Đang tải... (xem toàn văn)
de thi hsg mon vat ly khoi 6 27900 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩ...
Phần 1: Cơ học A. Lý thuyết I. Mômen lực Mô men lực ( nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay): M = F.l (N.m) Trong đó: l là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực ( còn gọi là tay đòn của lực). II. Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định: Muốn cho một vật có trục quay cố định đứng cân bằng ( hoặc quay đều) thì tổng mômen các lực làm vật quay theo chiều này phải bằng tổng mômen các lực làm vật quay theo chiều ngợc lại. Ví dụ: Với vật bất kỳ có thể quay quanh trục cố định O ( theo hình vẽ) để đứng yên cân bằng quanh O ( hoặc quay đều quanh O) thì mômen của lực F 1 phải bằng mômen của lực F 2 . Tức là: M 1 = M 2 F 1 . l 1 = F 2 . l 2 Trong đó l 1 , l 2 lần lợt là tay đòn của các lực F 1 , F 2 ( Tay đòn của lực là khoảng cách từ trục qua đến phơng của lực) III. Quy tắc hợp lực. 1. Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy ( quy tắc hình bình hành). Hợp lực của hai lực đồng quy ( cùng điểm đặt) có phơng trùng với đờng chéo của hình bình hành mà hai cạnh là hai lực đó, độ lớn của hợp lực là độ dài đờng chéo. 2. Tổng hai lực song song cùng chiều: Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực cùng phơng, độ lớn bằng tổng hai lực thành phần, có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với hai lực ấy. 1 2 1 2 2 1 F l F F F ; F l = + = 3. Tổng hợp hai lực song song ngợc chiều: Hợp lực của hai lực song song ngợc chiều là một lực có ph- ơng cùng phơng với lực lớn hơn, độ lớn bằng hiệu hai lực thành phần, có giá chia ngời khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với hai lực ấy. 1 2 1 2 2 1 F l F F F ; F l = = 1 O F 1 F 2 l 1 l 2 1 F r O P 2 F r F r l 1 l 1 l 1 l 1 l 2 l 1 l 1 l 1 l 1 l 2 IV. Các máy cơ đơn giản 1. Ròng rọc cố định. Dùng ròng rọc cố định không đợc lợi gì về lực, đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. F P;s h= = 2. Ròng rọc động. + Với 1 ròng rọc động: Dùng ròng rọc động đợc lợi hai lần về lực nhng lại thiệt hai lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. P F ;s 2h 2 = = + Với hai ròng rọc động: Dùng 2 ròng rọc động đợc lợi 4 lần về lực nhng lại thiệt 4 lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. P F ;s 4h 4 = = + Tổng quát: Với hệ thống có n ròng rọc động thì ta có: n n P F ;s 2 h 2 = = 3. Đòn bẩy. Dùng đòn bẩy đợclợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đờng đi do đó không đợc lợi gì về công. 1 1 2 2 F .l F .l= ( áp dụng điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định) Trong đó F 1 ; F 2 là các lực tác dụng lên đòn bẩy, l1; l2 là các tay đòn của lực hay khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay. Phần 2: Đề thi chọn học sinh giỏi các năm Phòng giáo dục - đào tạo Huyện trực ninh đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện