Giữa hai bản đặt một tấm điện môi song song với hai bản có hằng số điện môi ε = 2, bề dày bằng 1 3 khoảng cách giữa hai bản.. a/ Xác định công cần thiết để kéo bản điện môi ra khỏi tụ..
Trang 1h m M
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
SỞ GD&ĐT Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 11
ĐỀ THI - Môn: Vật lí – Năm học 2008-2009
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Bài 1
Một khúc gỗ M bắt đầu trượt trên mặt phẳng
nghiêng không ma sát đập vào khúc gỗ m đang đứng
yên trên mặt bàn ngang (Hình bên)
Biết M = 0,5kg, h = 0,8m, m = 0,3kg Hỏi khúc gỗ dịch
chuyển trên mặt bàn mặt bàn ngang một đoạn bao
nhiêu? Biết va chạm hoàn toàn mềm Hệ số ma sát trên
mặt ngang µ = 0,5.
Bài 2
Tụ phẳng có điện dung C = 0,05μF được nối với nguồn một chiều hiệu
điện thế U = 100V Giữa hai bản đặt một tấm điện môi song song với hai bản
có hằng số điện môi ε = 2, bề dày bằng 1 3 khoảng cách giữa hai bản.
a/ Xác định công cần thiết để kéo bản điện môi ra khỏi tụ.
b/ Sau đó đặt vào chính giữa hai bản tụ một điện tích q0 Khi hai bản tụ nằm ngang thì điện tích nằm cân bằng Khi đặt hai bản tụ nằm nghiêng như hình vẽ thì sau một lúc điện tích sẽ tới
va chạm với bản B với tốc độ v = 1m/s Tính khoảng cách giữa hai bản tụ.
Bài 3
Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác ABC có
góc A = 900, góc C = 150, chiết suất là n Chiếu tia sáng đơn sắc tới
mặt AB như hình bên, tia khúc xạ tới mặt BC bị phản xạ toàn phần,
sau đó tới mặt AC rồi ló ra theo phương vuông góc với tia tới Tìm
các giá trị của n và α.
Bài 4
Cho mạch điện như hình bên Nguồn điện có hiệu điện thế không
đổi UMN = 36V Các điện trở: r = 1,5 Ω ; R1 = 6 Ω ; R2 = 1,5 Ω ; điện trở
toàn phần của biến trở AB là RAB = 10 Ω
a/ Xác định vị trí con chạy C trên biến trở để công suất tiêu thụ của R1 là 6W.
b/ Xác định vị trí con chạy C trên biến trở để công suất tiêu thụ của R2 nhỏ nhất Tính công suất tiêu thụ của R2 lúc này? (bỏ qua điện trở các dây nối)
Bài 5
Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vôn kế khác nhau có điện trở chưa biết và không lớn lắm Cho các dụng cụ: Hai vôn kế, một nguồn điện, các dây nối
Hãy trình bày phương án tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ các mạch điện, lập công thức để xác định suất điện động của nguồn điện.
=== Hết ===
Chú ý: Giám thị không giải thích gì thêm.
Thí sinh không được sử dụng bất cứ tài liệu nào!
ĐỀ CHÍNH THỨC
q0
600 B
A
B
C
α α
r
R1
R
C
Trang 2h m
M
HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM – Môn Vật lí 11/2009 - (gồm 02 trang)
Chọn mốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng:
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
Ta có: mgh = 1
2mv0
⇒Vận tốc M trước va chạm m: v0 = 2gh
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ
cô lập gồm M và m: Mvr0
= (M + m) Vr Vận tốc va chạm của hai vật ngay sau va chạm:
⇒V = Mv0
M m+ =
M 2gh
M m+ (1)
Vì va chạm mềm nên sau va chạm coi hai vật là một có M + m:
Các lực tác dụng lên hai vật: N,r
Pr
M+m, Frms Theo định luật II Niu Tơn: Nr + Pr M+m + Frms
= (M + m)ar
(*) Chiếu (*) lên phương chuyển động: Fms = - (M + m)a
mặt khác: Fms = µ(M + m)g ⇒ a = -µg.
Từ: vt2 – v0 = 2as, trong đó: v0 = V, vt = 0
⇒Khúc gỗ dịch chuyển 1 đoạn: s =
v v 2a
− =
2
V
2 gµ =
2 2
M h (M m)
µ + = 0,625 (m)
0,25 0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
Bài 2: (2,5 đ)
a/ Khi chưa đặt điện môi:
2 0
C U S
π Khi có điện môi, hệ là 3 tụ nối tiếp: 1
S C
4 kx
=
π ; 2
3 S C
4 kd
ε
=
π ;
1
S C
2d
3
=
π − ÷
2 0
C U
Công A = W - W0 =
2
5 0
1 5.10 J 50 J
2 1 2
−
ε
− = = µ
+ ε ÷
b/Khi hai bản tụ nằm ngang: P = F
Khi nghiêng hai bản tụ, hợp lực của P và F là F'
Dễ thấy F' = P = F => gia tốc của điện tích là a = g Giả sử điểm va chạm là D
Từ hình vẽ ta có OD = s = d =
0,05m 5cm
2a =2g = =
0,25 0,50
0,25
0,25
0,25 0,50 0,50
Bài 3: (2,5 đ)
+ Vẽ hình
Ta có ˆB 75= 0= δ => β + γ = 750 (1)
γ = 150 + β (so le) (2)
=> β = 300; γ = 450
Tại K: sin 1 n 2
n
γ ≥ ⇒ ≥
0,50 0,25 0,25 0,25 0,25
ms
F r
N ur
P u r
d x
F
P F'
q0
600
B D
O
α
α
B
C A
K
0
15 0
β δ
β
Trang 3Tại I: sin n.sin n 1 n 2.
2
α = β = ≤ ⇒ ≤ Vậy 2 n 2.≤ ≤
Thay n vào ta có: 0 0
45 ≤ α ≤90
0,50 0,50
Bài 4: (2 đ)
a) Đặt RAC = x
Công suất tiêu thụ trên R1:
2 MC 1
1
U P R
= (1)
2
95, 25 10x x
7,5 x
+ −
= + − + =
+
2
U 36(7,5 x)
I
R 95, 25 10x x
+
= =
+ −
thay vào (1) ta được pt: x2 + 26x - 41,25 = 0, giải pt ta có: x = 1,5 suy ra RAC = 1,5Ω
b) Công suất tiêu thụ trên R2: P1 =I R22 2; Để P2min thì I2min
MC
2
I
R x 95, 25 10x x
+ + − ; I2min khi x = 5 => RAC = 5Ω và P2 = 4,84W
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
Bài 5: (1 đ)
- Phương án :
Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U1, U2, U1’, U2’
- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện Gọi E là suất điện động của nguồn điện; RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn
kế
- Lập công thức : Theo định luật Ôm cho mạch kín, ta có :
; (1)
1
v1
R
v2
R + = + (3)
Sơ đồ thứ 3, hai vôn kế mắc nối tiếp ta có :
'
'
U = R (4) Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được:
=>
E
-=
0,25
0,25
0,25
0,25
C
A r B
R1
R2
M N
