Đang tải... (xem toàn văn)
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HÀ TRUNG ĐỀ THI KHẢO SÁT OLYMPIC BỈM SƠN LẦN THỨ V NĂM HỌC 2012 2013 MÔN VẬT LÍ KHỐI 10 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4 điểm) Một xe con đang chuyển động thẳng đều với vận tốc vo, tới điểm A thì người lái xe nhìn thấy một xe tải tới điểm B phía trước, đang chuyển động cùng chiều, thẳng đều, với vận tốc v 1 < vo, người lái xe con lập tức hãm phanh: xe con chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc có độ lớn là a. Hỏi khoảng cách tối thiểu của hai xe kể từ lúc người lái xe hãm phanh phải là bao nhiêu để không xảy ra tai nạn ? Hết Câu 4: ( 4 điểm) Thanh AB đồng chất . Đầu A tựa vào sàn nhám. Đầu B giữ cân bằng bởi sợi dây treo vào C. Hệ số ma sát giữa thanh và sàn là K. Hỏi dây BC nghiêng với phương ngang góc α bao nhiêu thì thanh trượt. Câu 5: ( 4 điểm) Một cơ hệ được bố trí như hình bên. Lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 50Nm. Vật nhỏ có khối lượng m = 0,2kg. Lấy g = 10ms2, bỏ qua khối lượng ròng rọc, dây nối lí tưởng, bỏ qua mọi ma sát. Chọn trục tọa độ thẳng đứng, hướng lên, gốc tọa độ là vị trí cân bằng. a Xác định độ biến dạng của lò xo khi vật cân bằng. b Nâng vật lên vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ. Tính gia tốc của vật khi vật có tọa độ x = 2 cm. Câu 2 (4điểm) Một dây nhẹ không co dãn vắt qua một ròng rọc nhẹ gắn ở một cạnh bàn nằm ngang, hai đầu dây buộc hai vật có khối lượng m1, m2, hệ số ma sát giữa mặt bàn và m1 là . Bỏ qua ma sát ở trục của ròng rọc. Tìm gia tốc của m1 so với đất khi bàn chuyển động với gia tốc a 0 hướng sang trái, g là gia tốc trọng trường Câu 3: (4 điểm) Cho cơ hệ như hình vẽ. Trong đó m1 = 1kg, m2 = 2kg; m3 = 3kg. Ròng rọc, dây nối có khối lượng không đáng kể, dây không giãn , g = 10ms2. Hệ số ma sát giữa m1 với m2 và m2 với bàn là K. Vật m2 có chiều dài l = 8,4m. Khi thả cho hệ vật chuyển động thì thời gian để vật m1 trượt hết m2 là t = 2s. Tìm hệ số ma sát K.2 ĐÁP ÁN KỲ THI OLIMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨV NĂM 2013 MÔN: VẬT LÝ LỚP 10 Câu 1( 4 điểm ): Đề bài: Một xe con đang chuyển động thẳng đều với vận tốc vo, tới điểm A thì người lái xe nhìn thấy một xe tải tới điểm B phía trước, đang chuyển động cùng chiều, thẳng đều, với vận tốc v 1 < vo, người lái xe con lập tức hãm phanh: xe con chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc có độ lớn là a. Hỏi khoảng cách tối thiểu của hai xe kể từ lúc người lái xe hãm phanh phải là bao nhiêu để không xảy ra tai nạn ? Đáp án: Nội dung yêu cầu Điểm Chọn trục tọa độ xx gắn với xe tải , chiều dương cùng chiều chuyển động của xe, gốc tọa độ O trùng với điểm B, gốc thời gian lúc xe con bắt đầu hãm phanh. Vận tốc lúc xe con bắt đầu hãm phanh: v = vo – v1. Phương trình chuyển động của xe con: x = xo + v.t + 1 2 ax.t2. Với xo = AB = L; ax = a. Khi xe con gặp xe tải thì: x = 0 L v.t + 1 2 a.t2 = 0 (1). Để xe con chỉ gặp xe tải một lần và dừng lại, hoặc không gặp xe tải tức là không xảy ra tai nạn thì (1) có 0. Suy ra: v2 – 2aL 0 L v22a. Vậy: Lmin = v22a = v a v 2 2 0 1 . 0,5 0,5 1,0 1,0 0,5 0,53 Bài 2 (4 điểm) Đề bài: Một dây nhẹ không co dãn vắt qua một ròng rọc nhẹ gắn ở một cạnh bàn nằm ngang, hai đầu dây buộc hai vật có khối lượng m1, m2, hệ số ma sát giữa mặt bàn và m1 là . Bỏ qua ma sát ở trục của ròng rọc. Tìm gia tốc của m1 so với đất khi bàn chuyển động với gia tốc a 0 hướng sang trái, g là gia tốc trọng trường. Đáp án Đáp án Biểu điểm Chọn hệ quy chiếu gắn với bàn. Gọi a 1 , a 2 là gia tốc của vật m1, m2 đối với bàn ta có a1=a2=a, T1=T2 0,5đ Áp dụng định luật II Niu tơn : Vật m1: T P N F F m a 1 1 ms qt 1 1 (1) (0.5đ) Vật m2: T P F m a 2 2 qt 2 2 (2) (0.5đ) Chiếu (1) lên trục tọa độ 0x: T1+Fqt1Fms= m1a (0,25đ) Chiếu (1) lên 0y ta có : NP1=0 N P1 (0,25đ) T1 m 1 a 0 m 1 g m 1 a (3) (0,5đ) Chiếu (2) lên trục 0x TT2= m2 a (4) (0,25đ) với 2 2 T m 2 g a (5) (0,25đ) Từ (3); (4); (5) ta có 1 2 1 0 1 1 0 1 ( 1 2 ) m m T m a m g T m a m g m m a a (0,5đ) 1 2 1 0 1 2 2 2 1 2 m m m g a m a m g a a a (0,5đ) Vậy gia tốc của m1 đối với đất: a= a1a0= 1 2 0 1 2 2 2 ( ) m m m g a a m g (0,5đ)4 Câu 3: ( 4 điểm) Đáp án: Nội dung yêu cầu Điểm Điều kiện cân bằng: P N + Fms + T = 0 Trên Ox : Fms = T cos α => T = cos ms F (1) Trên Oy : N + T sin α = P => T = Sin P N (2) Chọn B làm trục quay thì M(N)+ MFms = Mp =>( Fms + N )a = P. a 2 => N + Fms = p 2 => N= p 2 Fms Kết hợp (1) và (2) ta có : cos ms F = Sin P N => Thanh AB bắt đầu trượt nếu lực ma sát bằng lực ma sát trượt Fms=K.N Khi đó N = P 2 KN=> N= 2 ( K 1) P => cos KN = Sin P N => Cos 2 ( k 1) KP = s 2 ( 1) in (1 2 ) K P K => tan α = K 1 2 K 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 Đề bài: Thanh AB đồng chất . Đầu A tựa vào sàn nhám. Đầu B giữ cân bằng bởi sợi dây treo vào C. Hệ số ma sát giữa thanh và sàn là K. Hỏi dây BC nghiêng với phương ngang góc α bao nhiêu thì thanh trượt.5 Câu 4: (4 điểm) Cho cơ hệ như hình vẽ. Trong đó m1 = 1kg, m2 = 2kg; m3 = 3kg. Ròng rọc, dây nối có khối lượng không đáng kể, dây không giãn, g = 10ms2. Hệ số ma sát giữa m1 với m2 và m2 với bàn là K. Vật m2 có chiều dài l = 8,4m. Khi thả cho hệ vật chuyển động thì thời gian để vật m1 trượt hết m2 là t = 2s. Tìm hệ số ma sát K. Hình vẽ Nội dung Điể
