Đề thi Vật Lý 11 học kì 1 Trường THPT Bắc Thăng Long Hà Nội có lời giải và đáp án chi tiết gồm lý thuyết và bài tập. Các bạn xem ở dưới.
| SỞ GD&ĐT HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT Bắc Thăng Long |
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ I
MÔN: Lý – Lớp 11 Thời gian làm bài: 60 phút; không kể thời gian phát đề |
Phần I: Lý Thuyết
Câu 1 (NB):
a) Trình bày bản chất dòng điện trong kim loại.
b) Viết công thức thể hiện sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ, giải thích ý nghĩa của các đại lượng trong công thức.
Câu 2 (VD): Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số ${\alpha _T} = 48\left( {\mu V/K} \right)$ được đặt trong không khí ở ${20^0}C$. Mối hàn còn lại được nung nóng đến nhiệt độ ${220^0}C$. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện khi đó.
Phần II: Bài Tập
Câu 3 (VD): Cho mạch điện như hình vẽ. Biết nguồn có suất điện động $E = 12V$, điện trở trong $r = 1\Omega $, điện trở $R = 9\Omega $. Tính:
a. Cường độ dòng điện chạy qua mạch.
b. Hiệu suất của nguồn điện.
c. Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài.
Câu 4 (NB): Cho mạch điện như hình vẽ. Bộ nguồn gồm 3 nguồn giống nhau; mỗi nguồn có suất điện động bằng $6V$, điện trở trong bằng $0,2\Omega $. Mạch ngoài gồm bóng đèn sợi đốt loại $6V – 9W$, bình điện phân dung dịch $CuS{O_4}$, cực dương làm bằng đồng có điện trở ${R_P} = 6\Omega $, ${R_b}$ là biến trở.
1. Điều chỉnh để biến trở ${R_b} = 9\Omega $. Tính:
a. Cường độ dòng điện trong mạch chính.
b. Khối lượng đồng bám vào catot sau 1 giờ 20 phút (cho biết đối với đồng $A = 64g/mol$, $n = 2$)
c. Đèn sáng như thế nào? Vì sao?
2. Tìm ${R_b}$ để công suất tỏa nhiệt trên biến trở đạt giá trị lớn nhất. Tìm giá trị lớn nhất đó.
Câu 5 (NB): Mạch kín gồm nguồn điện $E = 200V$, $r = 0,5\Omega $ và hai điện trở ${R_1} = 100\Omega $ và ${R_2} = 500\Omega $ mắc nối tiếp. Một vôn kế không lí tưởng được mắc song song với ${R_2}$ thì số chỉ của nó là $160V$. Tìm số chỉ của vôn kế nói trên nếu nó được mắc song song với ${R_1}$
LỜI GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Đáp án
Phương pháp giải:
a) Xem lí thuyết về bản chất dòng điện trong kim loại SGK VL11 trang 74
b) Xem biểu thức sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ SGK VL11 trang 75
Giải chi tiết:
a) Bản chất dòng điện trong kim loại: Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường.
