TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH TỔ VẬT LÝ – KTCN
(Đề thi gồm 02 trang)
ĐỀ THI KIỂM TRA HÈ NĂM HỌC 2018-2019 MÔN: Vật lý 11 – Lớp 11 Chuyên Toán, Lý, Hóa, Tin, Cận 1
Thời gian làm bài: 90 phút (không kể thời gian phát đề)
Bài 1: (1,0 điểm)
Một vật có khối lượng m = 1kg đặt trên mặt sàn nằm ngang, được kéo bởi một lực theo phương hợp với mặt phẳng ngang góc 300, với độ lớn không đổi F = 5N. Ban đầu vật đứng yên. Sau khi chuyển động 3s, vật đi được quãng đường S = 2,5m. Cho biết g = 10m/s2. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn là bao nhiêu?
Bài 2: (2,0 điểm)
Một vật nhỏ có khối lượng m trượt từ điểm cao nhất của một hình cầu bán kính R cố định trên mặt phẳng nằm ngang.
a.Tới độ cao h nào thì vật m rời hình cầu?
b.Bỏ qua mọi ma sát, vận tốc ban đầu của vật m rất nhỏ. Gọi B là vị trí của vật trên hình cầu, tại đó bán kính OB nghiêng góc
so với phương thẳng đứng OA. Tính áp lực của vật m tại điểm B.
Bài 3: (2,0 điểm)
Ba điện tích điểm q1 = q2 = q3 = +5.10-7 C được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát tại ba đỉnh của tam giác đều ABC cạnh a = 10cm.
a.Xác định lực tác dụng lên điện tích đặt tại một trong ba đỉnh.
b.Phải đặt một điện tích điểm q0 ở đâu và có giá trị bằng bao nhiêu để cho hệ các điện tích đó cân bằng?
Bài 4: (2,0 điểm)
Cho mạch điện có sơ đồ như hình 2. Cho các nguồn giống nhau hoàn toàn có = 8,5V; r = 3 và R1 = 9; R2 = 12; đèn loại 6V-3W.
a. Hỏi đèn có sáng bình thường không?
b. Tính hiệu điện thế giữa hai cực của một nguồn?
Bài 5: (2,0 điểm)
Một nguồn điện có suất điện động , điện trở trong r, cấp điện cho một mạch ngoài có điện trở R thay đổi được.
a.Xác định R để mạch ngoài tiêu thụ công suất cực đại? Tính công suất cực đại đó và hiệu suất của nguồn điện khi đó.
300
R1 B A
Đ R2
b.Chứng minh với một giá trị công suất mạch ngoài P<Pmax thì có hai giá trị của R và hai giá trị đó thỏa mãn hệ thức R1R2=r2. Hiệu suất của nguồn điện trong hai trường hợp R=R1 và R=R2 liên hệ với nhau như thế nào?
Bài 6: (1,0 điểm)
Trong vùng không gian giữa hai bản A, B tồn tại hai vùng điện trường đều AC và CB có cùng độ rộng l.
Biết trong khoảng CB có cường độ điện trường lớn gấp đôi cường độ điện trường trong khoảng AC. Một electron đi vào vùng không gian giữa A và B từ bản A có véc tơ vận tốc hợp với bản A một góc α. Trong quá trình chuyển động, electron tới gần bản B nhất, cách B một đoạn l/2. Xác định tầm xa của electron trên bản A.
Họ và tên thí sinh: ... Số báo danh:
...
--- HẾT --- Ghi chú: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
A + B -
C
Hướng dẫn chấm
Bài Nội dung Điểm
1 (1,0 điểm)
Vẽ hình phân tích các lực tác dụng lên vật: N P F, , ms,F Theo định lụât II Niu-Tơn ta có: N P Fms F ma Chiếu lên trục Ox: . osF c Fmsma (1)
Chiếu lên trục Oy: N P F.sin 0 N P F.sin (2)
2 2
0 2
1 / 2 2.S 0,56 /
S v t at a m s
t
Từ (1) và (2) F c. os .(PF.sin ) ma 0,5
0,5
0,5
2 (2,0 điểm)
Mốc thế năng tại A. Khi vật trượt theo mặt cầu xuống đến điểm C. Theo định luật bảo toàn cơ năng:
(1)
Tại C:
Chiếu lên chiều hướng tâm:
Vật rời hình cầu khi N = 0 (2) Từ (1) và (2)
Vật rời mặt cầu lúc:
h=R+Rcosβ=5R/3
b.Tại B: cos300>2/3 Do vậy tại B vật chưa rời mặt cầu.