Năm học: 2002 - 2003 Bộ môn: Vật lý lớp 9 2 P ur F r T ur P ur F r T ur h O 2 F uur 1 F ur l 2 l 1 A B O 2 F uur 1 F ur l 2 l 1 A B ( Thời gian làm bài 120' - không kể chép đề) Bài 1: ( 6 điểm). Cho mạch điện nh hình vẽ: R 1 = 4 ; R 2 = R 3 = R 4 = 12 a) K 1 đóng, K 2 ngắt. Tính R AB . b) K 1 , K 2 cùng đóng. Tính R AB . c) Biết U AB = 48V. Hãy so sánh dòng điện qua R 1 trong hai trờng hợp cả 2 khoá cùng ngắt và cùng đóng. Bài 2: ( 6 điểm) Cho mạch điện nh hình vẽ. Hiệu điện thế 2 đầu đoạn mạch U MN = 7V. Giá trị các điện trở R 1 = 3 ; R 2 = 6 ; AB là một dây dẫn dài l = 1,5m, tiết diện đều S = 0,1mm 2 , điện trở suất = 4.10 -7 m. Điện trở ampe kế và dây nối không đáng kể. a) Tính điện trở của dây dẫn AB. b) Dịch chuyển con chạy C đến vị trí sao cho AC = 1 2 CB. Xác định số chỉ của ampe kế. Nếu thay ampe kế bằng vôn kế có điện trở vô cùng lớn khi đó vôn kế chỉ 4V. hãy xác định vị trí của con chạy C. Bài 3: ( 3 điểm). Một thanh dài l = 1m có trọng lợng P = 15N, một đầu đợc gắn vào trần nhà nhờ một bản lề. Thanh đợc giữ nằm nghiêng nhờ onthionline.net Trường THCS Trần Phú PHềNG GD & ĐT DAK SONG Trường thcs Trần Phú vật lý ĐỀ THI HSG MễN VẬT Lí Thời gian : 150 phỳt I Trắc nghiệm (2 điểm) Cõu 1: Người ta đo thể tích chất lỏng bỡnh độ có ĐCNN 0,5 cm3 Hóy cỏch ghi kết trường hợp sau: A V1 = 35.7 cm3 C V3 =35,5 cm3 B V2 = 35,50 cm3 D V4 = 35 cm3 PHềNG GD & ĐT DAK SONG ĐỀ THI HSG MễN VẬT Lí Trường thcs Trần Phú Thời gian : 150 phỳt I Trắc nghiệm (2 điểm) Cõu 1: Người ta đo thể tích chất lỏng bỡnh độ có ĐCNN 0,5 cm3 Hóy cỏch ghi kết trường hợp sau: GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý 3 A V1 = 35.7 cm C V3 =35,5 cm B V2 = 35,50 cm D V4 = 35 cm3 Cõu 2: Một vật có khối lượng : 300 g Vật có trọng lượng 2/3 trọng lượng vật thứ hai, trọng lượng vật thứ hai là: A 450 g B 4,5 N C 0,2 kg D.2N Cõu 3: Khi nói đến nặng “Chỡ” núi đến điều gỡ? A Trọng lượng C Khối lượng riêng B Khối lượng D Cả ba ý trờn Cõu 4: Người ta pha 50g muối vào nửa lít nước, hóy tỡm khối lượng riêng nước muối ( hoà tan muối vào nước thể tích muối tăng không đáng kể): A 1100 kg/ m3 C 550 kg/ m3 B 1000 kg/ m3 D 2200 kg/ m3 II Tự luận (18 điểm) Cõu 1: ( 6đ)Cỳ 20 Viờn sỏi người ta dùng cân Roobecvan để cân ,đặt 20 viên sỏi lên đĩa cừn bờn phải ,cũn đĩa cân bên trái gồm cố cân kg,1 cân 500 g cân 50g , GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý cân 20 g cân g Sau người ta bỏ 20 viên sỏi vào bỡnh chia độ lúc đầu mực nước bỡnh chia độ 4000 ml sau thả cỏc viờn sỏi vào bỡnh chia độ thỡ mực nước 5000 ml a , Tính khối lượng 20 viên sỏi ? b , Tớnh thể tớch 20 viờn sỏi ? c ,Tính khối lượng riêng sỏi? Cõu 2: (4 đ)Một học sinh muốn nâng thùng gỗ có khối lượng 30kg từ mặt đất lên dộ cao 1m a Nếu dựng tay trực tiếp nõng vật thỡ học sinh dùng lực tối thiểu bao nhiêu? (1,5 đ) b Nếu dùng ván để làm mặt phẳng nghiêng cao 1m, dài 