Đề thi năng khiếu lần 1 môn Vật lý lớp 11 năm 2020 - 2021 THPT chuyên Nguyễn Trãi có đáp án chi tiết

SỞ GD&ĐT HẢI DƯƠNG

TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN

TRÃI

ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LẦN I

LỚP 11 CHUYÊN LÝ

Ngày thi : 05/10/2020

Thời gian làm bài: 180 Phút (Không kể thời gian

giao đề)

Câu 1 (3,5 điểm): Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo nhẹ có độ cứng k = 25N/m. Lấy 2 10  . 1. Đặt con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát, vật đang đứng yên ở vị trí lò xo không bị biến dạng (Hình 1). Kéo vật dọc theo trục lò xo rồi thả nhẹ, vật dao động điều hòa dọc theo trục lò xo với biên độ 10cm. Chọn trục Ox trùng với trục lò xo, gốc O tại vị trí cân bằng của vật. Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ x = 5cm và đang chuyển động theo chiều dương trục Ox. a. Viết phương trình dao động của vật. b. Xác định thời điểm vật có li độ x = -5cm và đang tăng lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0). c. Xác định thời điểm vật có độ lớn vận tốc bằng 60 cm / s  lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0). d. Xác định thời điểm vật có li độ x và giá trị vận tốc v thỏa mãn biểu thức v 5 .x  lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0). e. Xác định khoảng thời gian vật có độ lớn lực kéo về không nhỏ hơn 2,0 N trong một chu kì.

f. Xác định tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian 2 s 15 .

g. Xác định quãng đường đi được lớn nhất của vật trong thời gian 1 s 15 .

2. Treo con lắc lò xo thẳng đứng như hình 2. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, gốc O tại vị trí cân bằng của vật. Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục lò xo với biên độ 8cm. Lấy 2 g 10m / s  . Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ x = 4cm và đang giảm. a. Viết phương trình dao động của vật. b. Xác định khoảng thời gian lò xo bị nén trong một chu kì. c. Xác định thời điểm độ lớn lực đàn hồi bằng 0,5 N lần thứ 2020 (tính từ lúc t = 0). d. Xác định khoảng thời gian lực kéo về ngược hướng lực đàn hồi trong một chu kì. 3. Đặt con lắc lò xo thẳng đứng như hình vẽ 3, đầu dưới lò xo gắn cố định với mặt phẳng nằm ngang tại điểm . Vật m đang đứng yên tại vị trí cân bằng. Người ta thả nhẹ vật m1 = 50g từ độ cao h = 9cm (so với bề mặt vật m). Vật m1 chuyển động theo phương thẳng đứng đến va chạm với vật m, ngay sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng dao động điều hòa dọc theo trục lò xo. Xác định độ lớn cực đại của lực do lò xo tác dụng vào điểm Q.

Câu 2 (1,0 điểm): Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường 2 g 10m / s  với phương trình 5 0,09cos t rad,t(s) 4 6          

. Lấy 2 10  .

1. Xác định chiều dài dây treo con lắc. 2. Xác định khoảng thời gian vật có độ lớn li độ dài không vượt quá 4cm trong một chu kì.

Hình 1

m k

Hình 2

m

k

Q Hình 3

m

k

h

m1

Câu 3 (2,0 điểm):

Cho mạch điện như hình vẽ, Rb là biến trở, R có giá trị không đổi. Bỏ qua điện trở khóa K và dây nối. 1. Ngắt K, mắc nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi vào AB. a. Cố định Rb = R0 thì hiệu điện thế trên Rb là 0,75U. Tìm R0 theo R. b. Điều chỉnh biến trở Rb. Với hai giá trị của Rb là R1 hoặc R2 (R1< R2) thì công suất trên biến trở đều bằng P. Khi thay đổi Rb thì công suất trên nó

đạt giá trị lớn nhất bằng 25 P

16 . Tìm 1

2

R R .

2. Đóng K, điều chỉnh Rb = 3R. Chỉ mắc hai điểm A, B với nguồn U1 không đổi thì công suất toàn mạch là P1 = 55W. Chỉ mắc hai điểm C, D với nguồn U2 thì công suất toàn mạch là P2 = 99W.

a. Tìm tỉ số 2

1

U

U .

b. Nếu mắc đồng thời A, B với nguồn U1 và C, D với nguồn U2 (cực dương ở A và C) thì công suất toàn mạch là bao nhiêu? Câu 4 (1,0 điểm):

Một thanh cứng mảnh AB, tiết diện đều, chiều dài L, tích điện Q > 0 phân bố đều theo chiều dài. 1. Điểm M nằm trên đường thẳng đi qua trung điểm của thanh AB và vuông góc với AB, M cách AB một đoạn h. Xác định cường độ điện trường tại điểm M (Hệ đặt trong không khí). 2. Uốn thanh AB thành một nửa đường tròn. Điểm N là trung điểm của đoạn AB như hình vẽ. Xác định cường độ điện trường tại điểm N (Hệ đặt trong không khí).

Câu 5 (1,5 điểm): Một hình trụ đồng chất khối lượng m bán kính R đặt trên mặt phẳng nằm

ngang. Trục quay ( )  trùng với trục của hình trụ, mô men …