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

TRƯỜNG THPT TRẦN PHÚ

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

 

Câu 1: ( 3 điểm)

Một trái banh có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng (không có sự tròn xoay) với vận tốc đầu 20 m/s . Lấy g = 10 m/s².

a. Tính độ cao tối đa h_o mà trái banh có thể lên tới?

b. Khi vừa rơi xuống đất, trái banh đã nảy lên ngay. Biết rằng sau mỗi lần nảy lên trái banh lại mất ½ năng lượng sẵn có. Tính các độ cao liên tiếp h₁, h₂, ...h_n? (với h₁ là độ cao có thể tới được sau lần chạm đất thứ nhất)

c. Tính vận tốc chạm đất lần thứ 3 kể từ khi ném?

Câu 2: ( 3 điểm)

 Một mol khí lý tưởng thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 (hình vẽ). Biết T₁=T₂ = 400K, T₃= T₄= 200K,

V₁ = 40 dm³, V₃= 10 dm­­­³.  Xác định các thông số còn lại.         

                    

Câu 3: ( 4 điểm)

Cho 2 quả cầu nhỏ giống nhau có cùng điện tích q được treo cạnh nhau bằng 2 sợi dây mảnh không dãn, dài như nhau trong không khí. Khi hai quả cầu cân bằng mỗi sợi dây lệch khỏi phương thẳng đứng một góc α. Nhúng hệ hai quả cầu trên vào trong dầu có hằng số điện môi bằng 2, góc lệch của mỗi dây treo vẫn là α. Tìm khối lượng riêng của mỗi quả cầu, biết khối lượng riêng của dầu là 0,8.10³kg/m³.

Câu  (4 điểm)

Cho E = 12(V) ,r = 1 Ω, R₁  = 12 Ω, R₃  = 3 Ω. Đèn ghi (6V – 6W),C = 10μF. R₂ là biến trở.

Độ sáng của đèn ,điện năng tiêu thụ ở R₂ sau 30 phút và điện tích của tụ điện.

a.Khi R₂  = 21 Ω, Tính R_tđ ,I,U qua mỗi điện trở?

b. Tính R₂ để đèn sáng bình thường ?

Câu 5: ( 4 điểm)

Hai dây dẫn thẳng dài vô hạn đặt song song, cách nhau khoảng             

2a cm trong không khí, có các dòng điện I₁=I₂=6A cùng chiều đi qua. Mặt phẳng P vuông góc với hai dây và cắt hai dây tại A₁,A₂. Khoảng cách A₁A₂  là 8cm.O là trung điểm A₁A₂. Trục tọa độ Ox nằm trong mặt phẳng P và vuông góc với A₁A₂.

a.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại O.

b.Xác định véctơ cảm ứng từ tổng hợp tại M trên Ox với OM=x=3cm.

c.Xác định vị trí điểm N trên Ox có cảm ứng từ cực đại. Tính giá trị cực đại này.

Câu 6. ( 2 điểm)

Cho một cục pin, một ampe kế, một cuôn dây dẫn có điện trở suất ρ đã biết dây nối có điện trở không đáng kể, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô vuông tới mm. Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định suất điện động của pin

ĐÁP ÁN

Câu 1:

a) Độ cao tối đa h_o mà trái banh có thể lên tới:

Ta có:  \(\frac{1}{2}m{v^2} = mgh\)                                                                                           

Suy ra:  \({h_0} = \frac{{v_0^2}}{{2g}} = \)20m                                                                                       

b) Các độ cao liên tiếp h₁, h₂, ...h_n:

Khi chạm mặt đất lần thứ nhất trái banh mất một năng lượng bằng \(\frac{{{W_0}}}{2}\)

Mà: W₁= mgh₁ nên \(\frac{{{W_0}}}{2}\)= \(\frac{1}{2}mg{h_1}\) suy ra h₁=\(\frac{{{h_0}}}{2}\)   

Do mỗi lần nảy năng lượng trái banh bị giảm đi một nửa.