2m thỡ học sinh cần dùng lực nhỏ bao nhiêu? (Bỏ qua ma sỏt vật mặt phẳng nghiờng) (1,5 đ) c Nếu học sinh muốn dùng lực có độ lớn 1/2 độ lớn lực câu b thỡ cú thể dựng vỏn dài bao nhiờu một? (Bỏ qua ma sỏt vật mặt phẳng nghiờng) (1 đ) GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý Cõu 3: (4 đ)Mai cú 1,6 kg dầu hoả Hằng đưa cho Mai can 1,5 l để đựng Cái can có chứahết dầu không ? Vỡ ? Biết dầu cú khối lượng riêng 800 kg/m3 Cõu (2 đ) Nờn sử dụng hệ thống rũng rọc hai hệ thống rũng rọc sau (Hỡnh a b) để đưa vật m lên cao ? Giải thích ? Hỡnh a Hỡnh b Cõu (2 đ)Người ta đo thể tích lượng khí nhiệt độ khác thu kết sau: Nhiệt độ( 0C) 20 40 60 80 100 Thể 2,2 2,4 2,6 2,8 tớch( lớt) GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý Hóy vẽ đường biểu diễn phụ thuộc thể tích vào nhiệt độ nhận xét gỡ hỡnh dạng đường biểu diễn Chỳc cỏc làm thật tốt Đáp án thang điểm môn lý I Trắc nghiệm (5 điểm) Cõu Đáp án C A B C A II Tự luận (1 điểm) Cõu (4 đ) a , Khối lượng m = 2,595 kg b , Thể tớch v = 1000ml = 0,001 m c , khối lượng riêng sỏi D = m/v = 2,595 : 0,001 = 2595 kg/m Cõu 2: a , dùng lực tối thiểu 300N ( điểm) GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net vật lý Trường THCS Trần Phú 300.1 b , F= =150N 150.2 c, l= = 4m 75 Cõu 2: Từ cụng thức : D = Thay số ta cú: V = ( 2,5 điểm) ( 2,5 điểm) m m suy V = V D (1đ) 1, =0,002 m3 = 2dm3 = 2l (1đ) 800 Vậy thể tích 1,6 kg đầ hoả 2l > 1,5l (thể tớch can) Suy can Hằng đưa cho Mai không chứa hết 1,6 kg dầu hoả (1 đ) Cõu 3: Nờn dựng hệ thống thứ vỡ hệ thống thứ gồm rũng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng lực kéo Phải kéo lực F = P = 10 N Hệ thống gồm rũng rọccos định rũng rọc động vừ làm đổi hướng lực, vừa làm giảm lực kéo vật, phải kéo lực F < 10 N Cõu Vẽ đường biểu diễn phụ thuộc thể tích vào nhiệt độ : đ Nhận xột gỡ hỡnh dạng đường biểu diễn : đ GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý Câu 2: Một vật có khối lượng : 300 g Vật có trọng lượng 2/3 trọng lượng vật thứ hai, trọng lượng vật thứ hai là: A 450 g B 4,5 N C 0,2 kg D.2N Câu 3: Khi nói đến nặng “Chì” nói đến điều gì? A Trọng lượng C Khối lượng riêng B Khối lượng D Cả ba ý Câu 4: Người ta pha 50g muối vào nửa lít nước, tìm khối lượng riêng nước muối ( hoà tan muối vào nước thể tích muối tăng không đáng kể): A 1100 kg/ m3 C 550 kg/ m3 B 1000 kg/ m3 D 2200 kg/ m3 II Tự luận (18 điểm) Câu 1: ( 6đ)Cú 20 Viờn sỏi người ta dùng cân Roobecvan để cân ,đặt 20 viên sỏi lên đĩa cõn bờn phải ,cũn đĩa cân bên trái gồm cố cân kg,1 cân 500 g cân 50g , GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý cân 20 g cân g Sau người ta bỏ 20 viên sỏi vào bỡnh chia độ lúc đầu mực nước bỡnh chia độ 4000 ml sau thả cỏc viờn sỏi vào bỡnh chia độ thỡ mực nước 5000 ml a , Tính khối lượng 20 viên sỏi ? b , Tớnh thể tớch 20 viờn sỏi ? c ,Tính khối lượng riêng sỏi? Câu 2: (4 đ)Một học sinh muốn nâng thùng