Hỏi chiều dài của đoàn xe là bao nhiêu khi tất cả đã chuyển động trên đường nhựa?. Một ván trượt dài L=4m, khối lượng 5kg phân bố đều theo chiều dài, đang chuyển động với vận tốc v0=5m/s
Trang 1TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU II KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG KHỐI 11 LẦN II
TỔ LÝ-CÔNG NGHỆ NĂM HỌC 2017-2018
MÔN: VẬT LÝ
( thời gian làm bài 150p)
Câu 1 (2đ) Một đoàn xe dài L0=600m chuyển động trên đoạn đường đất với tốc độ vđ=15m/s Khi ra đến đoạn đường nhựa, mỗi xe tăng tốc độ lên thành vn=20m/s Hỏi chiều dài của đoàn xe là bao nhiêu khi tất cả đã chuyển động trên đường nhựa? ( Xem quỹ đạo chuyển động là thẳng)
Câu 2 (3đ) Một ván trượt dài L=4m, khối lượng 5kg phân
bố đều theo chiều dài, đang chuyển động với vận tốc
v0=5m/s trên mặt băng nằm ngang thì gặp một dải đường
nhám có chiều rộng l=2m vuông góc với phương chuyển
động của ván ( hình vẽ 1) Sau khi trượt qua dải nhám ván
có vận tốc v=3m/s Lấy g=10m/s2. Tính động năng ban
đầu của ván và hệ số ma sát trượt giữa ván với dải nhám?
Câu 3 (2đ) Trên cùng một đường sức của điện trường
đều, người ta đặt hai quả cầu nhỏ tích điện và giữ cho
chúng cách nhau một khoảng d Khối lượng và điện tích
các quả cầu lần lượt là m1=m; m2=3m; q1=-q; q2=3q ( Với
q>0) Hãy xác định chiều của đường sức và độ lớn của cường độ điện trường để khi buông ra cho chúng chuyển động thì khoảng cách giữa chúng luôn bằng d Bỏ qua tác dụng của trọng lực
Câu 4 (3đ)
a Tích điện cho tụ điện C1 có điện dung 20µF với hiệu điện thế 300V Sau đó nối tụ C1 với tụ C2 có điện dung 10µF chưa tích điện Tính điện tích và hiệu điện thế trên từng tụ sau khi nối Kiểm tra xem năng lượng điện trường có được bảo toàn không và giải thích vì sao lại thế?
b Một electron bay từ bản dương sang bản âm của một tụ điện phẳng đã tích điện đến hiệu điện thế U, với tốc
độ ban đầu v0 dọc theo đường sức Người ta thấy khi hiệu điện thế giữa hai bản cực là 9,1V thì electron tiến đến sát bản âm ( nhưng chưa chạm vào bản âm) Môi trường giữa hai bản tụ là chân không Bỏ qua tác dụng của trọng lực
-Tính tốc độ v0 của electron Cho e=1,6.10-19C; me= 9,1.10-31kg
-Mô tả chuyển động tiếp theo của electron Tính tốc độ cuối cùng của electron trong quá trình chuyển động ở trong tụ
***HẾT***
0
v
L
l
(H1)
Trang 2TRƯỜNG THPT DIỄN CHÂU II KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG KHỐI 11 LẦN II/ 2017-2018
TỔ LÝ-CÔNG NGHỆ MÔN: VẬT LÝ
ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Câu 1
(2đ)
- Độ dài đoàn xe bắt đầu thay đổi từ thời điểm xe đầu tiên chuyển sang đoạn đường
nhựa và tăng tốc Tốc độ của đoàn xe biến thiên một lượng là: u = vn – vđ…………
- Đoàn xe sẽ dài ra với tốc độ u cho đến khi xe cuối cùng chuyển sang đoạn đường
nhựa, tức là trong suốt khoảng thời gian
đ
v
L
- Vậy đoàn xe sẽ dài ra một đoạn là o
d
đ n
L v
v v t u
- Độ dài đoàn xe trên đường nhựa là: L m
v
v L L
đ
n
O 800
0.5
0.5
0.5
0.5
Câu 2
(3đ)
- Động năng ban đầu của ván:
) ( 5 , 62 2
J mv
- Chọn hệ trục tọa độ ox như hình vẽ
- Khi đầu ván đang nằm trong dải nhám
) 0
( x l
Lực ma sát tác dụng lên ván biến thiên và có
L
mg
F ms
1
Lực ma sát trung bình: l
L
mg
F ms
2
1
- Khi lxL: Lực ma sát không đổi và có độ lớn là: l
L
mg
F ms
2
- Khi đuôi ván nằm trong dải nhám (lxLl), ta có:
l L
mg
F ms
2
3
Áp dụng định lí động năng, ta có:
0.5
0.5
0.5
0,5
0.5
x
0
v
x
Trang 34 , 0 2
) 1 ( )
( 2
0 2
2 2
gl
v v L
L
mgl l
L
mg v
v m
Câu 3
(2đ)
Gọi F và 12 F là lực tương tác 21
giữa hai điện tích
1
F và F là lực do điện trường 2
tác dụng lên q1 và q2
- Để khoảng cách giữa hai điện tích không đổi (mà ban đầu hai điện tích đứng yên) thì
chúng phải chuyển động với cùng một gia tốc………
- Theo bài ra q <1 q F2 1< F2 Mà F12 = F21 nên để hai điện tích chuyển động với
cùng gia tốc thì F2 là lực phát động của q2 còn F1 là lực cản của q1 Vậy đường sức có
- Với: F21=F12= 122
d
q q
K ; F1= q E; F1 2=q E……… 2
Từ a1 = a2
2
12 2 1
1 21
m
F F m
F
2 2
d
Kq
E
0.5
0.5
0.5
0.25
0.25
Câu 4
a (1,5đ)
- Điện tích trên tụ C1 lúc đầu: q1= C1 U1 = 6.10-3 (C) ………
- Năng lượng điện trường ban đầu: W= 0,9( )
2
1
1U J
- Sau khi nối C1 với C2: Gọi q1';U1'và q'2;U2' lần lượt là điện tích và hiệu điện thế trên
các tụ C1 và C2 sau khi nối
Hệ kín nên ta có: q1= q 1' q2' ………
0.25
0.25
0.25
+
1
F
21
F
12
F
2
F
Trang 4b (1,5đ)
C1U1=( C1+ C2) U’ (vì U1' U2' U')
1' 2'
2 1
1 1 '
) (
U C
U C
'
1
q 4.10-3 C và '
2
q 2.10-3 C
- Năng lượng điện trường lúc sau: W’ = ( 1 2) '2
2
1
U C
- Ta thấy W’ < W: Năng lượng điện trường không bảo toàn Vì khi nối tụ C1 với tụ C2
thì có một phần năng lượng được giải phóng dưới dạng tia lửa điện………
- Áp dụng định lí động năng, ta có :
2
2 0
mv
= e.U………
- => v0=
m
eU
2
-Sau khi dừng lại ở sát bản âm thì electron được lực điện gia tốc, chuyển động nhanh
dần đều về bản dương………
- Do quá trình là thuận nghịch nên trước khi rơi vào bản dương thì electron có tốc độ
đúng bằng tốc độ ban đầu v0 = 1,79.106 m/s………
0.25
0.25
0.25
0.5 0.5
0.25
0.25
Chú ý: - Nếu học sinh viết đúng biểu thức mà tính toán sai thì cho một nửa số điểm của ý đó
- Học sinh có thể giải theo những cách khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa
- Sót hoặc sai đơn vị đo trừ không quá 0,25đ cho toàn bài