Bộ 3 đề thi cuối kì 2 Vật lí 11 Chân trời sáng tạo cấu trúc mới có đáp án - Đề 2
27 câu hỏi
PHẦN I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ lựa chọn một phương án.
Xét các điện tích dương và âm đều dịch chuyển có hướng và theo phương ngang với cùng tốc độ ở bốn vùng dẫn điện khác nhau (Hình 4.2). Gọi I1 là cường độ dòng điện do các điện tích dịch chuyển tạo ra trong vùng đầu tiên bên trái,\[{I_2},{\rm{ }}{I_3},{\rm{ }}{I_4}\] là cường độ dòng điện tương ứng trong các vùng tiếp theo (tính từ trái sang phải). Độ lớn của các cường độ dòng điện này từ lớn nhất đến nhỏ nhất được xếp theo thứ tự nào sau đây?
\[{I_2},{\rm{ }}{I_1},{\rm{ }}{I_3},{\rm{ }}{I_4}\]
\[{I_1},{\rm{ }}{I_3},{\rm{ }}{I_2},{\rm{ }}{I_4}_{\;\;}\]
\[{I_3},{\rm{ }}{I_1},{\rm{ }}{I_{4,\;\;}}{I_2}\]
\[{I_4},{\rm{ }}{I_2},{\rm{ }}{I_3},{\rm{ }}{I_1}\]
A
Cường độ dòng điện phụ thuộc vào mật độ hạt tải điện.
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 2. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai
Một trạm biến áp có công suất 500 kVA được sử dụng để cung cấp điện cho một khu vực công nghiệp. Nếu điện áp đầu vào của trạm biến áp là 110 kV và điện áp đầu ra là 22 kV, tính tỉ số biến áp của trạm biến áp.
a) Tỉ số biến áp của trạm biến áp là 5 (biến áp là tăng/giảm điện áp đầu vào đầu ra của thiết bị).
Đúng.
Tỉ số biến áp của trạm biến áp được tính bằng điện áp đầu vào chia cho điện áp đầu ra, 110:22 =5
b) Nếu hiệu suất biến áp là , công suất ra thực tế của trạm biến áp là 475 kVA.
Sai.
Công suất ra thực tế của trạm biến áp không chỉ phụ thuộc vào tỉ số biến áp mà còn phụ thuộc vào hiệu suất biến áp.
c) Nếu trạm biến áp hoạt động trong 8 giờ mỗi ngày, tổng điện năng tiêu thụ hàng ngày là 4.4 MWh.
Sai.
Tổng điện năng tiêu thụ hàng ngày được tính bằng công suất ra của trạm biến áp nhân với thời gian hoạt động, 500 kVA×8 giờ=4 MWh
d) Tổng số tiền điện phải trả cho trạm biến áp mỗi tháng, biết giá điện là 0.1 USD/kWh và trạm biến áp hoạt động liên tục là 13,200 USD.
Sai.
Tổng số tiền điện phải trả được tính bằng tổng điện năng tiêu thụ hàng tháng nhân với giá điện: 500 (kW) x 30 (ngày) x 24(h) x 0.1 (USD/kWh) = 36000 USD
Một dây dẫn kim loại có các electron tự do chạy qua và tạo thành một dòng điện không đổi. Dây có tiết diện ngang\[S{\rm{ }} = {\rm{ }}0,6{\rm{ }}m{m^2}\], trong thời gian 10 s có điện lượng \[q{\rm{ }} = {\rm{ }}9,6{\rm{ }}C\]đi qua. Biết độ lớn điện tích của electron là\[e{\rm{ }} = {\rm{ }}1,{6.10^{ - 19}}C\]; Mật độ electron tự do là \[n{\rm{ }} = {\rm{ }}{4.10^{28}}\] hạt/m3. Tính cường độ dòng điện qua dây dẫn.
0,96 A.
2,6 A.
0,6 A.