Vậy: Năng lượng ứng với những lần nảy liên tiếp là:  W₀, W₁, W₂, W₃,... W_n

Hay:

\({W_0},{W_1} = \frac{{{W_0}}}{2},{W_2} = \frac{{{W_0}}}{{{2^2}}},{W_3} = \frac{{{W_0}}}{{{2^3}}},...,{W_n} = \frac{{{W_0}}}{{{2^n}}}\)                                        

 

Các trị số này hợp thành một cấp số nhân, do đó các độ cao liên tiếp cũng hợp thành một cấp số nhân: h₀ = 20 m, h₁= 10 m, h₂ = 5 m .....,\({h_n} = \frac{{{h_0}}}{{{2^n}}} = \frac{{20}}{{{2^n}}}\)

c) Vật chạm đất lần thứ 3 khi từ độ cao h₂ rơi xuống  v = \(\sqrt {2gh} \) =10m/s 

Câu 2.

Ta có P₁V₁=nRT₁  =>P₁=0,83.10 ⁵N/m²

P₃V₃=nRT₃  =>P₃=1,66.10 ⁵N/m²

Ta có 2-> 3 là quá trình đẳng áp :

\(\frac{{{V_3}}}{{{T_3}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}} \Rightarrow {V_2} = 20d{m^3}\)      

P₂V₂=nRT₂  =>P₂=1,66.10 ⁵N/m²

Ta lại có 4-> 1 là quá trình đẳng áp :

\(\frac{{{V_4}}}{{{T_4}}} = \frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} \Rightarrow {V_4} = 20d{m^3}\)

P₄V₄=nRT₄  =>P₄=0,83. 10 ⁵N/m²

Câu 3.

 

Trong không khí các lực tác dụng lên quả cầu là \(\alpha ,\overrightarrow P ,\overrightarrow {{F_{\rm{d}}}} ,\overrightarrow T \)

Quả cầu cân bằng \(\overrightarrow P  + \overrightarrow {{F_{\rm{d}}}}  + \overrightarrow T  = 0\)  

nên từ hình vẽ ta có    \(\tan \alpha  = \frac{F}{P} = \frac{{k{q^2}}}{{P{r^2}}} = \frac{{k{q^2}}}{{mg{r^2}}}\)   (1)                                             

Khi nhúng trong dầu, quả cầu chịu thêm lực đẩy acsimet F_A=d.V

D là trọng lượng riêng của dầu =10.D_dầu  và V=m/ D_cầu nên F_A= 10.D_dầu.\(\frac{m}{{{D_{{\rm{c\^a }}u}}}}\)

Và  \(\tan \alpha  = \frac{F}{{P - F{}_A}} = \frac{{k{q^2}}}{{\varepsilon {r^2}\left( {mg - \frac{{10{D_{d{\rm{\^a }}u}}.m}}{{{D_{c{\rm{\^a }}u}}}}} \right)}}\)  (2)

Từ 1 và 2 ta có D_cầu =1600kg/m³

Câu 4.

Ta có: \({R_D} = \frac{{{U^2}}}{P} = 6\Omega \)   I_đm= P/U= 1A

Mạch điện mắc  (R₁  song song ( R₂ nối tiếp R₃) ) nối tiếp R_Đ   => R _tđ =14Ω

I= 0,8A= I_đ=I₁₂₃

=>U_đ =4,8V; U₁₂₃=6,4V=U₁=U₂₃

=> I₁=8/15   A.   I₂=I₃=4/15 A => U₂=28/5 V, U₃=4/5 V

=> I_đ< I_đm  đèn sáng yếu

Điện năng tiêu thụ của R₂ là A=2688J

Điện tích của tụ điện

U_tụ=U₃+U_Đ=5,6V   => Q=CU=5,6.10^-5C

b. Đèn sáng bình thường nên I_đ=I_đm=1A =>U_đ=6V

U_N= - Ir=11V => U₁= 5V =>I₁= 5/12 A. => I₂=I₃ = 7/12  A.