gỗ có khối lượng 30kg từ mặt đất lên dộ cao 1m a Nếu dùng tay trực tiếp nâng vật học sinh dùng lực tối thiểu bao nhiêu? (1,5 đ) b Nếu dùng ván để làm mặt phẳng nghiêng cao 1m, dài 2m học sinh cần dùng lực nhỏ bao nhiêu? (Bỏ qua ma sát vật mặt phẳng nghiêng) (1,5 đ) c Nếu học sinh ... sở GIáO DụC Và ĐàO TạO Kì THI HọC SINH GIỏI THàNH PHố - LớP 9 Hà NộI Năm học 2008-2009 Môn : Vt l ý Ngày thi: 27 - 3 - 2009 Thời gian làm bài: 150 phút. (Đề thi gồm 01 trang) Câu 1 (4 điểm) Có hai bố con bơi thi trên bể bơi hình chữ nhật chiều dài AB = 50m và chiều rộng BC = 30m. Họ qui ớc là chỉ đợc bơi theo mép bể. Bố xuất phát từ M với MB = 40m và bơi về B với vận tốc không đổi v 1 = 4m/s. Con xuất phát từ N với NB = 10m và bơi về C với vận tốc không đổi v 2 = 3m/s (hình l). Cả hai xuất phát cùng lúc a. Tìm khoảng cách giữa hai ngời sau khi xuất phát 2s. b. Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai ngời (trớc khi chạm thành bể đối diện). Câu 2 (4 điểm Cho 5 điện trở giống nhau Rl = R2 = R3 = R4 = R5 = r và nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U. Các điện trở Rl, R2 R3, R4 đợc mắc thành mạch điện trong hộp MN. Điện trờ R5 đợc mắc nối tiếp với hộp MN( hình 2). Ta thấy luôn tồn tại từng cặp hai sơ đồ trong hộp MN cho công suất tiêu thụ trên MN bằng nhau. Hãy thiết kế các cặp sơ đồ này và giải thích . Câu 3 (3 điểm) Một khối lập phơng rỗng bằng kẽm nổi trên mặt nớc (hình 3). Phần nổi có dạng chóp đều với khoảng cách từ mép nớc tới đỉnh chóp b = 6cm. Biết cạnh ngoài của hộp là a = 20cm ; trọng lợng riêng của nớc và kẽm lần lợt là: dn = 10000 N/m 3 ; dk = 71000 N/m 3 . Tìm phần thể tích rỗng bên trong của hộp. Câu 4 (4 điểm) Cho nguồn sáng điểm S; một thấu kính hội tụ vành ngoài hình tròn có bán kính r; hai màn chắn M l và M 2 đặt song song và cách nhau 30cm. Trên M l khoét một lỗ tròn tâm O có bán kính đúng bằng r. Đặt S trên trục xx' vuông góc với hai màn đi qua tâm O (hình 4). Điều chỉnh SO = 15cm, trên M 2 thu đợc vệt sáng hình tròn. vệt sáng này có kích thớc không đổi khi đặt thấu kính đã cho vừa khớp vào lỗ tròn của M l . a. Tìm khoảng cách từ tâm O tới tiêu điểm F của thấu kính. b. Giữ cố định S và M 2' Dịch chuyển thấu kính trên xx' đến khi thu đợc một điểm sáng trên M 2 . Tìm vị trí đặt thấu kính. Câu 5 (5 điểm) Cho mạch điện nh hình 5. Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U AB =7V. Các điện trở: R l =2, R2= 3. Đèn có điện trở R3=3. R CD là biến trở với con chạy M di chuyển từ C đến D. Ampe kế, khoá K và dây nối có điện trở không đáng kể. a. K đóng, di chuyển con chạy M trùng với C, đèn sáng bình thờng. Xác định: số chỉ Ampe kế; giá trị hiệu điện thế định mức Và Công suất định mức của đèn. b. K mở, di chuyển con chạy M đến khi R CM = 1 thì đèn tối nhất. Tìm giá trị R CD Đề Chính thức --------------------hªt------------------- PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN