Đề Thi HSG Lý 11 Cấp Trường Năm 2023 Kèm Hướng Dẫn Giải

Câu

NỘI DUNG

Điểm

1

(4điểm)

Bài 15

1. Trong kh«ng khÝ, mçi vËt chÞu t¸c dông cña 3 lùc:

Trong kh«ng khÝ khi c©n b»ng (1)

- Khi ®Æt trong dÇu, vËt chÞu thªm t¸c dông cña lùc ®Èy Acsimet F_A

-Khi ®Æt trong dÇu, khi c©n b»ng

Tõ (1) vµ (2) suy ra P =2 (P - F_A) <= > P =2 F_A

-P = m₁g = D₁.V.g; F_A= m₂g = D₂.V.g; VËy D₁ = 2D₂ = 1,6.10³kg

0,25

0,5

0,25

0,5

2. a) Vẽ hình phân tích lực: Điều kiện để q₀ nằm cân bằng :

<=> q₀ nằm trên trục Ox và trong khoảng giữa q₁ và q₂ .

+ F₁₀ = F₂₀ <=>

Vậy , để q₀ nằm cân bằng bền thì q₀ phải cùng dấu với q₁,q₂ và đặt q₀ tại gốc tọa độ O. Giá trị của q₀ là tùy ý.

b) Vẽ hình phân tích lực. Để lực tác dụng lên q₀ cực đại thì lực tổng hợp do q₁ và q₂ tác dụng phải cùng chiều với lực do q₃ tác dụng ,do đó :

với

+ ;

+ ; F = F₁₂ + F₃

+ Trong khoảng ( 0 ;a ) thì y tăng F₁₂ và F₃ tăng nhưng F₁₂ có điểm cực trị ,do đó , F_max khi F_12max .

+ Áp dụng bất đẳng thức Cosi khai triển F₁₂ ta có :

=>

Vậy :

0,25

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

2

(3điểm)

1. a. Mật độ electron tự do trong đồng:

n­₀ = =1,67.10²⁹ e/m³

b. điện dẫn suất của đồng: σ = 1/ρ = 6,25.10⁷ (Ω.m)^-1

và độ linh động của electron tự do trong đồng: = 2,34.10^-3 (m²/V.s)

c. Tốc độ trung bình của electron: =0,25.10^-4 m/s

0,5

0,5

0,5

0,5

2. Số quãng đường tự do: k = d/a = 4

Số hạt tải điện tối đa sinh ra: N = 2^k+1 – 2 = 30

0,5

0,5

3

(4điểm)

a.

+ Điện năng tiêu thụ của động cơ chia thành hai phần : P = P_cơ + P_nhiêt

+ Công suất kéo vật: P_cơ = T.v = mg.v = 150W

+ Công suất toả nhiệt: P_nhiệt = I²r = 50W

+ Công suất tiêu thụ: P = P_cơ + P_nhiệt = 200W

- Hiệu suất của động cơ: H=P_cơ/P_nhiệt = 75%

b. Tìm cách mắc nguồn:

- HĐT giữa hai đầu động cơ khi kéo vật: U = P/I = 40V

- Bộ nguồn đối xứng: mdãy, mỗi dãy n nguồn:

E_b= nE = 8n; r_b =nr₀/m; Theo định luật Ôm : E_b = U + Ỉr_b

Tổng hai số là hằng số nên tích hai số cực đại khi hai số bằng nhau nghĩa là cực đại ( do đó m.n cực tiểu) khi

Giải được m = 1, n = 10

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

4

(4điểm)

a. Sau khi đóng K₁: Điện tích trên tụ điện q = CE = 2.2 = 4 C

Năng lượng điện trường trong tụ điện W =

Trong thời gian tích điện cho tụ, nguồn thực hiện công : A_ng = qE = 4.10^-6.2 = 8.10^-6 J

Nhiệt lượng tỏa ra trên R₁: Q₁ = A_ng – W = 4.10^-6 J

b. Sau khi đóng K­₂. Cường độ dòng điện qua mạch

= A

U_MN = I. = 0,8 V

Điện tích của tụ điện khi đó: q’ = CU_MN = 2.0,8 = 1,6 C.

Điện lượng chuyển qua điểm M: q = q’ – q = -2,4 C

Dấu trừ cho biết điện tích dương trên bản nối với M giảm, các e chạy vào bản tụ đó.

c. Khi K₁ và K₂ đóng : R₂₃ = ; R = R₁ + R₂₃ =

 U_MN = E =

Điện tích của tụ điện khi đó: q’ = CU_MN = (C)

Khi ngắt K₁, điện lượng qua R₂ và R₃ lần lượt là q₂ và q₃ thì q₂ + q₃ = q’ và

 q₃ = =

q₃ = q_3max khi 19R₃ =  R₃ = » 13,76 

_{Khi đó q3max} » 0,7386 C

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,25

0,25

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

5

(4điểm)

a.

+ Trường hợp 1:

+ Trường hợp 2:

+ Do điện trở mạch ngoài không đổi nên

+ Tính được

+ Đèn Đ₁

+ Đèn Đ₂

+ Hiệu suất:

Nguồn lợi hơn

b.

+ Hai đèn đều sáng bình thường:

0,5

0,5

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5

6

(2điểm)

Gọi điện trở của 2 vôn kế là X và Y. Gọi E và r lần lượt là suất điện động và điện trở trong của nguồn. khi đó:

+ mạch ngoài gồm mỗi X thì (1) (U1 là số chỉ của vôn kế X)

+ mạch ngoài gồm mỗi Y thì (2) (U2 là số chỉ của vôn kế Y)

Từ (1) và (2) ta có: (3)

+ mạch ngoài gồm X song song với thì

(4) (U3 là số chỉ của 2 vôn kế )

Từ (3) và (4) ta có

0,25

0,25

0,5

0,5

0,5