Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TẤT THÀNH –YÊN BÁI KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ (Đề thi gồm 02 trang) ĐỀ THI ĐỀ XUẤT LẦN THỨ XI, NĂM HỌC 2017 – 2018 ĐỀ THI MÔN:VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (5,0 điểm) CƠ HỌC CHẤT ĐIỂM Trên trơn nhẵn có lồng hai vật có khối lượng M, hai vật gắn với dây nhẹ không dãn dài 2L Ở dây người ta buộc vật nặng khối lượng 2M Buông nhẹ cho vật chuyển động hình vẽ (Hình 1) Hãy tính giá trị cực đại vận tốc hai vật vật nặng Biết ban đầu dây không giãn M M 2M Hình Câu (4,0 điểm) CƠ HỌC VẬT RẮN Một trụ đặc có khối lượng m, bán kính đáy R quay quanh trục theo phương ngang với vận tốc góc o Trụ đặt nhẹ nhàng lên sàn xe phẳng, dài nằm ngang Xe có khối lượng m với trụ trượt khơng ma sát mặt đất.Ngay sau xe chuyển động nhanh dần, sau khoảng thời gian xe đạt vận tốc ổn định không đổi a Xác định vận tốc ổn định xe b Xác định lượng mát từ trụ đặt lên xe đến xe đạt vận tốc không đổi Câu (4,0 điểm) CƠ HỌC THIÊN THỂ Một vệ tinh chuyển động với vận tốc có độlớn khơng đổi v0 khơng đổi theo quỹ đạo tròn bán kính r0 xung quanh hành tinh có bán kính R Biết gia tốc rơi tự bề mặt hành tinh g a Xác định bán kính quỹ đạo vệ tinh r0 b Do nguyên nhân chưa biết, thời điểm đó, hướng véctơ vân tóc thay đổi góc nhỏ, độ lớn vận tốc không đổi Khi đố hiển nhiên quỹ đạo vệ tinh elip Hãy xác định phụ thuộc vận tốc vệ tinh vào khoảng cách r từ đến tâm hành tinh c Tìm độ biến thiên ∆v độ lớn vận tốc khoảng cách đến tâm hành tinh thay đổi lượng ∆r Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 d Chứng minh rằng, vệ tinh cách tâm hành tinh khoảng r0 ta có hệ thức v v  r r Câu (5,0 điểm) NHIỆT HỌC Một lượng khí lí tưởng lưỡng nguyên tử thực chu trình biến đổi cho nhiệt dung riêng đẳng tích khơng đổi Chu trình cho hình vẽ ( Hình ) Tổng đại số A+(J) nhiệt lượng nhận hay nhả trạng thái cho trục hành tổng cơng thực khí 720 cho trục tung a Sử đụng đồ thị cho tính hiệu suất chu trình 480 b Xác định loại q trình c Gọi áp suất thêt tích khí trạng thái p0 V0 Biểu diễn chu trình hệ p – V Q(J) 400 480 1320 Hình 2920 Câu (2,0 điểm) THỰC HÀNH Cho dụng cụ sau: - Một mặt phẳng nghiêng - Một khối gỗ nhỏ có khối lượng m biết - Một thước có độ chia tới mm - Một đồng hồ bấm giây Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lượng tỏa khối gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng Yêu cầu: Nêu sở lý thuyết xây dựng công thức cần thiết Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, trình bày bước tiến hành, đo đạc tính tốn HẾT Người đề (Ký, ghi rõ Họ tên - Điện thoại liên hệ) Lê Thị Hoài Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SĐT: 0915305750 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TẤT THÀNH – YÊN BÁI KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ XI, NĂM HỌC 2017 – 2018 (Đề thi gồm 02 trang) HDC - ĐỀ THI ĐỀ XUẤT HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN:VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (5,0 điểm) CƠ HỌC CHẤT ĐIỂM Trên trơn nhẵn có lồng hai vật có khối lượng M, hai vật gắn với dây nhẹ không dãn dài 2L Ở dây người ta buộc vật nặng khối lượng 2M Bng nhẹ cho vật chuyển động hình vẽ Hãy tính giá trị cực đại