LƯƠNG SƠN Năm học 2010 - 2011 MÔN: VẬT LÝ - LỚP 9 (Thời gian 150 phút - không kể thời gian giao đề) Câu 1: (3 điểm) Hãy chọn và ghi vào bài làm chữ cái đứng trước câu trả lời đúng 1. Một bạn học sinh đi xe đạp xuống dốc dài 120m. Trong 12s đầu đi được 30m; đoạn dốc còn lại đi hết 18s. Vận tốc trung bình của bạn học sinh đó là A. 5m/s. B. 2,5m/s. C. 4m/s. D. 3,75m/s. 2. Một vật có khối lượng m = 4,5kg được thả rơi từ độ cao h = 8m xuống đất. Công của trọng lực là A. A P = 36J. B. A P = 360J. C. A P = 45J. D. A P = 80J. 3. Mắc lần lượt hai điện trở R 1 và R 2 vào hai cực của một nguồn điện có hiệu điện thế 24V thì dòng điện qua R 1 và R 2 lần lượt là 2A và 1,2A. Nếu ghép R 1 và R 2 song song với nhau và nối với hai cực của nguồn điện có hiệu điện thế 12V thì dòng điện qua mạch chính khi đó là A. 1,8A. B. 0,6A. C. 1,6A. D. 1A. 4. Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn là 1A khi nó được mắc vào hiệu điện thế 6V. Muốn dòng điện chạy qua dây dẫn đó giảm bớt 0,4A thì hiệu điện thế phải có giá trị là A. 2,4V. B. 3,6V. C. 5,6V. D. 5,4V. 5. Một chiếc thuyền chuyển động ngược dòng với vận tốc 5m/s so với nước. Vận tốc chảy của nước là 2m/s. Vận tốc của thuyền so với bờ sông là A. 3m/s. B. 7m/s. C. 2,5m/s. D. 5,3m/s. 6. Nhiệt lượng tỏa ra của một vật có nhiệt dung riêng 880J/kg.K, khối lượng 1kg, tăng từ nhiệt độ 62 o C lên đến 98 o C là A. 86240J. B. 54560J. C. 88000J. D. 31680J. Câu 2: (3,5 điểm) Hai xe chuyển động thẳng đều qua A và B cùng một lúc theo hướng ngược chiều nhau, xe qua A có vận tốc là v 1 = 10m/s, xe qua B có vận tốc v 2 = 15m/s. Biết quãng đường AB = 135km. a. Hãy xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau. b. Xác định vị trí và thời điểm chúng cách nhau 45km. Câu 3: (3,5 điểm) x Một vật đồng chất hình lập phương có cạnh dài y = 18cm nổi trên mặt nước, y phần nổi của vật trên mặt nước là x = 2cm. 36cm Bình đựng nước hình lập phương có cạnh dài 36cm, đựng đầy nước khi đang chứa vật (Hình 1). Biết nước có trọng lượng riêng là d n = 10 000N/m 3 . a. Tính lực đẩy Ác si mét của nước tác dụng lên vật. b. Tính công của lực kéo vật ra khỏi mặt nước. Hình 1 Câu 4: (3 điểm) Muốn biết nhiệt độ của một cái lò người ta làm thí nghiệm như sau: Đặt một thỏi đồng khối lượng 30g vào trong lò, sau đó đưa ra rồi bỏ nhanh vào một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng 180g chứa 600g nước ở nhiệt độ ban đầu là 13 0 C, nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng lên đến 15 0 C. Hỏi nhiệt độ của bếp lò là bao nhiêu? Cho nhiệt dung riêng của đồng là 380J/kg.K, nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Câu 5: (4 điểm) Cho sơ đồ mạch điện như hình vẽ (Hình 2). Biết : R 1 = 8 Ω , R 2 = R 3 = 4 Ω , R 4 = 6 Ω , U AB = 6V không đổi. Điện trở của ampe kế, công tắc K và các dây nối không đáng kể. Tính điện trở tương đương của mạch và số chỉ của ampe kế khi công tắc K