Đề thi giải vật lí trên máy tính cấp cơ sở - đề 4

®Ò thi gi¶i vËt lÝ trªn m¸y tÝnh cÊp c¬ së n¨m 2009 - 2010 Thêi gian: 150 phót – kh«ng kÓ thêi gian giao ®Ò Ngµy ….. th¸ng ….. n¨m 200…. Chó ý: - §Ò thi gåm 10 bµi, mçi bµi 5 ®iÓm - ThÝ sinh lµm trùc tiÕp vµo ®Ò thi nµy. §iÓm bµi to¸n B»ng sè B»ng ch÷ Hä vµ tªn:……………………………………… Tr­êng: ………………………………………… Bài 1: Một vật nhỏ khối lượng m=2kg ở trạng thái nghỉ trươti không ma sát xuống mặt phẳng nghiêng góc =300 một đoạn S thì va chạm vào một lò xo (hình vẽ). Sau đó vật dính vào lò xo và trượt thêm một đoạn 10cm thì dừng lại. Biết lò xo có độ cứng K=300N/m và lúc đầu không biến dạng. 1. Tính khoảng cách S 2. Tìm khoảng cách d giữa điểm mà tại đó vật bắt đầu tiếp xúc lò xo và điểm mà tại đó vận tốc của vật lớn nhất. Đơn vị của khoảng cách tìm được là cm Cách giải Kết quả Chọn mốc thế năng hấp dẫn tại A, chọn mốc thế năng đàn hồi tại vị trí lò xo không biến dạng Bỏ qua ma sát nên cơ năng của hệ được bảo toàn. Ta có mgS.Sin = 1 2 ka2 – mga. Sin => S= 2ka a 2mgSin  . Thay số ta được S= 5,29574 S= 29574 cm Độ nén của lò xo khi vật ở TVCB: Ta có l = mgSin / k Khoảng cách giữa điểm mà tại đó vật bắt đầu tiếp xúc lò xo mà điểm mà tại đó vận tốc của vật lớn nhất(VTCB) là d = l = mgSin / k Thay số ta được: d= 3,26888 d= 3,26888 cm Bài 2: B×nh chøa khÝ nÐn ë 270C, 40atm. Mét nöa khèi l­îng khÝ tho¸t ra ngoµi vµ trong b×nh nhiÖt ®é h¹ xuèng ®Õn 120C. T×m ¸p suÊt cña khÝ cßn l¹i trong b×nh. (Đơn vị áp suất tìm được là mmHg) Cách giải Kết quả Khối lượng khí trong bình lúc đầu: m0= µP0V0 /RT0 Khối lượng khí còn lại trong bình lúc cuối : m= µPV0 /RT Theo giả thiết m0=2m. Do đó ta suy ra: Áp suất của khí còn lại trong bình là P=P0T / 2T0. Thay số ta có P=14439,99658 mmHg P=14439,99658 mmHg Bài 3: Sau bao lâu vật m= 2 kg trượt hết máng nghiêng có độ cao h=1,25m góc nghiêng =380. Nếu với góc nghiêng =200 vật chuyển động thẳng đều. Đề: 04 A Cách giải Kết quả Gia tốc của vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng không vận tốc đầu từ trên xuống là a= g(Sin - µ Cos ) . Khi =200 vật chuyển động thẳng đều do đó hệ số ma sát giữa Vật và mặt phẳng nghiêng là µ = tan Khi góc nghiêng là  thì gia tốc của vật là a’= g(Sin - tan. Cos ) Quãng đường vật đi được trong thời gian t để đi hết máng nghiêng là S = h / Sin = a’t2 /2 => t = 2 h gSin (Sin -tan . Cos )    . Thay số t=1,12212 s t=1,12212 s Bài 4: Một mol khí lí tưởng thực hiện chu trình như hình vẽ. Tính công mà khí thực hiện trong mỗi chu trình. Đơn vị tính công tìm được là Jun (J) Cách giải Kết quả Công mà lượng khí trên thực hiện trong quá trình biến đổi trạng thái đẳng áp từ (1) đến (2) là : A12=P1(V2- V1) = nR(T2 – T1) (1) Công mà lượng khí trên thực hiện trong quá trình biến đổi trạng thái đẳng nhiệt từ (2) đến (3) là : A23= 3 2 V V PdV = P2V2 3 2 V V dV V = nRT2 3 2 V V dV V = nRT2 ln 3 2 V V = nRT2 ln 3 1 1 2 V T V T (2) Công mà lượng khí trên thực hiện trong quá trình biến đổi trạng thái đẳng áp từ (3) đến (4) là : A34=P3(V4- V3) = nR(T4 – T3) = nR(T1 – T2) (3) Công mà lượng khí trên thực hiện trong quá trình biến đổi trạng thái đẳng nhiệt từ (4) đến (1) là : A41= 1 4 V V PdV = P4V4 1 4 V V dV V = nRT1 ln 1 4 V V = nRT1 ln 1 2 3 1 V T V T (4) A= 1152,63057 J Công mà lượng khí trên thực hiện trong mỗi chu trình là A= A12+ A23 + A34+ A41 A= nRT2 ln 3 1 1 2 V T V T + nRT1 ln 1 2 3 1 V T V T = nR(T2 ln 3 1 1 2 V T V T + T1 ln 1 2 3 1 V T V T ). Thay số ta được : A= 1152,63057 J Bài 5: Một ống dây dẫn có điện trở R và hệ số tự cảm L. Đặt vào hai đầu ống một hiệu diện thế một chiều 12V thì cường độ dòng điện trong ống là 0,2435A. Đặt vào hai đầu ống một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50Hz có giá trị hiệu dụng 100V thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong ống là 1,1204A. Tính R, L Cách giải Kết quả Đặt vào hai đầu ống dây một hiệu điện thế một chiều U=12V. Điện trở thuần của ống dây là R = U/I . Thay số: R= 49,28131 R= 49,28131 Đặt vào hai đầu ống dây điện áp xoay chiều: Tổng trở của ống dây là Z=U’/I’. Mặt khác Z2=R2 + ZL 2 => ZL= 2 2 2 2 2 2 U' U Z - R I' I   Vậy độ tự cảm của ống dây là L=ZL/2f = 2 2 2 2 1 U' U 100 I' I  . Thay số ta có L= 0,23687 L= 0,23687 (H) V (dm3) 40 10 0 200 400 T 0K 3 2 1 4 Bài 6: Một electron chuyển động theo hướng đường sức trong điện trường đều được tạo bởi hai bản kim loại đặt song song tích điện trái dấu. Tính hiệu điện thế giữa hai bản kim loại để electron không đến được bản âm. Biết động năng của electron lúc bắt đầu đi vào điện trường từ bản kim loại tích điện dương là 100eV. Bỏ qua trọng lực tác dụng lên electron. (Đơn vị tính của hiệu điện thế tìm được là vôn) Cách giải Kết quả Áp dụng định lí biến thiên động năng Wđ=A = q U Hiệu điện thế giữa hai bản kim loại là U = Wđ/ q = 100 100V Bài 7. Hai điện tích q1=q2=5.10 -16C được đặt cố định tại hai đỉnh B, C của một tam giác đều ABC cạnh a=8cm. Các điện tích đặt trong không khí có hằng số điện môi =1,000594. Xác định cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác nói trên. Cách giải Kết quả Cường độ điện trường tại A được xác định bởi E=2E1.Cos30 0= E1 3 = 2 0 3.q 4 .a  . Thay số ta được: E=0,00122 E=0,00122 v/m Bài 8: Một đoạn dây dẫn bằng đồng có chiều dài 30cm, đường kính tiết diện là 1mm, ở nhiệt độ 380C. Tính điện trở của đoạn dây đồng nói trên. Biết điện trở suất ở 200C và hệ số nhiệt điện trở của đồng lần lượt là 1,69.10-8m và 4,1.10-3K-1. Cách giải Kết quả Điện trở suất của đồng ở 380C là =0(1+ (t – t0)) Điện trở của đoạn dây đồng ở 380C là R= l/S = 2 4l d 0(1+ (t – t0)). Thay số ta có: R= 0,00693 R= 0,00693  Bài 9: Một mạch dao động LC gồm tụ điện có điện dung C=10nF và cuộn cảm thuần L=0,5mH. Hãy tính: a. Bước sóng điện từ mà mạch này thu được. b. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm L. Biết hiệu điện thế cực đại trên tụ điện là U0=12V Cách giải Kết quả a. Bước sóng điện từ mà mạch thu được.  = c.2 LC = 4211,97295  = 4211,97295 m b. Cường độ dòng điện cực đại qua cuộn cảm I0=U0 C/L = 0,05367 I0= 0,05367 A Bài 10: Một tia sáng truyền từ môi trường không khí có chiết suất 1,0003 vào môi trường có chiết suất 1,3333 với góc tới i. Thấy tia khúc xạ vuông góc với tia phản xạ. Hãy xác định góc tới i. Cách giải Kết quả Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng: 2 1 nSini Sinr n  => Sini = 2 1 n n Sinr. Do i+ r = 900 nên ta suy ra tani = 2 1 n n => i = 53,121170 i = 53,121170