Hệ đang đứng yên giữ nguyên xe, kéo quả cầu sao cho thanh cứng lệch một góc rất nhỏ α 0 , thả nhẹ cho hệ chuyển động tự do.. Biết gia tốc rơi tự do g, bỏ qua mọi ma sát và lực cản.[r]
Trang 1KIÊN GIANG NĂM 2016
ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: VẬT LÝ
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi thứ nhất: 09/10/2015
(Đề thi có 01 trang, gồm 04 bài)
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN VẬT LÝ
Bài 1: (5 điểm) Hình vẽ (0,5 đ)
1) Tìm Fms1:
• Xét ống trụ với trục quay qua D:
α
sin
2 tanα
R
=>
2
tan
2 2
α
N
F ms = ……(1)…….(0,5đ)
• Xét ống trụ với trục quay qua O: Fms1=Fms2 ……… (2)……… (0,5đ)
• Xét hệ với trục quay qua C:
2
cos )
( cos
α
l
• Xét ống trụ với trục quay qua C: N2CB=(N1 −Mg).CD⇒N2 =N1 −Mg (4)…… (0,5đ)
• Từ (1),(2),(3),(4) dẫn ra:
α
α α
α α
cos 1
sin 2
cos 2
tan 2
cos
mg mg
2) Hệ số ma sát giữa thanh và mặt sàn
• Xét thanh với trục quay qua B: α cosα sinα
2
Suy ra: 3 3 3
tan
mg N
−
= ………(5)……… (0,5đ)
• Xét thanh với trục quay đi qua D:
) sin cos
2
(
) 2 tan sin 2
cos (
) sin cos
2 tan 2
( 2
tan
3
3
α α α
α α
α α
+
=
⇔
+
=
⇔
mg N
R
R mg
R N
……… (0,5đ)
Thế N3 vào (5) được:
α α
α μ
tan ) cos 2 (
cos 1
−
−
Trang 21) Khi K đóng: A
r R
E
1 1
1
+
= ; ………….(0,5đ)
A r
R
E
2 2
2
+
Tại nút N: IK=I1-I2=0,2A ( chiều dòng điện từ N đến M)
2) Trước khi đóng K:
) ( 375 , 0
2 1 2
1
2
r r R
R
E
E
+ +
+
+
UAN=IR1=0,75(V); UNB=I.R2=1,5(V)……….…….…… (0,5đ)
Dẫn ra: Q1=UAN.C1=0,75.0,2=0,15(µC) ……….…… (0,25đ)
Q23=UNB.C23= 1,5.(0,3+0,6)=1,35(µC)………….….…… (0,25đ)
Tổng điện tích của hệ trước khi K đóng: Q123=-Q1+Q23= -0,15+1,35=1,2(µC)……… (0,25đ)
Sau khi đóng K:
U’AN=I1.R1=0,5.2=1(V); U’NB=I2.R2=0,3.4=1,2 (V)…… ……… (0,25đ) Q’1=U’AN.C1=1.0,2=0,2(µC) ……… ……….……… (0,25đ) Q’23=U’NB.C23= 1,2.(0,3+0,6)=1,08(µC)……….… …… (0,25đ)
Tổng điện tích sau khi đóng K: Q’123= -Q’1+Q’23= -0,2+1,08=0,88(µC)……… (0,5đ)
Như vậy: Điện lượng chuyển qua R là: ∆Q=Q’123-Q123= 0,88-1,2= - 0,32 (µC)…….… (0,5đ)
Số e chuyển từ N qua R đến P là:
6
12 19
0,32.10
2.10
1, 6.10
Q n e
−
−
Δ
Bài 3: Một con lắc đơn gồm một thanh nhẹ cứng chiều dài a, một đầu gắn với một quả cầu nhỏ A có