đóng. Hình 2 Câu 6: (3 điểm) Hai gương phẳng G1(AB); G2(CD) đặt song song đối diện nhau, mặt phản xạ quay vào nhau. Khoảng cách giữa hai gương là h = AC = 20cm, chiều dài mỗi gương là d = AB = CD = 85cm. Một bóng đèn nhỏ S đặt cách đều hai gương, ngang với mép A và C của hai gương. Một người đặt mắt tại O ở cách đều hai gương và cách S đoạn l = SO = 100cm. Hãy vẽ và nêu cách vẽ đường đi của tia sáng từ S đến và phản xạ hai lần trên G1, một lần trên G2 rồi đến mắt. Tính chiều dài đường đi tia sáng này. A R 4 R 1 R 2 D C R 3 K B A CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ Bài 1. Quá trình quá độ của dòng điện trong mạch có cuộn cảm: Cho mạch điện như hình vẽ. Các cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L 1 và L 2 ; nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, điện trở ngoài có giá trị R. Ban đầu K mở. Tính cường độ dòng điện qua R, qua L 1 và L 2 khi K đóng. Lời giải: Khi K đóng, dòng điện trong các đoạn mạch tăng, do đó trong các cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng: dt di Le 1 11 −= (1.1) dt di Le 2 22 −= (1.2) Ta luôn có 21 eeu AB == → 2211 diLdiL = Ban đầu 0 21 == ii → 2211 iLiL = (1.3) Mặt khác: i = i 1 + i 2 (1.4) Từ (1.3) và (1.4) → i LL L i 21 2 1 + = (1.5) Theo định luật Ôm ta có: 21 -er)R( eiEu AB −==+−= (1.6) dt di iE 1 1 Lr)R( =+− dt di LL LL iE 21 21 r)R( + =+− 0)( 21 21 =−++ + EiRr dt di LL LL (1.7) Phương trình vi phân này có nghiệm CeIi t += λ 0 với C là một hằng số (1.8) Tại thời điểm K đóng thì i = 0, do đó I 0 + C = 0 Thay (1.8) vào (1.7) ta được: > 0))(( 00 21 21 =−+++ + ECeIRreI LL LL tt λλ λ với mọi t > C = Rr E + > rR E I + −= 0 > ).( )( 21 21 LL LL Rr + + −= λ > − + = ++ − t LL LLRr e rR E i 21 21 ))(( 1 Hay ( ) t e rR E i α − − + = 1 (1.9) 1 Với ).( )( 21 21 LL LL Rr + + = α (1.10) Từ (1.9) suy ra: - Khi t = 0: i = 0 - Khi t tăng, dòng điện qua đoạn mạch tăng dần theo đồ thị như hình vẽ. - Khi t > ∞ thì i dần đến giá trị rR E I + =− 0 Như vậy, có thể nói khi thời gian t đủ lớn thì dòng điện giữ không đổi và cuộn cảm không còn ảnh hưởng gì tới dòng điện trong mạch nữa. Theo (1.5), cường độ dòng điện trong các cuộn dây là rR E LL L i LL L i ++ = + = 21 2 21 2 1 (1.11) rR E LL L i LL L i ++ = + = 21 1 21 1 2 (1.12) Nhận xét: Do tác dụng của cuộn cảm nên dòng điện trong mạch tăng một cách từ từ, nếu điện trở R là một bóng đèn thì đèn sẽ sáng lên dần, sau một lúc mới có độ sáng ổn định, đây chính là sự quá độ của dòng điện trong một mạch điện có cuộn cảm. Bài 2. Sự chuyển hoá năng lượng điện thành năng lượng từ: Cho mạch điện như hình vẽ: nguồn điện E = 6V, tụ điện có điện dung C = π 1 (µF), cuộn dây thuần cảm, độ tự cảm là L = π 1 (µH). Ban đầu khoá K ở vị trí 1. Sau đó chuyển K sang vị trí 2. a) Tính hiệu điện thế, điện tích và năng lượng của tụ điện khi K ở vị trí 1. b) Khi K chuyển sang 2, tính cường độ dòng điện cực đại qua cuộn