1 A.
A
Cường độ dòng điện qua dây dẫn là: \(I = \frac{q}{t} = \frac{{9,6}}{{10}} = 0,96A\)
Một nguồn điện có suất điện động \[\xi {\rm{ }} = {\rm{ }}12{\rm{ }}V\]và điện trở trong \[r{\rm{ }} = {\rm{ }}4{\rm{ }}\Omega .\] Khi kết nối với một mạch điện có điện trở\[R{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}\Omega \], nguồn điện này tạo ra một dòng điện không đổi.
a) Cường độ dòng điện toàn mạch là 1,2 (A)
Đúng
\[I = \frac{\xi }{{R + r}} = 1,2A\]
b) Công suất tiêu thụ của mạch là 8,64 W.
Đúng
\[P = {I^2}.R = 8,64W\]
c) Hướng của dòng điện trong mạch là từ cực âm đến cực dương của nguồn điện.
Sai
Chiều dòng điện trong mạch kín quy ước là chiều từ cực dương của nguồn điện qua dây dẫn và các dụng cụ điện đến cực âm của nguổn điện.
d) Nguồn điện này có thể sử dụng làm nguồn cấp điện cho một bóng đèn có điện áp là 24 V.
Đúng
Nguồn điện có thể sử dụng để cấp điện cho một bóng đèn có điện áp là 24 V, vì điện áp của nguồn là 12 V, vẫn đủ lớn để cấp điện cho bóng đèn.
Phát biểu nào sau đây sai.
Điện trở có vạch màu là căn cứ để xác định trị số.
Đối với điện trở nhiệt có hệ số dương, khi nhiệt độ tăng thì điện trở tăng.
Đối với điện trở biến đổi theo điện áp, khi U tăng thì điện trở tăng.
Đối với điện trở quang, khi ánh sáng thích hợp rọi vào thì điện trở giảm.
D
Vì đối với điện trở biến đổi theo điện áp, U tăng thì R giảm.
Một khối kim loại đồng chất hình hộp chữ nhật ABCDA’B’C’D’ với các kích thước như Hình 17.1. Đặt một hiệu điện thế không đổi U giữa từng cặp mặt đối diện. Phát biểu nào sau đây là đúng?
Điện trở của khối có giá trị lớn nhất khi hiệu điện thế đặt giữa hai mặt AA'B'B và DD’C’C.
Điện trở của khối có giá trị lớn nhất khi hiệu điện thế đặt giữa hai mặt ABCD và A’B’C’D’.
Điện trở của khối có giá trị lớn nhất khi hiệu điện thế đặt giữa hai mặt AA'D'D và BB'C'C.
Điện trở của khối có giá trị như nhau khi hiệu điện thế đặt giữa hai mặt đổi diện bất kì.
A
Ta có:\(R = \frac{{\rho l}}{S}\) => S cành nhỏ l càng lớn thì và R càng lớn
Đặt một hiệu điện thế U vào hai đầu một đoạn dây nào đó thì dòng điện chạy qua có cường độ là I. Khẳng định: “Điện trở R của đoạn dây được xác định bởi R=UI”
chỉ đúng đối với vật liệu thuần trở.
đúng với vật liệu thuần trở và không thuần trở.
chỉ đúng đối với vật liệu không thuần trở.
luôn không đúng với mọi vật liệu
B
Đây chính là định nghĩa điện trở theo công thức (17.1) SGK.
Từ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế đối với hai điện trở \({R_1},{R_2}\) trong Hình 23.1. Điện trở\({R_1},{R_2}\) có giá trị là
\({R_1} = 5\Omega ;{R_2} = 20\Omega \)
\({R_1} = 10\Omega ;{R_2} = 5\Omega \)
\({R_1} = 5\Omega ;{R_2} = 10\Omega \)
\({R_1} = 20\Omega ;{R_2} = 5\Omega \)
D
Từ đồ thị, ta chọn điểm nằm trên đồ thị sao cho có thể xác định được hiệu điện thế và cường độ dòng điện một cách dễ dàng. Chọn điểm: \(\left\{ \begin{array}{l}I = 0,2A\\{U_1} = 4V\end{array} \right.;\left\{ \begin{array}{l}I = 0,2A\\{U_2} = 1V\end{array} \right.\)
Theo định luật Ôm, ta có: \(I = \frac{U}{R} = > R = \frac{U}{I}\)
Suy ra: \(\left\{ \begin{array}{l}{R_1} = \frac{{{U_1}}}{I} = \frac{4}{{0,2}} = 20\Omega \\{R_2} = \frac{{{U_2}}}{I} = \frac{1}{{0,2}} = 5\Omega \end{array} \right.\)
Kết luận nào sau đây đúng khi nói về tác dụng của nguồn điện?
dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch.
dùng để tạo ra các ion âm.
dùng để tạo ra các ion dương.
dùng để tạo ra các ion âm chạy trong vật dẫn.
A
Nguồn điện dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch.
Kết luận nào sau đây sai khi nói về suất điện động của nguồn điện?
Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
Suất điện động của nguồn điện được đo bằng thương số \(\frac{A}{q}\).
Đơn vị của suất điện động là vôn (V).
Suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng tích điện của nguồn điện.
D
D – sai vì suất điện động của nguồn điện đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện.
Một acquy thực hiện công là 12J khi dịch chuyển lượng điện tích 1 C trong toàn mạch. Từ đó có thể kết luận là
hiệu điện thế giữa hai cực của nó luôn luôn là 12 V
công suất của nguồn điện này là 6 W
hiệu điện thế giữa hai cực để hở của acquy là 24 V
suất điện động của acquy là 12 V
A
Ta có: \(E = \frac{A}{q} = \frac{{12}}{1} = 12\)
- Khi để hở thì hiệu thế giữa hai cực đúng bằng suất điện động và bằng 12 V, còn khi nối kín thì\[U{\rm{ }} < {\rm{ }}12{\rm{ }}V\].
- Công suất của nguồn\[P{\rm{ }} = {\rm{ }}\xi I\] chưa biết I nên chưa tính được.
Mắc các dây dẫn vào hiệu điện thế không đổi. Trong cùng một thời gian thì nhiệt lượng toả ra trên dây dẫn phụ thuộc như thế nào vào điện trở dây dẫn?
Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.
Tăng gấp đôi khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp đôi.
Tăng gấp bốn khi điện trở của dây dẫn giảm đi một nửa.
Giảm đi một nửa khi điện trở của dây dẫn tăng lên gấp bốn.
B
Ta có nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở R
=> Khi tăng gấp đôi điện trở của dây dẫn thì nhiệt lượng tỏa ra trên dây dẫn cũng tăng gấp đôi
Một bóng đèn được thắp sáng ở hiệu điện thế \[U{\rm{ }} = 220{\rm{ }}V\]có công suất là\[{P_1},{\rm{ }}{P_2}\] là công suất của đèn khi được thắp sáng ở hiệu điện thế \[U{\rm{ }} = {\rm{ }}110{\rm{ }}V\]thì
\[{P_1}\; > {\rm{ }}{P_2}\].
\[{P_1}\; = {\rm{ }}2{P_2}\].
\[\;{P_2}\; > {\rm{ }}{P_1}\].
\[{P_2}\; = {\rm{ }}4{P_1}\].
A
Ta có công thức tính công suất \(P = U.I\)=> U càng lớn thì P càng lớn
Mắc hai đầu biến trở vào hai cực của một bình acquy. Điều chỉnh biến trở và đo công suất toả nhiệt \({\rm{P}}\) trên biến trở thì thấy kết quả là \({\rm{P}}\) có cùng giá trị tương ứng với hai giá trị của biến trở là \(2{\rm{\Omega }}\) và \(8{\rm{\Omega }}\). Điện trở trong của acquy bằng
\(2{\rm{\Omega }}\).
\(4{\rm{\Omega }}\).
\(6{\rm{\Omega }}\).
\(8{\rm{\Omega }}\).