vận tốc hai vật vật nặng Biết ban đầu dây khơng giãn Câu M M 2M Hình Thang điểm Nội dung Hai vật khối lượng M chuyển động theo phương ngang với gia tốc tức thời ang, vật nặng khối lượng 2M chuyển động theo phương thẳng đứng với gia tốc at Sợi dây khơng giãn, có nghĩa hình chiếu gia tốc hai vật vật nặng phương sợi dây nhau: ang cos   at sin   vng  vt tan  (1) Từ phương trình động lực học hai vật M T cos   Mang   at  g  ang tan    2Mg  2T sin   2Mat (2) Giả sử vật nặng dịch chuyển xuống đoạn ∆x Theo định luật bảo tồn lượng ta có Mvng Mvt2   Mg x (3) 2 Từ (1) (3) ta có vt2  g cos  x, vng2  g x   1    tan   Dễ thấy ∆x tăng tới L, góc α tăng tới π/2 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Khi ∆x = L, vng đạt giá trị cực đại vng max  gL , vật nặng vị trí thấp với vt = Ta có x  L sin  suy vt2  2Lg cos2  sin  Để xác định giá tri cực đại vt ta lấy đạo hàm cho khơng:  cos  sin   '  2cos  sin   cos    tan   12  vt max  33 gL 2 1,0 Câu (4,0 điểm)CƠ HỌC VẬT RẮN Một trụ đặc có khối lượng m, bán kính đáy R quay quanh trục theo phương ngang với vận tốc góc o Trụ đặt nhẹ nhàng lên sàn xe phẳng, dài nằm ngang Xe có khối lượng m với trụ trượt khơng ma sát mặt đất.Ngay sau xe chuyển động nhanh dần, sau khoảng thời gian xe đạt vận tốc ổn định không đổi a Xác định vận tốc ổn định xe b Xác định lượng mát từ trụ đặt lên xe đến xe đạt vận tốc không đổi Câu Nội dung a Gọi vận tốc xe ổn định V Vận tốc trụ so với xe v, vận tốc quay trụ  Ban đầu trụ trượt sàn xe, lực ma sát làm trụ chuyển động tịnh tiến nhanh dần, chuyển động quay chậm dần đến đạt điều kiện lăn khơng trượt v  R. lực ma sát hệ đạt trạng thái ổn định với vận tốc khơng đổi v Định luật bảo tồn động lượng: mV  m(V  v)   V  Định luật bảo tồn mơ men động lượng với trục nằm sàn xe vng góc với mặt phẳng hình vẽ: I o  I   m(v  V ) R Với: mR I v  R. Giải phương trình ta tìm được: v  o R Thang điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 Qhp  Wtruoc  Wsau b Qhp  Với V  I o2  I  m(v  V )2 mV       2  R mR v ; v  R. ; I  mà v  o 2 0,5 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Biến đổi ta được: Qhp  mo2 R 1,0 Câu (4,0 điểm) CƠ HỌC THIÊN THỂ Một vệ tinh chuyển động với vận tốc có độlớn khơng đổi v0 khơng đổi theo quỹ đạo tròn bán kính r0 xung quanh hành tinh có bán kính R Biết gia tốc rơi tự bề mặt hành tinh g a Xác định bán kính quỹ đạo vệ tinh r0 b Do nguyên nhân chưa biết, thời điểm đó, hướng véctơ vân tóc thay đổi góc nhỏ, độ lớn vận tốc khơng đổi Khi đố hiển nhiên quỹ đạo vệ tinh elip Hãy xác định phụ thuộc vận tốc vệ tinh vào khoảng cách r từ đến tâm hành tinh c Tìm độ biến thiên ∆v độ lớn vận tốc khoảng cách đến tâm hành tinh thay đổi lượng ∆r d Chứng minh rằng, vệ tinh cách tâm hành tinh khoảng r0 ta có hệ thức v v  r r Câu Thang điểm Nội dung a Lực hấp dẫn hành tinh vệ tinh đóng vai trò lực hướng tâm: mv02 Mm  G 1 r0 r0 0,5 Kí hiệu g gia tốc rơi tự bề mặt hành tinh: g  Từ (1) (2) ta tìm r0  g R2 v02 GM  2 R2 (3) 0,5 0,5 b Áp dụng định luật bảo tồn lượng ta có: mv02 GMm mv GMm    r0 r 0,5  4 Từ (1), (3) (4) ta tìm được: v  v0 gR 1 v02 r 0,5 (5) c Từ (5) lấy vi phân hai vế ta được: v  v ' r   gR   gR  v0   r     2  r 2  gR 2 gR  v0 r   v0 r  1 1 2 v0 r v0 r d Khi r  r0  