dây. c) Tính cường độ dòng điện qua cuộn dây và hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện khi năng lượng điện trường trong tụ điện bằng 3 lần năng lượng từ trường trong cuộn dây. Lời giải: a) Khi K ở vị trí 1, nguồn điện tích điện cho tụ điện và trong mạch không có dòng điện. Khi đó hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là U 0 = E = 6 V Điện tích của tụ điện là Q 0 = C.U 0 = π 6 (µC) Năng lượng của tụ điện là năng lượng điện trường trong tụ điện: W 0 = 2 1 Q 0 U 0 = π 18 (µJ) b) Khi K chuyển sang 2, trong mạch hình thành một dao động điện từ xoay chiều. Ở thời điểm ban đầu, i = 0, u = U 0 , năng lượng của mạch chỉ gồm năng lượng điện trường trong tụ điện. 2 00 2 1 W CU= Vì cuộn dây thuần cảm nên tại một thời điểm bất kì ta luôn có: tổng năng lượng của mạch được bảo toàn: 2 2 0 22 0 2 1 2 1 2 1 W CULiCu =+= = hằng số. (2.1) Từ (2.1) ta thấy: i đạt cực đại khi u = 0 Từ đó ta có: 2 0 2 max 2 1 2 1 CULi = L C UIi 00max ==⇒ (2.2) Thay số ta được: I 0 = 6 A c) Khi năng lượng điện trường trong tụ điện bằng 3 lần năng lượng từ trường trong cuộn dây, ta có: 22 2 1 .3 2 1 LiCu = (2.3) Thay (2.3) vào (2.1) ta được: 2 0 2 2 1 2 1 4. CULi = 00 2 1 2 1 I L C Ui ==⇒ = 3 A Từ (2.3) C L iu 3 =⇒ = 3 3 V Nhận xét: Trong bài toán này ban đầu năng lượng của hệ được dự trữ dưới dạng năng lượng điện trường của tụ điện, sau đó năng lượng này được chuyển hoá thành năng lượng từ trường trong cuộn dây và ngược lại. Bài 3. Sự chuyển hoá năng lượng từ thành năng lượng điện: Cho mạch điện như hình vẽ: nguồn điện có suất điện động E, điện trở trong r, điện trở thuần R, cuộn dây thuần cảm, độ tự cảm L, tụ điện có điện dung C. Ban đầu khoá K ở 1, sau đó K chuyển nhanh sang 2. a) Tính SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn: VẬT LÍ - Vòng 2 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC Câu Nội dung Điểm 1(1đ) Chọn các trục tọa độ Ox 1 , Ox 2 dọc theo các trục lò xo của các con lắc, chiều dương là chiều kéo các vật ra khỏi vị trí cân bằng. Biểu diễn chuyển động của các con lắc bằng các vectơ quay như hình vẽ. Hình 1: Khi con lắc I ở li độ 4 cm đang chuyển động ngược chiều dương, nó có pha dao động là 3 , con lắc II còn ở biên dương, hai con lắc hoàn toàn giống nhau nên chúng cùng tần số, tốc độ quay của các vectơ quay như nhau, nên hai con lắc luôn luôn lệch pha nhau 3 ……………………………………………… Hình 2: Khi con lắc I về lại biên dương thì con lắc II cách vị trí cân bằng 2 cm 0,5 0,25 0,25 2 (2,5đ) a) (1,0) Định luật Ôm cho các đoạn mạch AB I 1 = 4E - U AB 4r = 9 - 3U AB 8 I 2 = 3E - U AB 3r = 9 - U AB 2 I = U AB R = U AB 4 ……………………………………………………………. Mặt khác I = I 1 + I 2 , ta kết hợp và suy ra được U AB = 16 V và I 1 = 3 A ………… Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch CB tính được U CB chính là số chỉ vôn kế: U CB = E - I 1 r = 6 - 3. 