B
Công suất toả nhiệt trên biến trở:
\({\rm{P}} = R{I^2} = R{\left( {\frac{{\rm{E}}}{{R + r}}} \right)^2} \Rightarrow {R^2} - \left( {\frac{{{{\rm{E}}^2}}}{{\rm{P}}} - 2r} \right)R + {r^2} = 0\left( 1 \right).\)Với mỗi giá trị \({\rm{P}}\) xác định thì (1) là một phương trình bậc 2 theo R. Theo đề bài, có hai giá trị khác nhau của biến trở R1 và R2 ứng với cùng một công suất \({\rm{P}}\) nghĩa là R1 và R2 là hai nghiệm của (1) thoả định lí Viète (Vi-et): \({R_1}{R_2} = {r^2} \Rightarrow r = \sqrt {{R_1}{R_2}} = \sqrt {2.8} = 4{\rm{\Omega }}\)
PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4
Dòng điện chạy qua bóng đèn hình của một ti vi thường dùng có cường độ 60 μA. Số electron tới đập vào màn hình của ti vi trong mỗi giây là bao nhiêu? (Đơn vị: \({10^{14}}\)electron) (làm tròn đến hàng thập phân thứ hai).
Số electron cần tìm: \(n = \frac{q}{e} = \frac{{It}}{e} = \frac{{{{60.10}^{ - 6}}.1}}{{1,{{6.10}^{ - 19}}}} = 3,{75.10^{14}}\)(electron)
Một chiếc vòng làm bằng một dây dẫn có điện trở \({R_0} = 12\Omega \). Dòng điện đi vào và đi ra khỏi vòng dây tại hai điểm A và B như Hình 17.5. A và B chia vòng dây thành hai phần có chiều dài lần lượt là \({I_1}\)và \({I_2}\). Biết \({R_1} < {R_2}\), tìm tỉ số \(\frac{{{I_1}}}{{{I_2}}}\) sao cho điện trở của mạch giữa hai điểm A và B là \(R = \frac{8}{3}\Omega \). (làm tròn đến hàng thập phân thứ nhất).
Gọi R1 và R2 lần lượt là điện trở mỗi phần.
Điện trở tương đương giữa A và B: \(R = \frac{{{R_1}{R_2}}}{{{R_1} + {R_2}}} = \frac{8}{3}\)\(\)=> \({R_1}R{ & _2} = 32\)
=> \({R_1},{R_2}\) là nghiệm của phương trình: \[{x^2} - {\rm{ }}12x{\rm{ }} + {\rm{ }}32{\rm{ }} = {\rm{ }}0\]
\( = > \left\{ \begin{array}{l}{R_2} = 8\Omega \\{R_1} = 4\Omega \end{array} \right.\)
Vậy tỉ số \(\frac{{{I_1}}}{{{I_2}}}\) bằng 0,5.
Đặt một hiệu điện thế không đổi vào hai đầu đoạn dây kim loại đồng chất có tiết diện đều thì khoảng thời gian trung bình một hạt tải điện đi hết chiều dài đoạn dây là 5,0 phút. Nếu tăng chiều dài đoạn dây lên gấp 3 lần thì thời gian trung bình mà hạt tải điện đi bằng bao nhiêu? (Đơn vị: phút) (làm tròn đến hàng đơn vị).
Áp dụng công thức: \(I = Snev = Sne.\frac{l}{t}\) và định luật Ohm: \(I = \frac{U}{R} = \frac{{U.S}}{{\rho l}} = > t = \frac{{ne\rho {l^2}}}{U}\)
Vậy thời gian trung bình mà hạt tải điện di chuyển tăng tỉ lệ với bình phương chiều dài đoạn dây.
- Khi tăng chiều dài đoạn dây lên gấp 3 lần thì thời gian trung bình mà hạt tải điện đi là: t = 5.3.3 = 45 phút
Suất điện động của một nguồn điện là 12 V. Tính công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là 0,5 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương của nó? (Đơn vị: J) (làm tròn đến hàng đơn vị).
