C©u 5: Cho các dụng cụ : một ăcquy chưa biết suất điện động và điện trở trong của nó, một ampe kế, một điện trở R0 đã biết giá trị, một điện trở Rx chưa biết giá trị, các dây dẫn.. B[r]
(1)trêng thpt minh khai §Ị thi chän HSG trêng
Kú thi chän hsg líp 12 thpt năm học 2009 - 2010
Đề thi m«n: VËt lý
Thời gian: 180 phút, khơng kể thời gian giao đề.
Câu 1: Vật nặng có khối lợng m =500g nằm mặt phẳng ngang nhẵn, đợc nối với lị xo có độ cứng k =100N/m, lò xo đợc gắn vào tờng đứng điểm A Tại thời điểm đó, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng lực khơng đổi F = 4N hớng theo trục lị xo (Hình 1a) ( Giả thiết bỏ qua ma sát m mặt phẳng ngang)
1) Chứng minh m dao động điều hịa Tìm qng đờng vật m đợc thời gian vật hết quãng đờng kể từ bắt đầu tác dụng lực vật dừng lại lần thứ Xác định độ lớn cực đại, cực tiểu lò xo tác dụng lên giá A
2) Lò xo không gắn vào điểm A mà đợc nối với vật khối lợng M=2kg (Hình 1b), hệ số ma sát M mặt ngang = 0,1 Hãy xác định độ lớn lực F để sau m dao động điều hịa Lấy g=10m/s2.
C©u 2: Cho hệ hai thấu kính L1 L2 đặt đồng trục cách l = 30 cm, có tiêu cự f1 = cm f2 = - cm Một vật sáng AB = cm đặt vng góc với trục chính, cách thấu kính L1 khoảng d1, cho ảnh A’B’ tạo hệ
1, Cho d1 = 15 cm Xác định vị trí, tính chất, chiều cao ảnh A’B’ 2, Xác định d1 để hoán vị hai thấu kính, vị trí ảnh A’B’ khơng đổi
C©u 3: Một đồng chất chiều dài AB = l quay quanh trục nằm ngang qua đầu A vng góc với Cho gia tốc rơi tự g bỏ qua ma sát
1 Tìm vận tốc cực tiểu phải truyền cho vị trí cân để quay qua vị trí nằm ngang Khi dao động góc nhỏ quanh vị trí cân Chứng minh dao động điều hịa
tìm chu kì
3 N u g n thêm v o ế ắ à đầu B m t qu c u nh có kh i lộ ả ầ ỏ ố ượng b ng kh i lằ ố ượng c aủ thanh AB chu kì dao động nh c a s thay ỏ ủ ẽ đổi th n o?ế à
C©u 4: Cho mạch điện hình vẽ (Hình 4) Trong nguồn điện có suất điện động 1=64,5V; 2=28V điện trở r1=5; r2=4 Các điện trở có
các giá trị R1=10; R2=16; R3=60; R4=40 Bỏ
qua điện trở ampe kế dây nối 1) Xác định số ampe kế?
2) Thay ampe kế vơn kế có điện trở lớn Xác định số vôn kế Vơn kế mắc nào?
C©u 5: Cho dụng cụ : ăcquy chưa biết suất điện động điện trở nó, ampe kế, điện trở R0 biết giá trị, điện trở Rx chưa biết giá trị, dây dẫn Bỏ qua điện trở ampe kế dây dẫn Trình bày phương án xác định giá trị điện trở Rx
-hÕt -Câu 4. 1)(1,5đ) Do điện trở ampe kế không đáng kể mạch điện vẽ lại Trong R34= 60 4060
+40
F m k
Hình 1a
A
F m k
Hình 1b
M
R1 R2
A
R3 R4
1,r
1 2,r2
M N
(2)=24
Áp dụng định kiêcsop ta có: I1+I2=I
I1(R1+r1)+IR34=1 I2(R2+r2)+IR34=
Thay số: I1+I2=I
15I1+24I=64,5 20I2+24I=28
Giải ta được: I1=1,9A; I2=-0,4A; I=1,5A I2 chạy theo chiều ngược lại
Dòng điện qua R3, R4 tỉ lệ nghịch với điện trở nên: I3+I4=1,5A
I4=1,5I3 => I3=0,6A; I4=0.9A Vậy dòng điện qua ampe kế IA=1,9-0,6=1,3(A) (1,5đ) Khi thay ampe kế vơn kế :
Vì dịng điện khơng qua vôn kế nên mạch đi n tr th nh hai m ch kín ệ ở à ạ
I1= ξ1
R1+R3+r1
=64,5
10+60+5=0,86(A) I2= ξ2
R2+R4+r2= 28