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HÀ TRUNG ĐỀ THI KHẢO SÁT OLYMPIC BỈM SƠN LẦN THỨ V NĂM HỌC 2012- 2013 MƠN VẬT LÍ KHỐI 10 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4 điểm) Một xe chuyển động thẳng với vận tốc vo, tới điểm A người lái xe nhìn thấy xe tải tới điểm B phía trước, chuyển động chiều, thẳng đều, với vận tốc v < vo, người lái xe hãm phanh: xe chuyển động thẳng chậm dần với gia tốc có độ lớn a Hỏi khoảng cách tối thiểu hai xe kể từ lúc người lái xe hãm phanh phải để không xảy tai nạn ? Câu (4điểm) Một dây nhẹ không co dãn vắt qua ròng rọc nhẹ gắn cạnh bàn nằm ngang, hai đầu dây buộc hai vật có khối lượng m1, m2, hệ số ma sát mặt bàn m1 Bỏ qua ma sát trục rịng rọc Tìm gia tốc m1 so với đất bàn chuyển động với gia tốc tốc trọng trường a0 hướng sang trái, g gia Câu 3: (4 điểm) Cho hệ hình vẽ Trong m1 = 1kg, m2 = 2kg; m3 = 3kg Ròng rọc, dây nối có khối lượng khơng đáng kể, dây không giãn , g = 10m/s2 Hệ số ma sát m1 với m2 m2 với bàn K Vật m2 có chiều dài l = 8,4m Khi thả cho hệ vật chuyển động thời gian để vật m1 trượt hết m2 t = 2s Tìm hệ số ma sát K Câu 4: ( điểm) Thanh AB đồng chất Đầu A tựa vào sàn nhám Đầu B giữ cân sợi dây treo vào C Hệ số ma sát sàn K Hỏi dây BC nghiêng với phương ngang góc α trượt Câu 5: ( điểm) Một hệ bố trí hình bên Lị xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k = 50N/m Vật nhỏ có khối lượng m = 0,2kg Lấy g = 10m/s2, bỏ qua khối lượng ròng rọc, dây nối lí tưởng, bỏ qua ma sát Chọn trục tọa độ thẳng đứng, hướng lên, gốc tọa độ vị trí cân a/ Xác định độ biến dạng lò xo vật cân b/ Nâng vật lên vị trí lị xo khơng biến dạng thả nhẹ Tính gia tốc vật vật có tọa độ x = - cm Hết - ĐÁP ÁN KỲ THI OLIMPIC THPT THỊ XÃ BỈM SƠN LẦN THỨV NĂM 2013 MÔN: VẬT LÝ LỚP 10 Câu 1( điểm ): Đề bài: Một xe chuyển động thẳng với vận tốc vo, tới điểm A người lái xe nhìn thấy xe tải tới điểm B phía trước, chuyển động chiều, thẳng đều, với vận tốc v < vo, người lái xe hãm phanh: xe chuyển động thẳng chậm dần với gia tốc có độ lớn a Hỏi khoảng cách tối thiểu hai xe kể từ lúc người lái xe hãm phanh phải để không xảy tai nạn ? Đáp án: Nội dung yêu cầu Chọn trục tọa độ x x gắn với xe tải , chiều dương chiều chuyển động xe, gốc tọa độ O trùng với điểm B, gốc thời gian lúc xe bắt đầu hãm phanh -Vận tốc lúc xe bắt đầu hãm phanh: v = vo – v1 / -Phương trình chuyển động xe con: x = xo + v.t + ax.t2 Với xo = - AB = - L; ax = - a -Khi xe gặp xe tải thì: x = L - v.t + a.t2 = (1) -Để xe gặp xe tải lần dừng lại, không gặp xe tải tức không xảy tai nạn (1) có -Suy ra: v2 – 2aL L v2/2a -Vậy: Lmin = v2/2a = v v1 Điểm 0,5 0,5 1,0 1,0 0,5 0,5 2a Bài (4 điểm) Đề bài: Một dây nhẹ không co dãn vắt qua ròng rọc nhẹ gắn cạnh bàn nằm ngang, hai đầu dây buộc hai vật có khối lượng m1, m2, hệ số ma sát mặt bàn m1 Bỏ qua ma sát trục rịng rọc Tìm gia tốc m1 so với đất bàn chuyển động với gia tốc a0 hướng sang trái, g gia tốc trọng trường Đáp án Đáp án Biểu điểm Chọn hệ quy chiếu gắn với bàn Gọi a , a gia tốc vật m1, m2 bàn ta có a1=a2=a, T1=T2 0,5đ Áp dụng định luật II Niu tơn : - Vật m1: T P1 N F ms F qt - Vật m2: T P F qt m 2 (0.5đ) m1a (1) (0.5đ) (2) a Chiếu (1) lên trục tọa độ 0x: T1+Fqt1-Fms= m1a Chiếu (1) lên 0y ta có : N-P1=0 (0,25đ) N P1 (0,25đ) T1 m a m g m a (3) (0,5đ) Chiếu (2) lên trục 0x T-T2= m2 a (4) (0,25đ) với T m g a Từ (3); (4); (5) ta có a1 a a m2 (5) T m 1a m g T m 1a m g (m m )a a g a m1 m (0,25đ) (0,5đ) (0,5đ) m 1a m g m1 m Vậy gia tốc m1 đất: a= a1-a0= m2( g a a0 ) m1g m1 m (0,5đ) Câu 3: ( điểm) Đề bài: Thanh AB đồng chất Đầu A tựa vào sàn nhám Đầu B giữ cân sợi dây treo vào C Hệ số ma sát sàn K Hỏi dây BC nghiêng với phương ngang góc α trượt Đáp án: Nội dung - yêu cầu Điều kiện cân bằng: P N F ms + + T F ms Trên Ox : Fms = T cos α => T = = 0,5 (1) - cos Điểm 0,5 Trên Oy : N + T sin α = P => T = P N 0,5 (2) Sin Chọn B làm trục quay M(N)+ MFms = Mp =>( Fms + N )a = P a => N + Fms = Kết hợp (1) (2) ta có : p F ms cos = P N Sin p => N= - Fms 0,5 0,5 => Thanh AB bắt đầu trượt lực ma sát lực ma sát trượt Fms=K.N Khi N = P - KN=> N= => => KN cos = P N Sin KP ( k ) Cos P ( K 1) - 0,5 -= P (1 K ) ( K ) sin => tan α = 1 2K K - 1,0 Câu 4: (4 điểm) Cho hệ hình vẽ Trong m1 = 1kg, m2 = 2kg; m3 = 3kg Ròng rọc, dây nối có khối lượng khơng đáng kể, dây khơng giãn, g = 10m/s2 Hệ số ma sát m1 với m2 m2 với bàn K Vật m2 có chiều dài l = 8,4m Khi thả cho hệ vật chuyển động thời gian để vật m trượt hết m2 t = 2s Tìm hệ số ma sát K Hình vẽ Nội dung Chọn mặt đất (giá đỡ cố định) vật 3’ PT lực tác dụng vào m1: F ms m a 13 ' PT lực tác dụng vào m2: F ms F ms PT lực tác dụng vào m3: T P3 m a Dây khơng giãn nên Từ (2) (3) có Từ (1) có a 23 ' ' = a ' 33 = a Điểm (1) T m 2a 33 ' 23 ' (3) - (0,5 điểm) (2) (0,5 điểm) - (0,5 điểm) ' m g K (2 m g m g ) a0 m m - (0,5 điểm) F ms m ( a 12 a ) a 12 Kg ( m m m 2 m3) m3g m 18 K (0,5 điểm) m1 trượt m2 hết 2s Với vận tốc ban đầu l a 12 t 2 a 12 2l t ,2 