5a) Câu 1 (2,5 điểm) Cho cơ hệ như hình 1 gồm hai vật A; B có khối lượng mA = 2 kg mB = 3 kg được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ không dãn Sợi dây được vắt qua một ròng rọc đặt trên đỉnh mặt phẳng[.]
Trang 1Câu 1 (2,5 điểm)
Cho cơ hệ như hình 1 gồm: hai vật A; B
có khối lượng mA = 2 kg mB = 3 kg được nối
với nhau bằng một sợi dây nhẹ không dãn Sợi
dây được vắt qua một ròng rọc đặt trên đỉnh mặt
phẳng nghiêng góc = 30o so với phương nằm
ngang Ròng rọc có bán kính R = 10 cm,
momen quán tính I = 0,05 kg.m2 Thả cho hai
vật chuyển động với vận tốc ban đầu bằng 0 Bỏ
qua mọi ma sát, coi rằng sợi dây không trượt
trên ròng rọc Lấy g = 10m/s2
a Tính gia tốc của vật A và lực căng dây
b Tính áp lực của dây nối lên dòng rọc
Bài làm
a) Ta có các phương trình chuyển động của mA và mB (chiều dương vật A đi xuống )
- T1 + mAg = mA.aA= mA.a
T2 - mB g.sin= mBaB = mBa
( T1 – T2)R = I = I
Giải ra ta được: a= g = 0,5 m/s2
T1 = mA(g – a) = 19 N ;
T2 = mB(gsin + a) = 16,5 N ;
Câu 2 (2,5 điểm)
Một lò xo nhẹ nằm ngang có độ cứng 100 N/m, một đầu gắn vào điểm cố định I,
đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng m = 100 g Từ vị trí cân bằng, kéo vật đến vị trí lò xo
dãn 5 cm rồi buông nhẹ cho vật dao động điều hòa Bỏ qua mọi ma sát, lấy 2 = 10
a) Chọn trục Ox nằm ngang, chiều dương hướng theo chiều kéo vật ban đầu, gốc tọa
độ O tại vị trí cân bằng, mốc thời gian lúc thả vật Viết phương trình dao động của vật
b) Vào thời điểm người ta đột ngột giữ chặt lò xo tại điểm cách I một
đoạn bằng chiều dài của lò xo khi đó Hỏi sau đó vật tiếp tục dao động với biên độ
bằng bao nhiêu?
Bài làm
a) (1 điểm)
Hình 1
Trang 2Ta có: ; A = 5 cm 0,25đ
b) (1,5điểm)
Từ giả thuyết vị trí giữ lò xo thì chiều dài của lò xo ℓ = ℓ0 + ,
Chiều dài của lò xo sau khi giữ là =
Vật tiếp tục dao động với tần số góc là
Biên độ dao động khi đó là:
Câu 3 (2,5 điểm)
Trên bề mặt chất lỏng có hai nguồn sóng kết hợp A, B cách nhau 32 cm dao động
Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 50 cm/s Giả thiết biên độ sóng không đổi khi truyền đi
a) Viết phương trình sóng tổng hợp tại điểm C Biết C cách A một đoạn 22 cm và cách B một đoạn 12 cm
b) Xác định số điểm dao động cực đại trong khoảng AB
3
a) Theo bài ra Gọi C là điểm có CA= d1; CB= d2
Phương trình sóng do A và B gửi tới là
và Phương trình sóng tổng hợp tại C là
Trang 3b) Xét M thuộc AB Ta có (1)
Từ (1) và (2) ta có:
Từ (3) và (4) suy ra:
Câu 4 (2,5 điểm).
