20

ĐỀ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 20 Bài (4 điểm) Một lắc đơn gồm vật nhỏ có khối lượng m = gam dây treo mảnh, chiều dài l, kích thích cho dao động điều hòa Trong khoảng thời gian t lắc thực 40 dao động Khi tăng chiều dài lắc thêm đoạn 7,9 cm, khoảng thời gian t thực 39 dao động Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2 a) Kí hiệu chiều dài lắc l’ Tính l, l’ chu kì dao động T, T’ tương ứng b) Để lắc với chiều dài l’ có chu kỳ dao động lắc chiều dài l, người ta truyền ur cho vật điện tích q = + 0,5.10 -8 C cho dao động điều hịa điện trường E có đường sức thẳng đứng Xác định chiều độ lớn vectơ cường độ điện trường Bài (6 điểm) Cho lắc lị xo lí tưởng K = 100N/m, m2 m0 m1 = 200gam, m2 = 50gam, m0 = 12 kg Bỏ qua lực cản không khí, lực ma sát vật m1 mặt sàn K m1 O x Hệ số ma sát vật m1 m2 12  0,6 Cho g = 10m/s2 1) Giả sử m2 bám m1, m0 có vận tốc ban đầu v0 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m1, sau va chạm hệ (m1 + m2) dao động điều hoà với biên độ A = cm a Tính v0 b Chọn gốc thời gian sau va chạm, gốc toạ độ vị trí va chạm, chiều dương trục toạ độ hướng từ trái sang phải (hình vẽ) Viết phương trình dao động hệ (m + m2) Tính thời điểm hệ vật qua vị trí x = + 0,5 cm lần thứ 2011 kể từ thời điểm t = 2) Vận tốc v0 phải giới hạn để vật m m2 không trượt (bám nhau) q trình dao động ? Bài 3: Có 24 pin giống nhau, pin có suất điện động e = 1,5 V, điện trở r =  , mắc hỗn hợp thành nguồn gồm x nhánh song song, nhánh có y nguồn nối tiếp Bộ nguồn thu dùng để thắp sáng bình thường cho mạng gồm bóng đèn giống loại 3V-1,5W mắc nối tiếp 1- Tìm cường độ dòng điện định mức đèn, điện trở đèn , điện trở đèn hiệu điện đặt vào đèn 2- Xác định sơ đồ mắc nguồn nói vẽ sơ đồ cách mắc Bài 4: Cho tụ điện có điện dung C1 = 0,5F tích điện đến hiệu điện U1=90V ngắt khỏi nguồn Sau lấy tụ điện khác có điện dung C2 = 0,4F chưa tích điện ghép song song với tụ C1 tích điện chúng phát tia lửa điện Tính lượng tia lửa điện 4 a Tính chiều dài chu kì dao động lắc   l l' T  t  2 ;T '  t  2 n g n' g Ta có: � 0,5 l' �T ' � �n � �40 � 1600  � � � �  � � l �T � �n ' � �39 � 1521 Theo giả thiết ta có: (1) l'  l  7,9 (2) l  7,9 1600 �  � l  152,1cm l 1521 Từ (1) (2): T  2 0,5 l 1,521  2 ; 2, 475(s) g 9,8 0,5 l'  l  7,9  152,1  7,9  160cm T '  2 l' 40 40 �2,475  T ; 2,538(s) g 39 39 0,5 r E b Xác định chiều độ lớn vectơ Khi vật chưa tích điện kích thích cho dao động điều hịa tác dụng lực căng r  r u r g trọng lực P = m T '  2 chu kì lắc là: l' g u r P Khi vật tích điện q đặt điện trường phương với r u r ur  P kích thích cho dao động điều hòa tác dụng lực căng hợp lực =P ur r �r E � uu g  q � mg1 u r u r r m� m� � P F P + E= hợp lực có vai trị r E 0,5 Do chu kì lắc có biểu thức: T1  