m Đối với m2 m1 trượt chiều ngược lại Vậy 18 K s a 12 , K ,1 (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) Câu (4 điểm) Đề bài: Một hệ bố trí hình bên Lị xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k = 50N/m Vật nhỏ có khối lượng m = 0,2kg Lấy g = 10m/s2, bỏ qua khối lượng rịng rọc, dây nối lí tưởng, bỏ qua ma sát Chọn trục tọa độ thẳng đứng, hướng lên, gốc tọa độ vị trí cân a/ Xác định độ biến dạng lò xo vật cân b/ Nâng vật lên vị trí lị xo khơng biến dạng thả nhẹ Tính gia tốc vật vật có tọa độ x = - cm Nội dung Điểm Tại vị trí cân T = P = mg = 2N mà Fđh = k l = 2T = 2mg l = 2m g 1,0 điểm = 0,08m = 8cm 1, điểm k Khi vật có tọa độ x = - 2cm, lò xo dãn thêm 1cm độ biến dạng lò xo: l ' = ∆l + = 9cm = k.∆l’ = 4,5N / F dh a/ = / 1,0 điểm T = 2,25N T / P = 1,25m/s2 1,0 điểm m SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ (Dành cho học sinh THPT không chuyên) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề Câu Hai vật nhỏ giống đặt cách d = 1,6 m mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng so với phương ngang d =300 Vật cách chân mặt phẳng nghiêng L=90cm (Hình 1) Thả đồng thời cho hai vật trượt xuống không vận tốc đầu Bỏ qua ma sát Lấy g = 10 m/s2 L Tìm vận tốc vật chân mặt phẳng nghiêng thời gian trượt vật mặt phẳng nghiêng Sau đến chân mặt phẳng nghiêng hai vật lại Hình1 trượt sang mặt phẳng ngang theo đường thẳng với tốc độ không đổi tốc độ chúng chân mặt phẳng nghiêng Hỏi khoảng cách vật vật phía đến chân mặt phẳng nghiêng Tính khoảng cách từ vị trí hai vật gặp đến chân mặt phẳng nghiêng Câu Trên mặt phẳng ngang có bán cầu khối lượng m Từ điểm cao bán cầu có vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống Ma sát vật nhỏ bán cầu bỏ qua Gọi góc phương thẳng đứng bán kính véc tơ nối tâm bán cầu với vật (hình 2) Giả sử bán cầu giữ đứng yên a) Xác định vận tốc vật, áp lực vật lên mặt bán cầu vật Hình chưa rời bán cầu, từ tìm góc = m vật bắt đầu rời bán cầu b) Xét vị trí có < m Viết biểu thức thành phần gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến vật theo g Viết biểu thức tính áp lực bán cầu lên mặt phẳng ngang theo m, g Giả sử bán cầu mặt phẳng ngang có hệ số ma sát Tìm biết = 300 bán cầu bắt đầu bị trượt mặt phẳng ngang Giả sử ma sát bán cầu mặt phẳng ngang Tìm góc vật bắt đầu rời bán cầu P Câu Có 1g khí Heli (coi khí lý tưởng, khối lượng mol M=4g/mol) thực 2P0 chu trình - - - - biểu diễn giản đồ P-T hình Cho P0 = 105Pa; T0 = 300K Tìm thể tích khí trạng thái P0 Hãy nói rõ chu trình gồm đẳng trình Vẽ lại chu trình giản đồ P-V giản đồ V-T (cần ghi rõ giá trị số T chiều biến đổi chu trình) T0 2T0 Hình Câu Trên mặt phẳng nằm ngang đặt AB đồng chất Người ta nâng lên cách từ từ cách đặt vào đầu B lực F ln có phương vng góc với (lực F AB nằm mặt phẳng thẳng đứng) Hỏi hệ số ma sát mặt ngang có giá trị cực tiểu để dựng lên vị trí thẳng đứng mà đầu khơng bị trượt? -Hết Thí sinh khơng sử dụng tài liệu Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh:……….……… …….…….….….; Số báo danh……………… SỞ GD&ĐT PHÚC (Đáp án cóVĨNH 04 trang) KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÝ (Dành cho học sinh THPT không chuyên) I LƯU Ý CHUNG: - Hướng dẫn chấm trình bày cách giải với ý phải có Khi chấm học sinh làm theo cách khác đủ ý cho điểm tối đa - Điểm tồn tính đến 0,25 khơng làm trịn II ĐÁP ÁN Câu Ý Nội dung Điểm Gia tốc hai vật mặt phẳng nghiêng có giá trị bằng: 1 … …… …………… …… a a g sin 10 sin 30 m /s 0,25 1,25đ 2 Tốc độ hai vật đến chân mặt phẳng nghiêng: v1 a s1 a1 L ,9 m / s …………… ……… …… ………… ……… Thời gian chuyển động mặt phẳng nghiêng hai vật: v2 2a2s2 2a2 L t1 t2 d v1 a1 v2 a2 ,5 m /s 0,25 0,25 ,6 s …………… 0,25 s ………… Q 0,25 Khoảng cách hai vật chuyển động mặt phẳng ngang: Lúc vật đến chân mặt phẳng nghiêng thìPvật cách vật đoạn: 0,75đ 0,25 …………… ………… Kể từ vật xuống đến mặt ngang khoảng cách hai vật giảm dần H×nh theo thời gian theo biểu thức: d t d1 v v t 1, 2 t ………………………… 0,25 d1 v1 t t1 0, 1, m Đến thời điểm t = 0,6 s sau (kể từ vật đến chân mặt nghiêng) vật bắt kịp vật Vị trí hai vật gặp cách chân mặt phẳng nghiêng đoạn bằng: l v2t , m ……………………… 0,25 2,5đ Khi vật trượt mặt cầu vật chịu tác dụng trọng lực P phản lực Q mặt cầu có tổng hợp tạo gia tốc với hai thành phần tiếp tuyến hướng tâm Quá trình chuyển động tn theo bảo tồn năng: mv mgR cos …………… 0,5 mv F ht a P cos a Q …………… 0,5 R Suy ra: …… ……… Q cos mg ……………………… Vật rời bán cầu bắt đầu xảy Q = Lúc đó: gR v cos b cos m Xét vị trí có ; cos suy : m 48 , 0,25 0,25 ……… 0,25 m: < Các thành phần gia tốc: v an 2g cos ………………………… R 0,25 0.25 …… … …… Lực mà bán cầu tác dụng lên sàn bao gồm hai thành phần: áp lực N lực đẩy ngang Fngang: cos N P cÇu Q cos mg cos … … …… …… 0,25 at 1,0đ g sin Bán cầu bắt đầu trượt sàn = 300, lúc vật chưa rời khỏi mặt cầu Thành phần nằm ngang lực vật đẩy bán cầu là: F ngang Q sin cos mg sin …………… ……… 0,25 Ta có: F ms F ngang ………… …… …… …… …………… .N F ngang mg sin cos N mg Thay số: cos cos cos 2 cos sin cos …………… 0,2… …… …… ……… ……………… 0,197 0,25 0,25 0,25 vr V V P 0,5đ Giả sử bỏ qua ma sát Khi vật đến vị trí có góc vật có tốc độ vr so