16+40+4= 15(A) Ta có UMD=VM-VD=I1.R3=0,86.60=51,6V UND=VN-VD=I2.R4=7/15.40=18,7V
Vậy UMN=VM-VN=UMD-UND=32,9V Vì VM>VN nên phải mắc cực dương vào M
Bài 1(4đ)
a) Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc tọa độ trùng vào vị trí cân vật sau có lực F tác dụng hình Khi đó, vị trí ban đầu vật có tọa độ x0 Tại vị trí cân bằng, lị xo bị biến dạng lượng x0 và:
F=−kx0⇒x0=−F
k
0.25đ
Tại tọa độ x bât kỳ độ biến dạng lị xo (x–x0), nên hợp lực tác dụng lên vật là:
−k(x − x0)+F=ma
0.5đ
Thay biểu thức x0 vào, ta nhận được:
¿
−k(x+F
k )+F=ma⇒−kx=ma⇒x+ω rSup \{ size 8\{2\} \} x=0 . \} \{
¿
0.25đ
Trong ω=√k/m Nghiệm phương trình là:
x=Asin(ωt+ϕ)
0.25đ
Như vật dao động điều hòa với chu kỳ T=2π√m
k Thời gian kể từ tác dụng lực F lên vật
đến vật dừng lại lần thứ (tại ly độ cực đại phía bên phải) rõ ràng 1/2 chu kỳ dao động, vật thời gian là:
t=T 2=π√
m k
0.5đ
F m
k
Hình 1 O x 0
I I2
I1 R R2
1
R342, r2 1,r
1
C
D
R1 R2
A
R3 R4
1,r
1 2,r2
M N
I1
I4
I3
R1 R2
V
R3 R4
1,r
1 2,r2
M N
I1 I2
(3)Khi t=0 thì:
x=Asinϕ=−F
k , v=ωAcosϕ=0
⇒
A=F
k ,
ϕ=−π
¿{
0.5đ
Vậy vật dao động với biên độ F/k, thời gian từ vật chịu tác dụng lực F đến vật dừng lại lần thứ T/2 quãng đường lần biên độ dao động Do đó, quãng đường vật thời gian là:
S=2A=2F
k
0.5đ
b) Theo câu a) biên độ dao động A=F
k
Để sau tác dụng lực, vật m dao động điều hịa q trình chuyển động m, M phải nằm yên
0.5đ
Lực đàn hồi tác dụng lên M đạt độ lớn cực đại độ biến dạng lò xo đạt cực đại vật m xa M (khi lị xo giãn nhiều bằng: |x0|+A=2A )
0.25đ
Để vật M không bị trượt lực đàn hồi cực đại khơng vượt q độ lớn ma sát nghỉ cực đại:
k 2A<μMg⇒k 2.F
k<μMg
0.25đ
Từ suy điều kiện độ lớn lực F:
F<μmg 0.25đ 6 (3,5 ) đ
a, Ta có :
1
1
6d d =
d -6 ;
24d - 180 d =
d - ;
1
1
60 - 8d d =
3d - 22
(1)
- Khi d1 = 15 cm d’2 = - 2,6 cm < : A’B’ ảnh ảo cách L2 khoảng 2,6 cm
- Độ phóng đại:
1 2
1
f f - d
k = = -
f - d f 23
< :
ảnh A’B’ ngược chiều với AB, có độ lớn A’B’ = 2/23 (cm)
-b, Khi hoán vị hai thấu kính:
1
1
1
d f -3d
d d = =
d - f d + ; 1
33d + 90 d = l - d =
d +
2 1
2
2 1
d f 2(11d + 30) d = =
d - f 3d +
(2) - Từ (1) (2) ta có :
1
60 - 8d 3d - 22 =
1
2(11d + 30)
3d +
1
3d - 14d - 60 = 0 (*) - Phương trình (*) có 01 nghiệm dương d1 = 7,37
Vây phải đặt vật AB cách thấu kính gần khoảng 7,37 cm
0,5 0,5 0,5 0,5 -0,5 0,5 0,5
- Gọi E, r suất điện động điện trở nguồn điện
(4)Dòng điện chạy qua mạch I1 :
1
E I =
R + r (1)
- Lần thứ hai, thay điện trở Rx vào vị trí R0 mạch điện Dòng điện qua mạch trường
hợp : x
E I =
R + r (2)
- Để xác định đại lượng E, r, Rx ta cần ba phương trình Do cần phải có thêm
phương trình Lần thứ ba, ta mắc R0 Rx nối tiếp vào mạch điện đo cường độ dòng
điện I3 mạch :
3
0 x
E I =
R + R + r (3)
- Giải hệ phương trình (1), (2) (3) ta có :
2
x
1
I (I - I )
R = R
I (I - I ) .
Chú ý: Học sinh trình bày cách mắc R0 // Rx mắc vào mạch lần mắc thứ ba Khi
đó, cường độ dịng điện mạch :
4
0 x
0 x
E I =
R R + r
R + R (3’)
- Giải hệ pt (1), (2) (3’) ta có:
1
x
2
I (I - I )
R = R