Công của lực lạ khi dịch chuyển một lượng điện tích là 0,5 C bên trong nguồn điện từ cực âm đến cực dương là \[A{\rm{ }} = {\rm{ }}q\; = {\rm{ }}0,5.12{\rm{ }} = {\rm{ }}6{\rm{ }}\left( J \right)\]
B. PHẦN TỰ LUẬN
Câu 1. Một ấm điện bằng nhôm có khối lượng 0,4 kg chứa 2 kg nước ở \(20^\circ C\). Muốn đun sôi lượng nước đó trong 16 phút thì ấm phải có công suất là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt dung riêng của nước là \(c = 4200J/kg.K\), nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_1} = 880J/kg.K\) và 27,1 % nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh. (Đơn vị: W)
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của ấm nhôm từ \[20^\circ C\]tới \[100^\circ C\]là:
\[{Q_1} = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right)\; = {\rm{ }}0,4.880\left( {100 - 20} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}28160{\rm{ }}J\]
Nhiệt lượng cần để tăng nhiệt độ của nước từ \[20^\circ C\]tới \[100^\circ C\] là:
\[{Q_2} = mc\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = {\rm{ }}2.4200\left( {100 - 20} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}672000J\]
Nhiệt lượng tổng cộng cần thiết: \[Q = {Q_1} + {Q_2} = 700160J\](1)
Mặt khác nhiệt lượng có ích để đun nước do ấm điện cung cấp trong thời gian 16 phút là: \[Q{\rm{ }} = {\rm{ }}HPt\](2)
Từ (1) và (2): \(P = \frac{Q}{{Ht}} = \frac{{700160.100}}{{(100 - 27,1).960}} = 1000W\)
Cho mạch điện như Hình 19.1. Suất điện động E của nguồn chưa biết. Bỏ qua điện trở của các dây nối. Tìm giá trị của E để nguồn 10 V được nạp điện. (Đơn vị: V)
Nguồn 10 V được nạp khi E có giá trị đủ lớn để triệt tiêu dòng điện do nguồn 10 V tạo ra. Nghĩa là dòng điện chạy qua nguồn 10 V bằng 0. Khi đó hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở \[2,5\Omega \] bằng 10 V. Suy ra dòng điện chạy do nguồn phát bằng 4 A. Từ đó, định luật Ohm cho toàn mạch kín: \[4 = \frac{E}{{3,5}} \Rightarrow E = 14\;V\]
Một biến trở được mắc vào hai cực của một nguồn điện không đổi có điện trở trong \(2,0{\rm{\Omega }}{\rm{.}}\) Khi thay đổi giá trị biến trở, ta thu được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của công suất toả nhiệt trên biến trở vào cường độ dòng điện chạy trong mạch như Hình 19.3. Bỏ qua điện trở của các dây nối. Giá trị biến trở tương ứng với điểm M trên đồ thị bằng bao nhiêu?
Ta có biểu thức \({\rm{P}}\) theo I: \({\rm{P}} = UI = \left( {{\rm{E}} - rI} \right)I = - r{I^2} + {\rm{E}}I\). Đường biểu diễn \({\rm{P}}\) theo I là một parabol như Hình 19.3.
Mặt khác, từ các bài tập trước, ta có kết quả: Khi chỉnh \(R = r\) thì công suất tiêu thụ trên R đạt cực đại. Suy ra, dòng điện ứng với trường hợp này: \({I_{{\rm{P}}\max }} = \frac{{\rm{E}}}{{R + r}} = \frac{{\rm{E}}}{{2r}}\). Mặt khác, dòng điện ứng với điểm M:\({I_M} = \frac{{\rm{E}}}{{{R_M} + r}}\). Từ đồ thị, ta thấy: \({I_M} = 4\)ô; \({I_{{\rm{P}}\max }} = 2,5\) ô. Nên:
\(\frac{{{I_M}}}{{{I_{{\rm{P}}\max }}}} = \frac{{\rm{E}}}{{\left( {{R_M} + r} \right)}} \cdot \frac{{2r}}{{\rm{E}}} = \frac{{2r}}{{{R_M} + r}} = \frac{4}{{2,5}} \Rightarrow {R_M} = 0,5\Omega .\)
