4điểm Viết phương trình định luật II Newton cho xe trượt theo phương nằm ngang khi xe bắt đầu trượt vào đoạn đường nhám.. Fms= ma Lực ma sát tác dụng lên xe trượt là biến đổi vì chỉ có
Trang 1TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ VIII - NĂM 2012
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: Vật lí 11 (Gồm 04 trang)
Câu 1
(4điểm)
Viết phương trình định luật II Newton cho xe trượt theo phương nằm ngang khi xe bắt
đầu trượt vào đoạn đường nhám Fms= ma
Lực ma sát tác dụng lên xe trượt là biến đổi vì chỉ có một phần trọng lượng của xe đi
vào đoạn đường nhám và lực ép của xe lên mặt đường nhám tỉ lệ với phần chiều dài x
của xe đi vào phần đường đó Khi đó lực ma sát theo hệ thức xg
l
m
F ms =−μ
Do đó ta có phương trình: ′′+ xg=0
l
m x
l
g
Ta thấy quy luật chuyển động giống như dao động tắt dần
Phương trình vi phân trên có nghiệm là x= A cos (ωt+ϕ) với
L
g
μ
ω = Tại thời điểm xe trượt bắt đầu đi vào đoạn đường nhám thì x = 0 và v = vmax
Nên
2
π
ϕ =−
Vậy v = - Aωsin )
2 (ω π
−
t khi v= 0 thì )
2 (ω π
−
t =0 nên
2
π
ωt = ->
L
g
2 10 1 , 0
1 2
l
μ
π
=
=
=
0,5
0,5
1,0 0,5
0,5
1,0
Câu 2
(4 điểm)
Bài 2 (4,0đ):
- Khi khoá K đóng, điện tích trên tụ điện là Q Khi khoá K mở, điện tích trên tụ điện là
Q’ Địên lượng chuyển qua điện trở R4 khi ta mở khoá K là Δ Q = Q – Q’
- Khi ở trạng thái ổn định của mạch, không có dòng điện chạy qua đoạn mạch chứa tụ
điện Giả sử dòng điện chạy qua mạch theo chiều như hình a Cho VA = 0, VB = V
Ta có: I1R1= -V – E1
I2R2 = - V
I3R3 = - V + E2
I1 + I2 + I3 = 0
Giải hệ phương trình trên ta được:
V = 2 1 1 3 2
1 2 2 3 3 1
(E R E R R)
R R R R R R
−
Mặt khác, ta có: VN - VB = E1
=>VN = E1 + VB = E1 + V
Hay: VN = 1 1 2 1 3 1 2 1 2
1 2 2 3 3 1
E R R E R R E R R
R R R R R R
(Hình a)
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
Trang 2Thay số: VN = 4.10.20 4.10.30 1.20.10 2200 2( )
- Ta có: VM - VA = E2 mà VA = 0 Nên VM = E2 = 1 (V)
- Điện lượng: Q = C.(VM - VN) = 10-6(1 – 2) = -10-6 (C)
- Khi khoá K mở, dòng điện chạy như (hình vẽ b)
Ta có: I = 1
1 2
E
R +R
VN = I.R1 = 1 1
1 2
4.10 4
( )
E R
V
VM = E2 = 1 (V)
Suy ra: Q’ = C.(VM - VN )
−
⎛ − ⎞= −
Vậy khi mở khoá K , điện tích của tụ giảm đi, có một điện lượng bằng 6
2
10
3
− (C) chạy qua R4 theo chiều từ nút M đến nút N
0,5 0,5
1.0 0,25
0,25
Câu 3
(4 điểm)
* Khi chưa đặt L3:
* Khi đặt thêm L3 giữa L1 và L2: ảnh A’B’ vẫn không đổi nên O3 ≡ A1
cm 20 24 44 O O O O
d1′ = 1 2 − 2 3 = − =
cm 24 O O
d2 = 2 3 =
d1′ +d2 =O1O2 =44cm ………
* Lập luận được:
cm 140 f
24
f 24 f
20
f 20 cm
140 44 184 O
O ' AA d
d
2
2
1
1 2
1 2
−
+
−
⇔
=
−
=
−
=
′
24 f
f f
20 f 5 d
d d
d k
2
2
1
1
2
2
1
−
−
⇔
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ′
−
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ′
−
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được tiêu cự của thấu kính L1 và L2 lần lượt là: f1 =
10cm và f2 = 20cm ………