b)Công thức sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại vào nhiệt độ: $\rho = {\rho _0}\left[ {1 + \alpha \left( {t – {t_0}} \right)} \right]$
Trong đó:
+ ${\rho _0}$: điện trở suất ở ${t_0}$ (thường lấy ${20^0}C$)
+ $\alpha $: hệ số nhiệt điện trở
Câu 2: Đáp án
Phương pháp giải:
Vận dụng biểu thức tính suất điện động nhiệt điện: $E = {\alpha _T}\left( {{T_2} – {T_1}} \right)$
Giải chi tiết:
Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện: $E = {\alpha _T}\left( {{T_2} – {T_1}} \right) = {48.10^{ – 6}}.\left( {220 – 20} \right) = 9,{6.10^{ – 3}}V$
Câu 3: Đáp án
Phương pháp giải:
a) Sử dụng biểu thức định luật Ôm cho toàn mạch: $I = \frac{E}{{R + r}}$
b) Sử dụng biểu thức tính hiệu suất của nguồn: $H = \frac{{{U_N}}}{E}.100\% = \frac{R}{{R + r}}.100\% $
c) Sử dụng biểu thức tính công suất: $P = {I^2}R$
Giải chi tiết:
a) Cường độ dòng điện chạy trong mạch: $I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{12}}{{9 + 1}} = 1,2A$
b) Hiệu suất của nguồn điện: $H = \frac{{{U_N}}}{E}.100\% = \frac{R}{{R + r}}.100\% = \frac{9}{{9 + 1}}.100\% = 90\% $
c) Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài: ${P_N} = {I^2}R = 1,{2^2}.9 = 12,96W$
Câu 4: Đáp án
Phương pháp giải:
+ Áp dụng biểu thức: $R = \frac{{{U^2}}}{P}$
+ Sử dụng biểu thức tính bộ nguồn mắc nối tiếp: $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{E_b} = {E_1} + {E_2} + …}\\{{r_b} = {r_1} + {r_2} + …}\end{array}} \right.$
1.
a)+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của mạch mắc song song: $\frac{1}{R} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}}$
+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của mạch mắc nối tiếp: $R = {R_1} + {R_2}$
+ Áp dụng biểu thức định luật ôm cho toàn mạch: $I = \frac{E}{{{R_N} + r}}$
b)+ Áp dụng biểu thức của đoạn mạch mắc song song: $U = {U_1} = {U_2}$
+ Vận dụng biểu thức định luật ôm: $I = \frac{U}{R}$
+ Sử dụng biểu thức định luật Fa-ra-day: $m = \frac{1}{F}\frac{A}{n}It$
c)+ Vận dụng biểu thức: $P = UI$
+ So sánh cường độ dòng điện chạy qua đèn với cường độ dòng điện định mức của đèn
2.+ Áp dụng biểu thức tính công suất: $P = {I^2}R$
+ Vận dụng biểu thức Cosi
Giải chi tiết:
Ta có:
+ Hiệu điện thế định mức của đèn và công suất định mức của đèn: $\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{U_{dm}} = 6V}\\{{P_{dm}} = 9W}\end{array}} \right.$
⇒ Điện trở của đèn: ${R_D} = \frac{{U_{dm}^2}}{{{P_{dm}}}} = \frac{{{6^2}}}{9} = 4\Omega $
+ Mạch gồm 3 nguồn mắc nối tiếp với nhau
⇒ Suất điện động của bộ nguồn: ${\xi _b} = 3\xi = 3.6 = 18V$
Điện trở trong của bộ nguồn: ${r_b} = 3r = 3.0,2 = 0,6\Omega $
1.
a)Ta có: $\left[ {{R_D}//{R_P}} \right]nt{R_b}\left[ {{R_D}//{R_P}} \right]nt{R_b}$
${R_{AB}} = \frac{{{R_D}{R_P}}}{{{R_D} + {R_P}}} = \frac{{4.6}}{{4 + 6}} = 2,4\Omega $
Điện trở tương đương mạch ngoài: ${R_N} = {R_{AB}} + {R_b} = 2,4 + 9 = 11,4\Omega $
Cường độ dòng điện chạy trong mạch chính: $I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_N} + {r_b}}} = \frac{{18}}{{11,4 + 0,6}} = 1,5A$
b)Ta có: ${U_{AB}} = I.{R_{AB}} = 1,5.2,4 = 3,6V$
Cường độ dòng điện qua bình điện phân: ${I_P} = \frac{{{U_P}}}{{{R_P}}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_P}}} = \frac{{3,6}}{6} = 0,6A$
Khối lượng đồng bám vào catot sau thời gian $t = 1h20′ = 4800s$ là:
$m = \frac{1}{F}\frac{A}{n}{I_P}t = \frac{1}{{96500}}\frac{{64}}{2}.0,6.4800 = 0,955g$
c) Cường độ dòng điện chạy qua đèn: ${I_D} = \frac{{{U_D}}}{{{R_D}}} = \frac{{{U_{AB}}}}{{{R_D}}} = \frac{{3,6}}{4} = 0,9A$
Ta có, cường độ dòng điện định mức của đèn: ${I_{dm}} = \frac{{{P_{dm}}}}{{{U_{dm}}}} = \frac{9}{6} = 1,5A$
Nhận thấy ${I_D} < {I_{dm}} \Rightarrow $ Đèn sáng yếu hơn bình thường.
