Đề thi học kì II - Môn thi: Vật Lí

Nội dung text: Đề thi học kì II - Môn thi: Vật Lí

1. Môn thi: VẬT LÝ (THPT) Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 17/03/2015 Bài 1 Vật nhỏ có khối lượng m = 8kg bắt đầu chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực F = 80N theo phương ngang (hình 1). Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là 1 = 0,2. a) Tính gia tốc của vật trên sàn. H b) Khi vật đi được quãng đường s = 2m thì ngừng F tác dụng lực, cùng lúc đó vật gặp chân dốc nghiêng góc = 300, nó trượt lên trên. Hệ số ma sát trượt s Hình 1 3 2 giữa vật và mặt dốc là 2 = . Cho g = 10m/s . 2 C A Tính độ cao lớn nhất mà vật đạt tới Câu 2: Thanh AB đồng chất tiết diện đều chiều dài l, góc α = 450. Đầu B gắn với tường nhờ một α m bản lề (hình vẽ bên). Vật m có khối lượng 10kg. Xác định các lực tác dụng B lên thanh và hướng của phản lực tác dụng vào đầu B. Cho biết thanh AB có 2 trọng lượng P1 = 20N. Lấy g = 9,8183m/s . Câu 3:Cho mạch điện như hình vẽ. Với E1 6V , r1 r2 1 , E1, r1 R E2 2V , R1 2 , R2 5 ,R3 là bình điện phân dung dịch CuSO4 1 có các điện cực bằng đồng và có điện trở 3 . Tính: a) Hiệu điện thế UAB. R2 E2,r2 b) Cường độ dòng điện chạy qua các đoạn mạch. A B c) Lượng đồng bám vào Katôt trong thời gian 16 phút 5 giây. Câu 4: Trên đường thẳng xy cho bốn điểm O, A, B, C theo thứ tự R3 từ trái qua phải, trong đó B là trung điểm của AC. Đặt điện tích Q tại O. Sau đó lần lượt đặt điện tích q tại A, B và C. Biết rằng khi q đặt tại A và B thì lực tương tác 4 4 giữa hai điện tích là F1 9.10 N và F2 4.10 N . Tìm lực tương tác giữa các điện tích khi q đặt tại C. Câu 5: Hai thanh kim loại song song, thẳng đứng có điện trở không đáng kể, một đầu nối vào điện trở R 0,5 . Một đoạn dây dẫn AB, độ dài R l 14cm , khối lượng m 2g , điện trở r 0,5 tì vào hai thanh kim loại tự do trượt không ma sát xuống dưới và luôn luôn vuông góc với hai thanh kim loại đó. Toàn bộ hệ thống đặt trong một từ trường đều có hướng A B  vuông góc với mặt phẳng hai thanh kim loại có cảm ứng từ B 0,2T . Lấy B g 9,8m / s2 . a) Xác định chiều dòng điện qua R. b) Chứng minh rằng lúc đầu thanh AB chuyển động nhanh dần, sau một thời gian chuyển động trở thành chuyển động đều. Tính vận tốc chuyển động đều ấy và tính UAB. HẾT
2. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG a) Lực tác dụng lên vật m: y '   x ' - Trọng lực F1 N1  y  - Phản lực N N  H - Lực tác dụng: F F m st1   x   F mst F P1 P - Lực ma sát trượt của mặt sàn: Fmst 2 Theo định luật II Niu Tơn Ta có: s    F1 +N +F +Fmst = ma (1)  P P Chiếu (1) lên: + Trục Ox theo hướng chuyển động: F – Fmst = ma (2)  + Lên trục Oy theo hướng N : N – P = 0 (3) (3) N = P = mg và Fmst = 1 N = 1 mg Câu 1 F  mg (2) a = 1 = 8 (m/s2) (2đ) m b) Vận tốc của vật tại chân dốc:   v01 = 2as = 42 (m/s) . Vật chịu tác dụng của các lực: F1 ,N1 ,Fmst1   Ta có: F1 +N1 +Fmst1 = ma1 (4) → - P1 – Fmst1 = ma1 (5) → N1 – P2 = 0 (6) N1 = P2 = mgcos và Fmst1 = 2 N1 = 2 mgcos (5) - P.sin - 2 mgcos = ma1 3 3 2 a1 = - g(sin +  cos ) = -10.(0,5 + . ) = - 12,5 (m/s ) 2 2 2 v2 v2 02 32 Khi vật dừng lại v = 0 → s = 01 = = 1,28(m) 2a1 2.( 12,5) 1 Độ cao lớn nhất: H = s.sin = 1,28. = 0,64 m. 2 Cách giải Kết quả  - Theo điều kiện cân bằng T T = 108,1830N mômen: y C  A β 42,47050  N  MP/B + M = MT/B G P1 /B O x N y P β  m AB P1 P.AC + P1. .sinα = T.BC  2 B Nx P P Câu 2 - P + T - 1 = 0 T = P + 1 (4 điểm) 2 2     - Theo điều kiện cân bằng lực: N +T +P + P1 = 0. Chiếu lên các trục toạ độ: Ox: Nx - T = 0 (3) Nx = T Oy: Ny - P – P1 = 0 (4) Ny = P + P1 2 2 Nx N = Nx + Ny ; tanβ = => β Ny 6 U Câu 3 U E I (R r ) 6 3I I AB (1) (0,25đ) (4 điểm) AB 1 1 1 1 1 1 3
3. 2 U U E I (R r ) 2 6I I AB (2) (0,25đ) AB 2 2 2 2 2 2 6 U AB IR 3 3I (3) (0,25đ) I I1 I2 (4) (0,25đ) Thay (1), (2), (4) vào (3) ta có: U AB 2,8(V ) (0,5đ) 16 2 Thay UAB vào (1), (2), (3) ta có: I (A), I (A), I 0,93(A) (1đ) 1 15 2 15 tAI 965.64.0,93 Khối lượng Cu thu được là: m 0,3(g) (0,5đ) Fn 96500.2 k.Q.q k.q.Q - Lực tương tác: F1 2 OA = (0,5đ) OA F1 k.q.Q k.q.Q Tương tự: OC = và OB = , với F là lực tương tác khi đặt q ở C (0,5đ) Câu 4 F F2 (4 điểm) - Do B là trung điểm của AC nên: OA + OC = 2.OB (0,5đ) 1 1 2 F .F F = 1 2 =2,25.10-4(N) (0,5đ) F F F 2 1 2 2 F1 F2
4. a) Do thanh đi xuống nên từ thông qua mạch tăng. Áp dụng định I R   luật Lenxơ, dòng điện cảm ứng sinh ra Bcu ngược chiều B (Hình vẽ). (0,25đ)   A B B B Áp dụng qui tắc nắm bàn tay phải, I chạy qua R có chiều từ A cu B. (0,25đ) b) Ngay sau khi buông thì thanh AB chỉ chịu tác dụng của trọng lực P mg nên thanh chuyển động nhanh dần v tăng dần. - Đồng thời, do sau đó trong mạch xuất hiện dòng điện I nên thanh AB chịu thêm tác dụng của lực từ F BIl có hướng đi lên.  e Blv - Mặt khác, suất điện động xuất hiện trong AB là: e Blv nên I t R r R r B2l 2v F Câu 5: R r (4 điểm) Cho nên khi v tăng dần thì F tăng dần tồn tại thời điểm mà F=P. Khi đó thanh chuyển động thẳng đều. (0,25đ) -Khi thanh chuyển động đều thì: B2l 2v (R r)mg (0,5 0,5).2.10 3.9,8 F mg mg v 25(m / s) R r B2l 2 0,22.0,142 (0,5đ)   F - Hiệu điện thế giữa hai đầu thanh khi đó là: N  Blv 0,2.0,14.25 U I.R .R .0,5 0,35(V ) (0,25đ) B1 AB R r 0,5 0,5 I   B P1   P B2