightarrow {v^2} = 8gl(1 - c{\rm{os}}\gamma )\,\, \Leftrightarrow c{\rm{os}}\gamma  = 0,75 + 0,25\cos \alpha \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Rightarrow AD = l\sin \gamma  \end{array}\)	0,25
	- Xét vật m2: Áp dụng định luật II Niu - tơn cho vật theo phương ngang, chiều dương hướng sang phải. \( \Rightarrow {a_2} =  - \mu g\) Khi vật dừng lại tại C. Suy ra:\(AC = \frac{{v_2^2}}{{2{a_2}}} = \frac{{9{v^2}}}{{8\mu g}}\)	0,25
	Theo đề  \(\begin{array}{l} \frac{{AD}}{{AC}} = \frac{{\sqrt {15} }}{{90}}\,\, \Leftrightarrow \frac{{\sqrt {15} }}{{90}} = \frac{{4\mu \sin \gamma }}{{9(1 - c{\rm{os}}\alpha )}}\\  \Leftrightarrow 4\sin \gamma  = \sqrt {15} (1 - c{\rm{os}}\alpha )\,\, \Leftrightarrow 16(1 - c{\rm{o}}{{\rm{s}}^2}\gamma ) = 15{(1 - c{\rm{os}}\alpha )^2}(1) \end{array}\) Đặt \(\begin{array}{l} x = c{\rm{os}}\alpha \\ (1)\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,4{x^2} - 6x + 2\,\,\,\,\,\\  \Leftrightarrow \,\left[ \begin{array}{l} x = 0,5 \Leftrightarrow c{\rm{os}}\alpha  = 0,5 \Leftrightarrow \alpha  = {60^0}(T/m)\\ x = 1 \Leftrightarrow c{\rm{os}}\alpha  = 1 \Leftrightarrow \alpha  = {0^0}(L) \end{array} \right.\,\,\, \end{array}\)                                             Vậy α=60o	0,5

...

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

Câu 1: ( 3 điểm)

Vật m được kéo đều trên mặt phẳng nghiêng góc α lực kéo F hợp với mặt phẳng một góc ß, hệ số ma sát là μ. Giá trị nhỏ nhất của F là bao nhiêu để thực hiện được việc này? Lúc đó ß bằng bao nhiêu ?

Câu 2: ( 3 điểm)

Một xilanh thẳng đứng có tiết diện S, chứa một lượng khí nitơ, bên trên có pittông khối lượng m trượt không ma sát trong xilanh. Ban đầu độ cao cột khí trong xilanh là h. Áp suất khí trời là p₀. Phải truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng là bao nhiêu để nâng pittông lên cao thêm một đoạn là h/4? Tính hiệu suất của động cơ này.

Câu 3: ( 4 điểm)

Hai quả cầu nhỏ xem như là hai chất điểm nhiễm điện như nhau q₁=q₂=1,6.10^-8C, khối lương hai quả cầu như nhau và bằng m=0,6 gam. Hai quả cầu được treo vào hai sợi dây mảnh- nhẹ đều có chiều dài l=60cm. Hai đầu dây còn lại treo vào cùng một điểm. Cả hệ thống đặt trong môi trường không khí.

          a/ Nếu điểm treo cố định, hãy tính khoảng cách giữa hai quả cầu?

          b/ Cho điểm treo chuyển động xuống phía dưới theo phương đứng với gia tốc nhanh dần đều 5 m/s². Hãy tính lại khoảng cách hai quả cầu.

...

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

Bài 1: (1 điểm)

Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều có phương trình:  x = t² – 6t + 10 (m; s)

a) Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian.

b) Mô tả chuyển động của vật.

c) Tính quãng đường vật đi được sau 5 giây kể từ thời điểm t₀ = 0.

Bài 2: (1 điểm)

2.1. Một phòng có kích thước 8m x 5m x 4m. Ban đầu không khí trong phòng ở điều kiện chuẩn, sau đó nhiệt độ của không khí tăng lên tới 10^oC, trong khi áp suất là 78 cmHg. Tính thể tích của lượng khí đã ra khỏi phòng và khối lượng không khí còn lại trong phòng.

2.2. Một bình có thể tích V chứa một mol khí lí tưởng và có một cái van bảo hiểm là một xilanh (có kích thước rất nhỏ so với bình) trong đó có một pít tông diện tích S, giữ bằng lò xo có độ cứng k (hình 1). Khi nhiệt độ của khí là T₁ thì píttông ở cách lỗ thoát khí một đoạn là L. Nhiệt độ của khí tăng tới giá trị T₂ thì khí thoát ra ngoài. Tính T₂?

Bài 3: (2 điểm)

Hai quả cầu kim loại nhỏ giống nhau (cùng khối lượng, tích điện bằng 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. Vẽ hình, phân tích các lực khi các quả cầu cân bằng, 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 véc tơ cường độ điện trường tại trung điểm của sợi dây treo quả cầu được truyền thêm điện tích này? (vẽ hình) biết khi truyền thêm điện tích thì 2 quả cầu không chạm vào nhau.

...

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

Câu 1: Một khối khí có áp suất p = 100N/m² thể tích V₁ = 4m³, nhiệt độ t₁ = 27⁰C được nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t₂ = 87⁰C.

a. Tính công do khí thực hiện

b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí, biết khi nung nóng khí nhận  nhiệt lượng 100J

Câu 2 (2 đ): 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). Hai dây đẫn thẳng dài vô hạn, đặt song song trong không khí cách nhau một đoạn d = 12 cm có các dòng điện cùng chiều I₁ = I₂ = I =  10 A chạy qua. Một điểm M cách đều hai dây dẫn một đoạn x.

a) Khi x = 10 cm. Tính độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện chạy trong hai dây dẫn gây ra tại điểm M.

b) Hãy xác định x để độ lớn cảm ứng từ tổng hợp do hai dòng điện gây ra đạt giá trị cực đại. Tính giá trị cực đại đó.

...

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

Câu 1: ( 4 điểm)

Cho một ống dây hình trụ gồm N = 2000 vòng dây. Khi cho dòng điện biến thiên với tốc độ 2A/s chạy trong ống dây thì suất điện động tự cảm trong ống dây là 6,5V

a, Tính từ thông gởi qua một vòng dây khi có dòng điện 2A chạy qua?

b, Nối ống dây với nguồn điện có suất điện động 3,2V. Điện trở của toàn mạch không đáng kể. Hỏi sau bao lâu thì cường độ dòng điện trong mạch tăng từ 0 đến 6A?

Câu 2: (2 điểm)

Có hai vôn kế (V₁) và (V₂) khác nhau có điện trở lần lượt R₁ và R₂ (đo được hiệu điện thế một chiều), một số dây dẫn có điện trở không đáng kể. Hãy xác định suất điện động của nguồn điện một chiều (có điện trở trong đáng kể), với hai lần mắc mạch điện, bằng dụng cụ đã cho.

Câu 3: ( 3 điểm)

Vật m được kéo đều trên mặt phẳng nghiêng góc α lực kéo F hợp với mặt phẳng một góc ß, hệ số ma sát là μ. Giá trị nhỏ nhất của F là bao nhiêu để thực hiện được việc này? Lúc đó ß bằng bao nhiêu ?

...

--(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 Trí Đức. 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.