=>R₂=39/7 Ω

...

---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Bài 1 (3,0 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).

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.

 Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 2. Pittông có khối lượng M=500g và có thể chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng nhiệt độ t₀=27^oC, lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h. Biết tiết diện bình là S=1dm²

1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.

 2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.

...

---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Bài 1 (3,0 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).

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.

 Câu 2 (3 điểm). Một bình kín hình trụ chiều cao h, đặt thẳng đứng và được chia làm hai phần nhờ một pittông cách nhiệt như hình 2. Pittông có khối lượng M=500g và có thể chuyển động không ma sát trong xi lanh. Phần trên của bình chứa khí Hêli, phần dưới của bình chứa khí Hiđrô. Biết hai khối khí có cùng khối lượng m và ban đầu ở cùng nhiệt độ t0=27oC, lúc này pittông nằm cân bằng ở vị trí cách đáy dưới một đoạn 0,6h. Biết tiết diện bình là S=1dm2

1) Tính áp suất khí trong mỗi phần bình.

 2) Giữ nhiệt độ không đổi ở một phần bình, cần nung nóng phần còn lại đến nhiệt độ bằng bao nhiêu để pittông cách đều hai đáy bình.

...

---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Câu 1. Một vật nhỏ được xem như chất điểm có khối lượng m, mang điện tích q>0 có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng ngang cách điện. Kể từ thời điểm ban đầu t=0 người ta thiết lập điện trường đều E hợp với phương ngang góc α và từ trường B vuông góc với mặt phẳng hình vẽ để cho vật bắt đầu chuyển động. Hãy tính theo các thông số m, q, E, B, α, g:

1. Thời gian t và quãng đường s mà vật trượt trên mặt phẳng ngang.
2. Góc ß hợp bởi vecto vận tốc của vật và mặt phẳng ngang khi vật bay thẳng đều.

Câu 2: Một lượng hơi nước có khối lượng m = 18 g chứa trong một xilanh có pit-tông đóng kín. Áp suất của hơi nước trong xilanh là p = 178 mmHg và nhiệt độ là t = 80oC. Biết R = 8,31 J/mol.K, khối lượng mol của nước là μ = 18 g/mol, 1 mmHg = 133 Pa. Coi hơi nước là khí lí tưởng. Nhiệt độ xilanh được giữ không đổi.

a. Tính thể tích V_o của hơi nước lúc đầu.

b. Đẩy pit-tông cho đến khi trong xilanh bắt đầu xuất hiện những hạt sương thì dừng lại. Tính thể tích V₁ của hơi nước lúc này. Biết áp suất của hơi nước bảo hòa ở 80^oC là 356 mmHg.

c. Tiếp tục đẩy pit-tông dịch chuyển đến khi thể tích hơi nước còn lại V₂=V₁/2. Tính nhiệt lượng đã thoát qua xilanh và độ biến thiên nội năng của nước (cả thể lỏng và hơi) trong quá trình này. Cho nhiệt hóa hơi riêng của nước là L = 2,26.10⁶ J/kg.

...

---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)---

Câu 1:  Cho cơ hệ như hình vẽ. Biết m₁ = 1,5kg; m₂ = 1kg, khối lượng ròng rọc và dây treo không đáng kể, bỏ qua ma sát. Hãy tìm:

1. Gia tốc chuyển động của hệ.
2. Sức căng của dây nối các vật m₁ và m₂. Lấy g = 10m/s².

Câu 2: Một lượng khí không đổi ở trạng thái 1 có thể tích V₁, áp suất P₁, giãn đẳng nhiệt đến trạng thái 2 có thể tích V₂ = 2V₁ và áp suất P₂=P₁/2. Sau đó giãn đẳng áp sang trạng thái 3 có thể tích V₃ = 3V₁. Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình trên, dùng đồ thị để so sánh công của khí trong các quá trình trên.

...

---(Nội dung đầy đủ và chi tiết, 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 Trần Phú. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang 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.