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Trang 3* Khi đặt L3 sau L2:
Ảnh A3B3 to bằng ảnh cũ trùng vị trí AB ⇒ A’B’ qua L3 cho ảnh ảo cao bằng vật A3B3 = A’B’⇒ ảnh, vật đối xứng nhau qua thấu kính
Vậy L3 là thấu kính phân kỳ đặt tại trung điểm AA’
Suy ra tiêu cự của thấu kính L3 là: AA' 46cm
4
1
0,5
0,5 0,5
Câu 4
(4điểm)
a Dùng quy tắc bàn tay phải để xác định dòng điện chạy trên thanh và sau đó dung
quy tắc bàn tay trái để xác định lực từ tác dụng lên thanh ab Khi đó lực từ tác dụng
lên thanh ab nằm trong mặt phẳng hình vẽ và hướng sang trái
Khi thanh ab chuyển động trong từ trường thì sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng
trên thanh:
E c = B.L.v Dòng điện chạy trong mạch là:
1 0 1 0
R R
v L B R R
E c
+
= + Lực từ tác dụng lên thanh ab:
R R
v L B
0128 , 0 1 0
2 2
= +
b Trong lúc thanh chuyển động trên thanh xuất hiện dòng điện cảm ứng, khi đó tụ sẽ
được tích điện đến hiệu điện thế Uc:
R R
v L B
312 , 0 1 1 0
= +
Khi thanh dừng lại đột ngột thì lúc này dòng điện cảm ứng sẽ biến mất và tụ sẽ phóng
điện, nó trở thành nguồn điện Cường độ dòng điện lúc này:
A R
R
R R R
U
205
16
'
1 0
1 0 2
= + +
=
Lực từ tác dụng lên thanh ab lúc này:
F’ = B.I’.L = 0,012N F’ nằm trong mặt phẳng hình vẽ và có chiều hướng sang phải
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
0,5
0,25 0,25
Câu 5
(4 điểm)
a
Gọi chiều dài của thước là L = 2l 0 Trọng tâm của thước nằm ở trung điểm của nó và
ở bên trái O Điều kiện cân bằng của thước là:
Mg.(l 0 – y) = mg.(y – x) l0 y m
−
Căn cứ vào bảng số liệu ta có: 0 0
0
l 155,6mm.
L1 = 2l0 = 311,2mm
0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 4(Thí sinh giải theo cách khác nếu kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa)
b
Như vậy chiều dài trung bình của thước là:
5
Sai số của phép đo là: L1 L2 311,2 303,6
Vậy chiều dài của thước là : L = L ± Δ = L 305,9 3,8(mm) ±
Cách tiến hành thí nghiệm như sau :
+ Dùng thước đo và cắt lấy một đoạn dây đồng có chiều dài l (chiều dài này nên lấy
lớn, cỡ vài mét)
+ Cuốn dây đồng lên thước sao cho các vòng dây sát vào nhau rồi đếm số vòng trên
một đoạn có chiều dài l 0 của thước, giả sử số vòng đếm được là n0 thì đường kính của
dây đồng là : 0
0
l d n
= Khi đó ta xác định được tiết diện ngang của dây đồng là :
2 2 0 2 0
l d S
π π
Lắp mạch điện như hình vẽ : nguồn điện, biến trở, vôn
kế, am pe kế, sợi dây đã cắt ra được cuốn thành nhiều
vòng Dựa vào số chỉ của vôn kế là U và số chỉ của am
pe kế là I ta xác định được gần đúng điện trở của dây
đồng :
R
= = ρ
Từ đó xác định được điện trở suất của đồng bằng biểu thức :
2 0 2 0
U l I.l 4I.l.n
π
ρ = US = , trong đó các đại lượng U,I,l,l 0, n0 xác định được qua các phép đo
Dịch chuyển con chạy của biến trở, ta có các cặp giá trị của U và I, từ đó sẽ xác định
được gần đúng điện trở suất của đồng
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
A
V