Đáp án đề thi lập đội tuyển dự thi Quốc gia môn Vật lý Lớp 12 - Vòng 2 - Năm học 2015-2016 - Sở giáo dục và đào tạo Đăk Lăk

Câu 1. (5,0 điểm) 1. Miếng gỗ A được đặt chồng lên một miếng gỗ B khác có khối lượng mB và trượt trên mặt phẳng nghiêng (3,25đ) a. . Miếng gỗ B có thể chuyển động nhanh hơn miếng gỗ A không ? Giải thích. Chọn chiều dương hướng xuống theo mặt phảng nghiêng. Giả sử gia tốc aB > aA (miếng gỗ B chuyển động nhanh hơn) - Vật B chịu tác dụng của các lực: + trọng lực

+ lực ma sát giữa vật B và mặt phẳng nghiêng

+ lực ma sát giữa hai vật Hình vẽ(0,5đ) + phản lực của mặt phẳng nghiêng lên B là Ta có phương trình định luật 2 Niu tơn cho chuyển động của vật B: (1)0,25đ

Chiếu (1) lên phương mặt phẳng nghiêng, để ý và hướng lên, chiều dương hướng xuống: mBgsinα – FmsB – F = mBaB (2) 0,25đ với: FmsB = à1.(NA + NB); F = à.NA - Vật A chịu tác dụng của các lực: + trọng lực

+ lực ma sát giữa hai vật (hướng xuống vì vật B chuyển động nhanh hơn vật A nên kéo A xuống). + phản lực của vật B lên vật A là (3) Ta có phương trình định luật 2 Niu tơn cho chuyển động của vật A: (4) 0,25đ Chiếu (4) lên phương mặt phẳng nghiêng, chiều dương hướng xuống: mAgsinα + F = mAaA (5) 0,25đ

Từ (2), ta suy ra: (6) 0,25đ

Từ (5), suy ra: (7) 0,25đ

Từ (7) và (6), suy ra rằng: aA > aB, trái với giả thiết. Vậy miếng gỗ B không thể chuyển động nhanh hơn miếng gỗ A. (8) 0,25đ b. So sánh các hệ số ma sát từ kết luận của câu a. Theo câu a, ta giả thiết aA > aB, chiếu hệ thức (1) lên mặt phẳng nghiêng, để ý hướng xuống: mBgsinα – FmsB + F = mBaB (9) 0,25đ Lại chiếu hệ thức (4) lên mặt phẳng nghiêng, để ý hướng lên: mAgsinα - F = mAaA (10) 0,25đ Từ (10) và (9), suy ra các gia tốc:

(11) 0,25đ

(12) 0,25đ

B P 

msB F 

F 

B N 

B B msB B P N F F ma         

F 

msB F 

A P 

F 

A N 

A A A A P F N m a       

msB B

B

F F a gsin m    

A

A

F a gsin m   

F 

F 

msB B

B

F F a gsin m    

A

A

F a gsin m   

+

B

A

H 1

DeThi.edu.vn

Từ (10) và (11), để aA > aB thì phải có:

Hay:

Do đó: (13). 0,25đ

2. Tìm thời điểm để miếng gỗ A văng ra khỏi đĩa (1,75đ) - Chuyển động tròn không đều nên vật có gia tốc tiếp tuyến:

(14) 0,25đ

và gia tốc pháp tuyến: (15) 0,25đ từ (15) và (14), ta có gia tốc toàn phần:

(16) 0,25đ

Lực làm vật A chuyển động cùng với đĩa là lực ma sát nghỉ, có giá trị cực đại là à2mAg

(17) 0,25đ Từ (17) ta suy ra:

(18) 0,25đ

Dấu (=) tương ứng với thời điểm miếng gỗ A bị văng ra khỏi đĩa:

(19)0,25đ

Với điều kiện: (20) 0,25đ

Câu 2. (4,0 điểm) 1. Tính nhiệt độ T1, T2, T3 và T4 (1,5đ) -Ta có:

(21) 0,5đ

- Quá trình 1 – 4 là đẳng tích, nên:

(22) 0,25đ

- Theo giả thiết: T3 = T1 = 228K - Đường thẳng 2 – 4 đi qua gốc O nên ta có liên hệ p = a.V Do p2 = 3p4 nên V2 = 3V4 = 18,93 dm3. (23) 0,5đ

Vậy: (24) 0,25đ

2. Vẽ đồ thị p- T và V – T: (2,5đ)

msB

B A

F F F m m  

    1 A B A 1 A N N N cos cos cos N cos A B A A

B A B A

m g m g m g m g m m m m                 

  1

1 A B A

B

m m m m          

t

v R t a R t t          2 2 2 na R R t    

2 2 2 4 1 n t a a a R t      

2 4

2 . 1 A A A F m a m R t m g       

2 2 2 2 2 4 4 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 g g t t R R                 

2 2 2

2 2 1 1 g t R     

2

R

g

 

5 3 4 4 4 4 4 4

10 .6,31.10 76 8,31 p V p V RT T K R

     

5 1 1 4 5 4

3.10 76 228 10 p T T K p   

2 2 1

1

228.3 684 V T T K V   

4 3

2 1 p

V O

H 1

DeThi.edu.vn