Định luật bảo toàn cơ năng:
Tại B :
1,25
0,75
3 (2,0 điểm)
a.Vẽ hình lực tác dụng lên 1 điện tích tại A.
Độ lớn: F=
2
0 2
2kq os30
a c suy ra F 0.39 N.
Phương của Flà đường trung trực đi qua A, chiều ngược chiều đường cao AH.
b. Do tính chất đối xứng, để hệ 4 điện tích cân bằng thì q0 đặt tại tâm G của tam giác đều ABC, với GA=
3 a .
Xét lực tổng hợp tác dụng lên điện tích tại A. Lực điện do q0 tác dụng cân bằng 0,75
1,25 )
cos 1 ( 2 2
) 1 cos 1
( mv2 v2 gR
mgR C C
aht
m N P
2
cos vc
P N m
R
2 cos gR vC
3 cos 2
) cos 1 ( 2 2
) 1 cos 1
( mv2 v2 gR
mgR B B
2 2
B B
B B
mv mv
Pcos N N mgcos
R R
2 (1 cos )
B
gRcos gR
N m
R
NB mg(3cos 2)
với F ở câu a, do đó
0 2
0 2
2 os30
3
qc AG q
q a suy ra q0 -2,9.10-7 C . 4
(2,0 điểm)
Điện trở của đèn: R0 =
3 62
2
P
U = 12 ;
Cường độ dòng điện định mức qua đèn Iđ = 6
3 U
P = 0,5 A
b 2 = 17V ; rb =
3 3 . 2 3
2r = 2
R02 =
12 12
12 . . 12
2 0
2 0
R R
R
R = 6 ; Rtđ = R1 + R02 = 9+6 =15
I = A
r Rtd b
b 1
15 2
17
I1 =I02 = I = 1A ; U0 = U2 = U02 = I02. R02 = 1.6 = 6V ;
12 6
0 0
0
R
I U = 0,5 A
Iđ = I0 = 0,5A đèn sáng bình thường Ui = - Ii . r = -
3
I r = 7,5 V
1,5
0,5 5
(2,0 điểm)
a.
2 2
( )2
P I R R
R r
Áp dụng BĐT Cô si suy ra P max khi R=r, khi đó
2
ax 4
Pm
r
, R 50%
H R r
b.
2
2 2 2
2 ( 2 Pr) 0
( )
P R PR R r P
R r
Theo viet suy ra R1R2=r2
H1+H2= 1 2 1 2 1 2 2
1 2 1 2 1 2
2 ( )
( ) 1
R R R R R R r
R r R r R R R R r r
1,0
1,0
6 (1,0 điểm)
Chọn trục Ox theo phương ngang, sang phải, Oy thẳng đứng hướng lên, gốc O
A là vị trí electron ban đầu.
Gia tốc của hạt theo phương Oy:
Trong khoảng AC: a1=e E1/m; Trong khoảng BC: a2=e E2/m; với E2=2E1. Đặt E1=E.
Trong quá trình hạt đi từ A đến K, hạt ở trong vùng AC thời gian t1; hạt ở trong vùng BC thời gian t2.
Vận tốc của hạt theo phương Oy tại K là vyK=0=v0 sinα-a1t1-a2t2 (1) Với t2 từ : 1 2 22
2 2
l a t suy ra 2
2 2
l ml
t a eE (2) Áp dụng định lý động năng cho hạt tại A và K suy ra:
2 2
0
1 sin
2mv eUAKVới UAK= 2E.l/2+E.l=2El, rút ra
2 2
0sin 4eE
mv l(3) Từ (2) và (3) suy ra 2
0
2 sin t l
v
, thế vào (1) rút ra 1
0
2 (2 2) sin t l
v
.
0,5
0,5
Tầm xa L=v c0 os (2 t12 )t2 2 ot (4lc 2)