2.+ Điện trở tương đương mạch ngoài: ${R_N} = {R_{AB}} + {R_b} = 2,4 + {R_b}$
Cường độ dòng điện qua mạch: $I = \frac{{{\xi _b}}}{{{R_N} + {r_b}}} = \frac{{18}}{{2,4 + {R_b} + 0,6}} = \frac{{18}}{{3 + {R_b}}}$
Công suất tỏa nhiệt trên biến trở: $P = {I^2}{R_b} = \frac{{{{18}^2}}}{{{{\left( {3 + {R_b}} \right)}^2}}}{R_b} = \frac{{324}}{{{{\left( {\frac{3}{{\sqrt {{R_b}} }} + \sqrt {{R_b}} } \right)}^2}}}$
Công suất P cực đại khi ${\left( {\frac{3}{{\sqrt {{R_b}} }} + \sqrt {{R_b}} } \right)^2}_{\min }$
Ta có: $\left( {\frac{3}{{\sqrt {{R_b}} }} + \sqrt {{R_b}} } \right) \ge 2\sqrt 3 $
${\left( {\frac{3}{{\sqrt {{R_b}} }} + \sqrt {{R_b}} } \right)^2}_{\min } = 12$ khi $\frac{3}{{\sqrt {{R_b}} }} = \sqrt {{R_b}} \Rightarrow {R_b} = 3\Omega $
Khi đó: ${P_{max}} = \frac{{324}}{{12}} = 27W$
Câu 5: Đáp án
Phương pháp giải:
+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp: $R = {R_1} + {R_2}$
+ Vận dụng biểu thức tính điện trở của mạch gồm các điện trở mắc song song: $\frac{1}{R} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}}$
+ Áp dụng biểu thức định luật ôm cho toàn mạch: $I = \frac{E}{{R + r}}$
Giải chi tiết:
Vôn kế không lí tưởng suy ra vôn kế có điện trở ${R_V}$ hữu hạn.
+ Ban đầu, khi vôn kế mắc song song với ${R_2}$:
Mạch của ta gồm: ${R_1}nt\left( {{R_2}//{R_V}} \right)$
${R_{2V}} = \frac{{{R_2}{R_V}}}{{{R_2} + {R_V}}} = \frac{{500{R_V}}}{{500 + {R_V}}}$
${R_N} = {R_1} + {R_{2V}} = 100 + \frac{{500{R_V}}}{{500 + {R_V}}}$
Cường độ dòng điện qua mạch: $I = \frac{E}{{{R_N} + r}}$
${U_V} = {U_{BC}} = I.{R_{2V}}$
$ \Leftrightarrow 160 = \frac{{200}}{{100 + \frac{{500{R_V}}}{{500 + {R_V}}} + 0,5}}\left( {\frac{{500{R_V}}}{{500 + {R_V}}}} \right)$
$ \Rightarrow {R_V} = 2051\Omega $
+ Khi vôn kế mắc song song với R1 :
Mạch gồm: $\left( {{R_1}//{R_V}} \right)nt{R_2}$
${R_{1V}} = \frac{{{R_1}{R_V}}}{{{R_1} + {R_V}}} = 95,35\Omega $
Điện trở tương đương mạch ngoài: $R = {R_{1V}} + {R_2} = 595,35\Omega $
Cường độ dòng điện trong mạch: $I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{200}}{{595,35 + 0,5}} = 0,336A$
Số chỉ của vôn kế: ${U_V} = {U_{AB}} = I.{R_{1V}} = 0,336.95,35 = 32,04V$