2 3 = 4 V ………………………………… 0,5 0,25 0,25 b) (1,5) 0,25 R E, r A B C . . Hình cho câu 2 I 1 I 2 I O x(cm) 8 4 -8 -4 /3 O x(cm) 8 4 -8 -4 /3 2 Hình 1 Hình 2 R A B . . I 1 I 2 I C I 0 R A B C . . I 0 I 2 I A I A Ampe kế có điện trở rất nhỏ nên có thể chập hai điểm B, C lại với nhau, khi đó nguồn điện giữa B và C được tách ra thành một mạch kín riêng, có dòng I 0 I A = I 0 - I 1 ………………………………………………………………… I 0 = E r = 6 2/3 = 9 A ……………………………………………………… I = 3E 3 2 r + R = 3.6 1 + 4 = 3,6 A I 1 = I 2 = 1,8 A …………………………… I A = 9 - 1,8 = 7,2 A ………………………………………………… 0,25 0,25 0,5 0,25 3(2,5đ) a) (1,25) + Bước sóng = v.T = 8.0,0075 = 0,06 m = 6 cm …………………………………… Biên độ dao động của một điểm bụng (biên độ cực đại) là 3x2 = 6 cm Vậy trên mỗi bó sóng có 2 điểm dao động với biên độ 3 cm (nhỏ hơn biên độ cực đại), ta phải tìm số bó sóng n = 2l = 2.12 6 = 4 bó Suy ra trên dây có 4x2 = 8 điểm dao động với biên độ 3 cm…………………… + Đặt trục Ox dọc theo sợi dây, chọn một điểm nút làm gốc tọa độ và gốc thời gian phù hợp thì phương trình dao động của một phần tử vật chất trên sợi dây có tọa độ x là y = 6sin2 x cos t - 2 l + 2 …………………………………………… Biên độ dao động của điểm đó bằng 3 cm thì 6 sin2 x = 3 x = ± 1 6 + k 2 …………………………………………. Độ lớn của x nhỏ nhất x min = 12 = 0,5 cm khi k = 0 Vậy khoảng cách nhỏ nhất từ một nút sóng tới điểm có biên độ 3 cm là 0,5 cm… 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b) (1,25) + Nếu sin2 x > 0 hay k < x < (2k + 1) 2 , k ∈ Z (1) ……………… thì 𝔸 = 2A sin2 x và y = 𝔸cos t -2 l + 2 Tức là tất cả các điểm thỏa mãn (1) luôn dao động cùng pha t -2 l + 2 … + Nếu sin2 x < 0 hay (2k + 1) 2 < x < (k + 1), k ∈ Z (2) thì 𝔸 = -2A sin2 x hay - 𝔸 = 2A sin2 x Khi đó y = -𝔸 cos t -2 l + 2 = 𝔸 cos t – 2 l + 2 + …………. Tất cả các điểm thỏa mãn (2) luôn dao động cùng pha t – 2 l + 2 + và ngược pha với các điểm thỏa mãn (1)…………………………………………… Các điểm thỏa mãn (1) và các điểm thỏa mãn (2) chính là các điểm thuộc các bó sóng xen kẽ nhau. ……………………………………………………………… 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 4(2,5đ) a) (1,5) F T mg T N (m+M)g Hợp lực tác dụng lên M theo phương ngang nhỏ hơn hoặc bằng lực ma sát nghỉ cực đại giữa M và mặt bàn F - T < N……………………………………………………………… Trong đó N = T + ( M 5 + M)g + F Các lực tác dụng lên m 1 theo phương ngang: F - T = Ma 5 ……………… Các lực tác ... tích lượng khí nhiệt độ khác thu kết sau: Nhiệt độ( 0C) 20 40 60 80 100 Thể 2,2 2,4 2 ,6 2,8 tớch( lớt) GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý Hóy vẽ đường biểu diễn... tích lượng khí nhiệt độ khác thu kết sau: Nhiệt độ( 0C) 20 40 60 80 100 Thể tích( lít) 2,2 2,4 2 ,6 2,8 GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net Trường THCS Trần Phú vật lý Hãy vẽ đường biểu diễn... Cõu 1: ( 6 )Cỳ 20 Viờn sỏi người ta dùng cân Roobecvan để cân ,đặt 20 viên sỏi lên đĩa cừn bờn phải ,cũn đĩa cân bên trái gồm cố cân kg,1 cân 500 g cân 50g , GV : Nguyễn Thị Mỹ Nhung onthionline.net