32

ĐỀ KHẢO SÁT NĂNG LỰC 32 Câu (4.0 điểm) Một lò xo treo thẳng đứng, đầu gắn cố định, đầu gắn vật nặng có khối lượng m = 0,2 kg Ở vị trí cân (VTCB) lò xo giãn 16 cm Lấy g = π 210 m/s2 a) Tính độ cứng lị xo chu kỳ dao động T0 hệ b) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 2,5 N thời gian s Tìm biên độ dao động quãng đường vật khoảng thời gian c) Vật m đứng yên VTCB, tác dụng lên m lực theo phương thẳng đứng hướng xuống có độ lớn 105 N thời gian 3.10-3 s Tìm biên độ dao động vật d) Vật dao động tự với biên độ phần c, người ta đặt cứng cố định, nằm ngang cách vị trí cân đoạn h =10 cm (hình vẽ) Khi m h dao động vật va chạm đàn hồi vào Tính chu kỳ dao động Bài 2: Hai điện tích q1 = q2 = q >0 đặt hai điểm A B khơng khí Cho biết AB = 2a a) Xác định cường độ điện trường điểm M đường trung trực AB cách AB đoạn h b) Tìm h để EM cực đại Tính giá trị cực đại Bài 3: Cho mạch điện hình vẽ, E1=3V, E2=3,6V, R1=10Ω, R2=20Ω, R3=40Ω, bỏ qua điện trở hai nguồn Tụ có điện dung C=1μF R3 C M K E2 R1 R2 B a) Lúc đầu khóa K mở, tính cường độ dịng điện qua nguồn E điện tích tụ nối với M b) Đóng khóa K, tính cường độ dòng điện qua nguồn điện lượng chuyển qua R4 A N E1 Bài 4: Một dây dẫn thẳng MN chiều dài l, khối lượng đơn vị dài dây D=0,04 kg/m Dây treo hai dây dẫn nhẹ thẳng đứng đặt từ trường có véc tơ cảm ứng từ vng góc với mặt phẳng chứa MN dây treo, độ lớn B=0,04 T Cho dòng điện I chạy qua dây Cho g=10m/s2 a) Xác định chiều độ lớn I để lực căng dây treo không? R4 B M N b) Cho MN=25 cm, I=16 A có chiều từ N đến M Tính lực căng dây treo Bài 5: Một vòng dây tròn bán kính R=5cm, có dịng điện I=10A chạy qua.Vịng dây đặt từ trường không Biết cảm ứng từ điểm vịng dây có độ lớn B=0,2T có phương hợp với trục vịng dây góc α =300 (hình vẽ) Vẽ xác định lực từ tổng hợp tác dụng lên vòng dây B α Bài 6: Cho cục pin, ampe kế, cuộn dây có điện trở suất ρ biết, dây nối có điện trở khơng đáng kể, kéo cắt dây, bút chì tờ giấy kẻ ô vuông tới mm Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần suất điện động pin TT Câu 4.0đ Nội dung a) Ở VTCB lò xo bị giãn k= Suy Điểm D l0 k.D l0 = mg : mg 0,2.10 = = 12,5N / m D l0 0,16 0.5đ Chu kỳ dao động hệ: T = 2p m 0,2 = 2p = 0,8s k 12,5 b) Dưới tác dụng lực F VTCB vật m dịch chuyển xuống đoạn: Dl = F 2,5 = = 0,2m = 20cm k 12,5 0.5đ * Chọn trục toạ độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc toạ độ trùng với vị trí cân r F vật sau có lực tác dụng Khi đó, vị trí ban đầu vật có toạ độ - D l * Tại toạ độ x độ biến dạng lò xo (x + D l ), theo định luật II Niutơn: - k(x + D l ) + F = ma F � - k(x + k ) + F = ma � - kx = ma � x’’ +  x =  Trong k 12,5   2,5π rad/s m 0, Vật dao động điều hoà với phương trình: x = Acos( t   ) Trong thời gian lực F tác dụng vật dao động điều hòa quanh VTCB 0.5đ k Do vật ban đầu đứng yên nên biên độ dao động: A = D l = 20cm Do Dt = T nên quãng đường