khối lượng m, một đầu gắn vào trọng tâm của một xe lăn B có khối lượng M, xe có thể chuyển động trên mặt phẳng ngang nhờ hai đường ray đặt song song nhau như hình vẽ.Quả cầu A và xe B được coi là các chất điểm Hệ đang đứng yên giữ nguyên xe, kéo quả cầu sao cho thanh cứng lệch một góc rất nhỏ α0, thả nhẹ cho hệ chuyển động tự do Biết gia tốc rơi tự do g, bỏ qua mọi ma sát và lực cản
1.Chứng minh hệ dao động điều hòa
2 Tính chu kỳ dao động nhỏ của hệ
Câu 1; Tọa độ khối tâm G hệ xG = mx1 Mx2
m M
+ + chọn xG= 0 rút ra mx1+Mx2 = (1) 0 Mặt khác x1- x2 = asinα với sin α= α x1- x2 = aα (2)
Từ (1,2) rút ra x1 Ma ,x2 ma
Cơ năng của hệ E = 2 2 2
cos
2mv +2Mv +2mga α = nt Đạo hàm theo thời gian kết hợp với (3) ta có / / m M g 0
Ma
α =α0cos( ( + ) t+ϕ)
Ma
g M m
) Vậy vật dao đông điều hòa
Câu 2: Chu kỳ dao động T= 2
Ma
m M g
π
+
1 đ
1 đ
1 đ
1 đ
1 đ
Trang 31) Tính d và d’ để L min (1,00 điểm)
Ta có sơ đồ tạo ảnh: ( ) 1 '
1
S⎯⎯→ L S
- Khi ảnh hiện rõ trên màn, khoảng cách vật –màn là khoảng cách L giữa vật thật và ảnh thật
Ta có: L d d’= + (1) (0,25đ)
Dễ dàng thấy L phải thoả mãn điều kiện: L ≥ 4f (2) (0,5đ)
Suy ra: Lmin = 4f = 96cm
Vậy: d = d’ = Lmin/2 = 48cm (3) (0,25đ)
2) Tìm f 2 và vẽ hình (2,00 điểm):
Sơ đồ tạo ảnh: ( ) 1 ' ( 2 ) '
S⎯⎯→ ⎯⎯⎯L S L → S
Ta có: '
d =d = cm
a) Vì vết sáng trên màn có đường kính không đổi khi tịnh tiến màn nên chùm tia ló tạo bởi L2 phải là chùm song song với trục chính Tức là ảnh của S tạo bởi hệ hai thấu kính phải ở xa vô cùng (0,25đ)
Ta có: '
Mà: '
d = − = 18- 48 = -30cm l d (0,25đ) Vậy: f2 = -30cm: L2 là thấu kính phân kì (0,25đ)
b) Chùm tia ló có thể là hội tụ hoặc phân kì
- Nếu chùm tia ló hội tụ: L2 có thể là thấu kính hội tụ hoặc phân kì
+ Nếu L2 là thấu kính hội tụ: hình vẽ (0,25đ)
Từ hình vẽ, ta có: 2'
' 2
40 '
2 30
d D
−
− (0,25đ) Vậy: 40 – d2’ = 60 – 2d2’ => d2’ = 20cm ( 0,25đ)
Từ đó:
'
2 2
30.20
60 10
d d
d d
−
+ Nếu L2 là thấu kính phân kì hình vẽ (0,25đ)
Lúc này S2’ nằm trong khoảng giữa hai vị trí của màn E, ta có:
' 2 ' 2
40 '
2 30
d D
D d
−
100
40 – d ’ 2d ’ – 60
3
= => = (0,25đ)
Từ đó: 2 2'
100 30
100 30 3
d d
d d
−
+ − + (0,25đ
- Nếu chùm tia ló là chùm phân kì( L2 là thấu kính phân kì),
ảnh S2’ là ảnh ảo hình (0,25đ)
Từ hình vẽ, ta có:
O2S2’ = |d2’|, O2S1’ = |d2| (0,25đ)
' 10 40 ' '
2 ' 30 '
D
Suy ra: d 2 ’ = 20cm > 0: điều này vô lí. (0,25đ)
- Học sinh giải đúng theo cách khác vẫn cho điểm tối đa
- Nếu thiếu từ 2 đơn vị trở lên, trừ 0,5 điểm cho toàn bài thi