THPT CHUYÊN TRẦN PHÚ-HẢI PHÒNGTHI CHỌN HỌC SINH GIỎI DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM HỌC 2014-2015 MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài:180 phút Bài 1 • Do bỏ qua khối lượng ròng rọc nên lực căng dây T1=
Trang 1THPT CHUYÊN TRẦN PHÚ-HẢI PHÒNG
THI CHỌN HỌC SINH GIỎI DUYÊN HẢI BẮC BỘ NĂM HỌC 2014-2015
MÔN: VẬT LÍ Thời gian làm bài:180 phút
Bài 1
• Do bỏ qua khối lượng ròng rọc nên lực căng dây
T1= T2 = T
Phương trình chuyển động tịnh tiến của vật m:
Chiếu lên chiều dương như hình vẽ:
T- mg = ma2 (1)
Phương trình chuyển động tịnh tiến của vật M:
Chiếu lên chiều dương như hình vẽ:
Mgsinθ -T-Fms=Ma1 (2)
Phương trình chuyển động quay quanh khối tâm của vật M
MFms + MT2 = Iγγ
Vì khối trụ lăn không trượt nên có liên hệ (3)
Khi vật m đi lên một đoạn s thì mỗi điểm trên vành trụ đi được quãng đường
s suy ra điểm đó tịnh tiến dọc theo mặt phẳng nghiêng một đoạn s/2 a2=2a1
Từ (2) suy ra:
Thay biểu thức trên vào (3) ta được:
(4)
Thay (4) vào (1) ta được:
Suy ra
Dễ thấy điều kiện để vật m đi lên là a2> 0Msinθ-2m > 0 hay
• Điều kiện để khối lăng trụ không trượt trên mặt phẳng nghiêng:
Lấy (1) +(3) ta được:
Thay biểu thức gia tốc a2ở câu a) ta được
Trang 2Suy ra
suy ra
Bài 2:
• Gọi là vận tốc khối tâm của ngoài khối tâm của quả cầu ngay sau khi dời mặt nhám
Gọi ∆t1 là thời gian quả cầu tiếp xúc với mặt nhám
Vì vận tốc theo phương thẳng đứng của quả cân không đổi nên:
v1cosα =v2cosβ (1)
Theo phương thẳng đứng của vận tốc thay đổi nên xung của phản lực theo phương thẳng đứng là:
(2)
Theo định lí biên thiên động lượng theo phương ngang
Để sự trượt xảy ta trong suốt quá trình va chạm thì:
Bài 3:
Trang 3• Hai thanh ray giới hạn nên diện tích S không đổi Khi hai thanh ray chuyển động thì từ trường ở vùng diện tích S tăng dần độ lớn từ thông qua diện tích S tăng dần theo định luật Len xơ trong mạch xuất hiện dòng điện cảm ứng iC, dòng này sinh ra từ trường cảm ứng ngược hướng với
B Theo quy tắc nắm tay phải ta xác định được iC có chiều kim đồng hồ
• Theo quy tắc bàn tay phải ta xác định được các suất điện động xuất hiện trên thanh A và thanh B như hình vẽ
• Ta đi tính được các suất điện động xuất hiện trên thanh A và thanh B khi thanh A có tọa độ x = 0,1m
• Xét phần tử trên thanh A có tọa độ y và độ dài dy, suất điện động cảm ứng trên thanh này là:
Suất điện động cảm ứng trên toàn bộ thanh A:
Xét phần tử trên thanh B có tọa độ y và độ dài dy, suất điện động cảm ứng trên thanh ray là
Suất điện động cảm ứng trên toàn bộ thanh B
Do E1, E2mắc xung đối nên suất điện động trong mạch là:
E = E2 –E1 = 2- 0,5 = 1,5V Cường độ dòng điện cảm ứng trong mạch
• Tính số chỉ vôn kế
Do E2> E1nên E2 là máy phát còn E1là máy thu Chiều dòng điện chạy như hình vẽ
Áp dụng định luật Ôm cho nhánh chứa máy phát E2
UMN = E1- IγC.R = 2 – 75.0,01= 1,25(V) Vậy số chỉ của vôn kế là 1,25V
• Tính độ lớn lực điện từ tổng hợp tác dụng lên hệ 2 thanh A và B
Theo định luật bảo toàn năng lượng thì công suất của lực điện từ tổng hợp = công suất tỏa nhiệt trên hệ:
P = IγC2.RAB = 752.0,01 = 56,25(W)
Mặt khác công suất của lực điện từ tổng hợp tác dụng lên hệ: P = F.v
( trong đó F là lực điện từ tổng hợp tác dụng lên hệ)
Suy ra
Trang 4Bài 4:
a)
a
b)
Cuộn dây có r≠0 r+R=r+40=RMD=60 suy ra r=20Ω Suy ra
Bài 5:
• Góc lệch cực tiểu
Khi đó i = i’; r = r’ = A/2 = 450
Φmin= i + i’-A = 2i – 900 = 900 suy ra i = 900
1.sin900 =n.sinr = n sin450
tương đương
b)
góc ló tại K bằng suy ra r = β
β + 150 = γ
r + γ = 750 = r + r + 150 suy ra r = 300
Điều kiện phản xạ toàn phần tại J
Mà tại Iγ:
Suy ra