vật được: 0.25đ -l O h k S = 4.A + A = 100cm D t = 3.10- 3s = T c) Do thời gian vật chịu tác dụng lực F chuyển vật m thời gian Xung lực F gây cho vật m vận tốc v Ta có nên ta bỏ qua dịch F D t = mv F D t 105.3.10- v= = = 1,575m / s m 0,2 Vận tốc m sau đó: M 2/3 Vậy biên độ dao động m: A= v 1,575 = = 0,2m = 20cm w 2,5.p d) Do va chạm với đàn hồi nên sau va chạm vật tốc vật đổi chiều mà không thay đổi độ lớn Tương ứng trạng thái vật tức thời thay đổi từ M đến N đường tròn Như chu kỳ dao động vật 2 T = T = 0, �0,53 s 3 0.5đ N 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ ur ur ur E a) Cường độ điện trường M:  E1  E (2đ) E1  E  k Hình bình hành xác định q a  h2 ur E hình thoi: E = 2E1cos 0,5  a 2kqh  h2  3/2 b) Định h để EM đạt cực đại: a2 a2 a h 2 a  h    h �3 2 2 0,5 3/2 27 3 �  a  h  � a 4h �  a  h  � a h 2kqh 4kq EM �  3 3a ah Do đó: a2 a h  �h  2 4kq �  E M  max  3.a EM đạt cực đại khi: 0,5 0,5 a) K mở: dòng qua nguồn E1 là: (2đ) ………………… Điện tích tụ q0 = UMA.C= (E2-I0.R1).C = 2,6μC 0,5 Và cực dương nối với M b) K đóng, vẽ lại mạch: R3 M Áp dụng định luật Ôm ta có: I1   U NB  E1 (1) R1 I2  U NB  E (2) R3 I E2 0,25 I2 0,25 R2 I B E1 A N R1 U NB (3) R2 I1 Lại có: I1=I+I2 (4) Thay số giải hệ phương trình ta được: UNB =1,2V, I1= 0,18A, I2= 0,12A, I= 0,06A …………… ………………… Hiệu điện tụ: UMA= UMN + UNA = E2-I1.R1 = 1,8V Điện tích tụ: q = UMA.C = 1,8μC, cực dương nối với M……… Điện lượng chuyển qua R4 là: Δq = |q0-q| = 0,8 μC 0,5 0,25 0,25 a) Để lực căng dây lực từ phải hướng lên có độ lớn P=mg (2đ) Áp dụng qui tắc bàn tay trái ta có dịng điện chạy từ M đến N Vì 0,5 b) Khi dòng điện chạy từ N đến M, áp dụng qui tắc bàn tay trái ta lực từ F hướng xuống Áp dụng điều kiện cân ta được: 0,5 Thay số được: 0,5 0,5 (1đ) Chia vòng dây thành 2n đoạn nhỏ nhau, đoạn có chiều dài Δl cho đoạn dây coi đoạn thẳng Xét cặp hai đoạn đối xứng qua tâm vòng dây (tại M N), lực tác dụng lên đoạn FM FN biểu diễn hình vẽ B M α FM FN I FM N FN FM N α B Hợp lực tác dụng lên hai đoạn F MN có hướng dọc trục vịng dây độ lớn: FMN = B.I.Δl.sinα Lực tác dụng lên vòng dây hợp lực tất cặp đoạn dây chia có hướng hướng FMN độ lớn là: Hình vẽ 0,5đ (khơng u cầu vẽ hợp lực đặt tâm) F = ∑ FMN = B.I.sinα ∑2Δl =B.I.2πR.sinα Thay số ta được: F ≈ 0,314N 0,5 (1đ) - Đo chiều dài dây dẫn giấy kẻ ô Để xác định đường kính d dây, nhiều vịng (chẳng hạn N vịng) sát lên bút chì đo bề rộng N vịng chia cho N ta d - Cắt lấy đoạn dây biết điện trở suất Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây cắt ampe kế, đo đươc cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là: (1) 0,25 Trong E, r suất điện động, điện trở nguồn, R điện trở đoạn dây cắt - Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn để lại ¾ chiều dài (hoặc nửa chiều dài,…) lắp lại vào mạch đo cường độ dòng điện: (2) Từ (1) (2) rút ra: (3) 0,25 Thay (3) (1) (2) tìm được: 0,25 0,25