2 l' g1 với qE g1  g � m 0,5 (3) T Ta có:  T � g1  g, từ (3) ta có: qE g1  g � m , điện tích q > r F Vậy E ur r E P phương, chiều với điện trường u r xuống, chiều với P có chiều hướng g1 l' qE 1600  �1   g l mg 1521 1600  1521 mg 79 2.10 3 �9,8 �E  �  � �2,04.105 V / m 8 1521 q 1521 0,5.10 � 1) a Đặt m1 + m2 = 250 g = 0,25 kg, áp dụng hai ĐLBT ta tính vận tốc hai vật sau 2m0v0 v0 v  m  m va chạm: (1)  K 100   20rad / s m 0, 25 Hai vật dao động điều hoà với tần số: (2) Vận tốc hai vật sau va chạm vận tốc cực đại dao động Từ công thức (1), với A = cm, ta có: v0  2v  2 A  2.20.1  40cm / s (3) �x0  A cos    �  � v   A sin   b Lúc t = 0, ta có: � Phương trình dao động hệ (m + m ) là: x  cos(20t   / 2)cm 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 + Dùng PP véc tơ quay, ta tìm thời điểm vật qua vị trí có li độ x = + 0,5 cm lần 7 7  12067  1005T   1005  �315, 75s 120 10 120 thứ 2011 là: t = t1 + t2 = 120 2) Khi hai vật đứng yên với lực làm cho vật m2 chuyển động lực ma sát nghỉ hai vật, lực gây gia tốp cho vật m2 :  g Fmsn  m2a  m2 x  12 m2 g � A  122  (5) v0 v0  2 A � A  2 Mà: (6) 2 g v0  12  0, 6m / s  Từ (5) (6) ta có: 1,0 0,5 0,5 1,0 Baiø *Dòng điện định mức: Iđ = Pđ/ = 1,5/3 = 0,5A *Điện trở ñeøn: Rñ = Uñ/Iñ = 3/0,5 =  *Điện trở bóng đèn: R = 5: Rđ = 5.6=30  *Hiệu điện đặt vào đèn: U=5 = 5.3 =15V 2,5điể m 1,00 * 0,25 * 0,25 * 0,25 * 0,25 * Goïi x số dãy mắc song song, y số nguồn mắc nối tiếp dãy.(x,y nguyên dương) Ta có: xy =24 (1) * Định luật ôm toàn mạch cho : eb = U +Irb Hay: ye = 15 + yr/2x 1,5y =15 +y/2x (2) * Giải (1) (2) loại nghiệm âm :x =2; y = 12 :có dãy song song,mỗi dãy có 12 nguồn nối tiếp * Vẽ sơ đồ: Bài 1,50 * 0,25 * 0,25 * 0,5 * 0,5 12 nguồn 2,5điể m * 0,5 -6 * Điện tích hệ trước ghép : Q = Q1 = C1U1 = 0,5.10 90 * 0,5 = 45.10-6 (C) (Q2 = 0) * Q1’ vaø Q2’ điện tích tụ sau ghép : Q1 + Q2 = Q1’+ Q2’ = Q = 45.10-6 (C) * 0,5 -6 (C1 + C2)U’ = 45.10 U’ = 50(V) *Năng lượng tụ C1 trước ghép: * 0,5 W1  Q2  2025.106 ( J ) 2C1 *Naêng lượng tụ ghép: W2 = W1’ + W2’ =1/2C1U’2 +1/2C2U’2 = 1/2 U’2(C1 + C2) = 1125.10-6(J) *Năng lượng tia lửa điện lượng mát gheùp: W  W1  W2  0, 9.103 ( J ) * 0,5 ... cos(20t   / 2)cm 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 + Dùng PP véc tơ quay, ta tìm thời điểm vật qua vị trí có li độ x = + 0,5 cm lần 7 7  1206 7  1005T   1005  �315, 75s 120 10 120 thứ 201 1...  K 100   20rad / s m 0, 25 Hai vật dao động điều hoà với tần số: (2) Vận tốc hai vật sau va chạm vận tốc cực đại dao động Từ công thức (1), với A = cm, ta có: v0  2v  2 A  2 .20. 1  40cm... + 0,5 cm lần 7 7  1206 7  1005T   1005  �315, 75s 120 10 120 thứ 201 1 là: t = t1 + t2 = 120 2) Khi hai vật đứng yên với lực làm cho vật m2 chuyển động lực ma sát nghỉ hai vật, lực gây gia