g v0 R2 thay vào (6) ta đpcm v02  6 1,0 0,5 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Câu (5,0 điểm) NHIỆT HỌC Một lượng khí lí tưởng lưỡng nguyên tử thực chu trình biến đổi cho nhiệt dung riêng đẳng tích khơng đổi Chu trình cho hình vẽ ( Hình 2) Tổng đại số nhiệt lượng nhận hay nhả trạng thái cho trục hành tổng cơng thực khí cho trục tung a Sử đụng đồ thị cho tính hiệu suất chu trình b Xác định loại trình c Gọi áp suất thêt tích khí trạng thái p0 V0 Biểu diễn chu trình hệ p – V Câu Nội dung A+(J) 480 Q(J) 400 480 1320 Hình 2920 Thang điểm A 720   16, 4% a Hiệu suất chu trình: H  Qthu 2920 0,5 b Q trình 1-2, 3-4 khí khơng thực cơng nên q trình đẳng tích Quá trình 2-3, 4-1 biể diễn đường thẳng song song nên: 720 dA  tan   dQ 0,5 0,5 Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học: dQ  dA  dU  dU  dQ  dA  dV dT được:  V T Thay dU  nRT , dA  pdV  Tích phân hai vế ta nRT dV V 0,5 dQ vào biểu thức ta 0,5 V = const hay p  const T Vậy 2-3, 4-1 trình đẳng áp c.Nhiệt lượng mà khí nhân trình 1-2 là: 0,5 0,25 Q12  vCV T  V0  p2  p0  Nhiệt lượng khí nhả q trình 3-4: Q V 2920  1320 Q34  V3  p2  p0   34    hay V3  4V0 Q12 V0 400 0,5 Công sinh trình 2-3: A23  p2 (V3  V0 ) Cơng khí nhận q trình 4-1: A41  p0 (V3  V0 ) 0,25  0,5 A23 p 720    hay p2  p0 A '41 p0 720  480 P 3P0 P0 V0 3V0 V Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Ta có chu trình hình vẽ 0,5 Câu (2,0 điểm) THỰC HÀNH Cho dụng cụ sau: - Một mặt phẳng nghiêng - Một khối gỗ nhỏ có khối lượng m biết - Một thước có độ chia tới mm - Một đồng hồ bấm giây Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lượng tỏa khối gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng Yêu cầu: Nêu sở lý thuyết xây dựng công thức cần thiết Vẽ sơ đồ bố trí thí nghiệm, trình bày bước tiến hành, đo đạc tính tốn Câu Thang điểm Nội dung Cơ sở lý thuyết để tiến hành: Nhiệt lượng tỏa phần vật trượt đến chân mặt nghiêng h  Gọi : h chiều cao mặt nghiêng; l chiều dài mặt nghiêng 1,0 Chọn mốc chân mặt nghiêng Vận tốc ban đầu Vận tốc chân mặt nghiêng v Q  m.g.h  m.v Với v  2.a ;  a.t 2 a  2 t 2  Q  m(g.h  ) t Cách tiến hành: 1,0 Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 + Thả cho vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt nghiêng đến chân mặt nghiêng Đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian t vật chuyển động từ đỉnh tới chân mặt phẳng nghiêng + Đo chiều cao h mặt nghiêng + Đo chiều dài mặt nghiêng Thay vào công thức xác định Q .HẾT Người đề (Ký, ghi rõ Họ tên - Điện thoại liên hệ) Lê Thị Hoài SĐT: 0915305750 ... Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 SĐT: 0915305750 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TẤT THÀNH – YÊN BÁI KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG... LẦN THỨ XI, NĂM HỌC 2017 – 2018 (Đề thi gồm 02 trang) HDC - ĐỀ THI ĐỀ XUẤT HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN:VẬT LÝ LỚP 10 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu (5,0 điểm) CƠ HỌC CHẤT ĐIỂM Trên... 0,5 b Q trình 1-2 , 3-4 khí khơng thực cơng nên q trình đẳng tích Q trình 2-3 , 4-1 biể diễn đường thẳng song song nên: 720 dA  tan   dQ 0,5 0,5 Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học: dQ  dA