Cho mạch điện như hình 2 gồm: nguồn điện không
đổi có suất điện động E = 32 V, điện trở trong r = 1
, tụ điện có điện dung C = 100 F (ban đầu chưa
tích điện), cuộn dây không thuần cảm thuần có độ
tự cảm L = 0,1 H, điện trở hoạt động là R0 = 5 , và
điện trở thuần có R = 10 Ban đầu khóa K đóng,
trạng thái của mạch đã ổn định người ta ngắt khóa
K
a) Tính năng lượng điện từ sau khi ngắt khóa K
b) Tính nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở R trong thời
gian khi ngắt khóa K đến khi dao động trong mạch
ngắt hoàn toàn
4
(3 điểm) a) (1,5 điểm)
+ Dòng điện qua cuộn cảm khi K đóng:
+ Hiệu điện thế hai đầu tụ điện UC = I(R0 + R) = 30 V
0,5
+ Năng lượng từ trường ở cuộn cảm khi K ngắt:
+ Khi K ngắt năng lượng điện từ trường của mạch là W = 0,245 J 0,5 b) Nhiệt lượng tỏa ra của mạch khi tắt hẳn là Q = W = Q1 + Q2 (1) 0,5
+ Từ (1) và (2) ta có tìm được Nhiệt lượng tỏa ra trên R là Q1 = 1,633 J
0,5
Câu 5 (2,5 điểm).
C E,r
K
L,
R 0
(Hình 2)
R
R
(Hình 3)
Trang 4Cho mạch điện không phân nhánh như hình 3 gồm: điện trở thuần R, cuộn dây không
thuần cảm có độ tự cảm L , điện trở hoạt động r và tụ điện có điện dung C Đặt vào hai
được
a) Khi f = f1 = 50 Hz thì uAN lệch pha so với uMB và lệch pha so với uAB Biết điện
áp hiệu dụng giữa hai điểm A, M là UAM = 120 V, Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là
360 W Tính các giá trị R, L, r, C
b) Khi f = f2 thì điện áp hiệu dụng giữa hai điểm M, B là UMB có giá trị cực tiểu Tìm f2 và
UMB khi đó
5a)
(2,5điểm) + Từ bài ra có giãn đồ véc tơ và mạch này có tính cảm kháng
+ Từ giãn đồ véc tơ ta có:
UMB = UR = 120 V
Mặt khác: P = UIcos
Suy ra: C =
0,5
0,5
0,5 0,25 0,25
0,25
5b)
0,25
Câu 6 (2,5 điểm).
Trong thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng với nguồn sáng phát ra đồng thời
với hai bức xạ điện từ thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy có bước sóng và = 0,46 m
L
U
LC
U
C
U
r
PQ
U
I
DQ
U
RC
U
O
6
6
1
2
Trang 5Trên màn quan sát, người ta nhìn thấy trong khoảng giữa hai vân gần nhất cùng màu với
vân trung tâm có 11 vân sáng khác Trong đó số vân của bức xạ và của bức xạ lệch
nhau 3 vân Tính bước sóng
6
(2,5 điểm) + Số vân sáng của bức xạ trong vùng AB là k1
Câu 7 (2,5 điểm).
Một tế bào quang điện với Catôt làm bằng kim loại có công thoát êlectron là A =
3 eV, chiếu vào catôt bức xạ điện từ có bước sóng = 0,207 μm Cho
a) Tính tốc độ ban đầu cực đại của êlectron quang điện khi bật ra từ catôt
b) Đặt vào hai điện cực của tế bào quang điện một điện áp xoay chiều có biểu thức
Trong một phút, hãy xác định khoảng thời gian dòng quang điện bằng 0
+ Áp dụng phương trình Anhxtanh:
Ta có:
+ Để dòng quang điện bị triệt tiêu thì UAK - Uh = -3 V
thời gian 1/3 chu kì
+ Trong 1 phút dòng quang điện bằng 0 với thời gian
Câu 8 (2,5 điểm).
Để đo gia tốc trọng trường tại một vị trí trên mặt đất với các dụng cụ gồm: Một lò
xo nhẹ, thước đo chiều dài, đồng hồ bấm giây, một số vật nhỏ
a) Trình bày cơ sở lí thuyết của cách đo
b) Nêu sơ lược các bước thực hiện