với bán cầu, cịn bán cầu có tốc độ V theo phương ngang Vận tốc vật so với mặt đất là: v v r V Tốc độ theo phương ngang vật: v x v r cos V Hệ bảo toàn động lượng theo phương ngang: vx = V 2V = vr cos m V m v x Bảo toàn năng: mv 2 vr m V mgR cos 2 V vr 2 v r V cos gR 1 sin V 2 gR cos cos Tìm áp lực vật lên mặt bán cầu Để làm điều ta xét HQC phi quán tính gắn với bán cầu Gia tốc bán cầu: Q sin ac m Trong HQC gắn với bán cầu, vật chuyển động tròn chịu tác dụng lực (hình vẽ) Theo định luật II Niutơn ta có: P cos Q mg cos F q sin Q m vr R Q sin m vr R mg cos mv Q sin r / R mg mg cos sin cos sin cos cos sin mg Vật rời bán cầu Q = cos cos 0 = 42,9 …………… …………… cos hay 0,5 Quá trình có P tỷ lệ thuận với T nên trình đẳng tích, thể tích trạng thái vµ lµ b»ng nhau: V1 = V4 Sư dơng ph-ơng trình C-M trạng thái ta có: m P1 V1 R T1 , suy ra: , 3 0 m R T1 …………… ……… P1 0,5 = 4g/mol; R = 8,31 J/(mol.K); T1 = 300K vµ P1 = 2.105 Pa ta Thay số: m = 1g; đ-ợc: V1 V1 , m … ……………… … … Tõ h×nh vÏ ta xác định đ-ợc chu trình gồm đẳng trình sau: đẳng áp; đẳng nhiệt; đẳng áp; đẳng tích Vì vẽ lại chu trình giản đồ P-V (hình a) giản đồ V-T (hình b) nh- sau: (Mỗi hình vẽ cho 0,5đ) 0,25 0,25 0,5 + 0,5 Ghi chú: HS thay 1atm = 105Pa, R=0,082 V4=3,075 l; V2=6,15 l;V3=12,3 l Ký hiệu chiều dài khối lượng l m Do nâng từ từ coi ln cân vị trí Xét hợp với phương ngang góc Các lực tác dụng lên hình Giả sử chiều lực ma sát hình - Phương trình ĐL II Niu-tơn cho khối tâm khối trụ A vật C: PA F m s N T m a T ' PC m a - Phương trình cho chuyển động quay quanh trục đối xứng qua khối tâm G: F m s R T R IG - Khối trụ không trượt dây nên: R a0 a b, Khi xảy lăn có trượt khối trụ Bỏ qua khối lượng ròng rọc ma sát trục ròng rọc nên: T = T’ a, Khối trụ lăn không trượt mặt phẳng nghiêng nên: a R mặt phẳng nghiêng: Từ ta có hệ: (1) (2) (3) (4) Từ (3) T P M M a 5 (a0 / g ) (5 ) T M a0 M (a0 / g ) 10 M 10 ( 9a0 g) (6 ) M ( 10 g) a0 9a0 M 10 g (a0 g ) M a0 a 10 ( 9a0 (1 ) a M R M g M R M g (8 ) (9 ) (1 ) (1 1) (1 ) Mg /5 5R 5 g g M /5 (1 1) a R g a (7) g) 10 g 13 31 M Từ ( ) T Thay T vào Thay a0 , T vào Thay a0 vào (6),(4) suy ra: Fms P s in F m st T M a F R T R I M R m st G 2 P M a T 5 R a0 a g Mg Với 93 (8 ) g ; a0 g 31 Vậy khối trụ A xuống, vật C lên Trang 1 R 11 3 g 26 g 5 g g ; R g 26 a > 0, a0 > khối trụ vật chuyển động chiều dương 62 13 13 R 2 Thay (5),(6) vào (1): Mg Thay a vào Từ (5),(2) Fms I G / R Ta có hệ phương trình: P s in Fm s T M a F R T R I M R M R a ms G 2 T P M a M a 5 10 a0 R 2a F m s F m st N M g lực ma sát có chiều hình vẽ Điều F m s F m sn N Mg Mg 62 kiện: 93 Câu (3,0 điểm): p 1) Đường 2-3 có dạng: =k p0 + TT2: V2=7V0 ; p2=p0 + TT3: p3= kp0 V V0 k= V3=3Vo; V3 = p0 V0 + Theo C-M: T3 = p 3V = nR p 0V nR 64 p V 2) * Cơng chất khí thực có giá trị: A = S(123) = * Tính nhiệt lượng khí thu vào chu trình: + Xét q trình đẳng tích 3-1: Q31 = U = nR i T = nR( p 1V - p 3V nR nR )= 144 p V + Xét trình 1-2: p = aV+b Ta có TT1: 5po = a.3V0 + b Ta có TT2: po = - po V0 V + 8po Vì trinh 1-2: p = - po V0 Thay p = nRT V + 8po (1) vµo ta có: nRT = - po V2 + 8poV V0 + Theo NLTN: Khi thể tích khí biến thiên biến thiên: Q= nR vµ b = 8p0 V0 V po a=- po nR T = -2 V0 V + 8po V V; nhiệt độ biến thiên (2) T nhiệt lượng T + p V (3) + Thay (2) vào (3) ta có: Q = (20po-4 po V) V0 V Q = VI= 5Vo pI = 3po 3Vo V 5Vo Q>0 tức chất khí nhận nhiệt lượng Q12 = Q1I = U1I + A1I = nR (TI-T1) + * hiệu suất chu trình là: H = p1 p I A Q 31 Q I (VI-V1) = = 8p0V0 = 32% Trang Câu (3,5 điểm): 1) Khơng có ma sát thang khơng cân Điều kiện cân là: Tổng hợp lực tác dụng lên thanh: Ba vectơ lực có tổng khơng thể khơng khơng đồng quy khơng cân 2) Tính kmin Fms2 Xét trạng thái giới hạn lực masát nghỉ cực đại N2 B Fms1=k.N1 ; Fms2=k.N2 R P N N Điều kiện cân bằng: P N N Chiếu lên phương nằm ngang thẳng đứng ta có: N2=F1=k.N1 (1) P=N1+Fms2 =N1+k.N2 (2) Chọn trục quay A P l P N tan k N Từ (1) (2) => P D · · C N1 P Fms1 A cos N l sin F ms l cos (3) N k N k (4) Từ (3) (4) ta có: k ( tan ) k (5) Thay góc α=600 giải nghiệm kmin=0,18 3) a) Thang có trượt khơng? Kmin thỏa mãn công thức (5) không phụ thuộc vào trọng lực P nên người đứng khối tâm C ( tức P tăng ) thang khơng bị trượt b) Người đứng D Khi khối tâm hệ người thang trung điểm I AB Điều kiện cân lúc là: N2=F1=k.N1 (6) 2P=N1+Fms2 =N1+k.N2 (7) Phương trình momen là: 2P l cos N l sin F ms l cos (8) Giải phương trình (6) (7) (8) ta có: k tan k Ta thấy k > kmin nên thang bị trượt 4) Tính kmin α=450 Trở lại phương trình (5): k ( tan ) k P N tan k N 2 k , 27 Giải k tan tan đặt x=tanα y=4.kmin ta có hàm số Trang y x sau đạo hàm y’ t = 2S 0,5 0,5 a a) Fms = => a = g/2 = 5m/s2 => t = 0,4s b) Fms = N = mg => a = g (1- )/2 = m/s2 => t = 0,447s Bàn chuyển động NDĐ với gia tốc a sang trái, hệ hai vật có thêm lực quán 0,5 tính Vẽ hình Phương trình định luật II Newton cho hai vật tương ứng: 0,5đ Vật m1: T + m1aqt = m1a1 (1) 0,5 Vật m : P ( m a ) - T = m a (2) 2 2 qt Ý1 với m1 = m2 , aqt = a = 2m/s (1), (2) => a1 = a2 = a = 6,1m/s2 Các lực tác dụng lên AB: Trọng lực P , Lực F lực liên kết lề N 0,5 Đối với trục quay qua A, điều kiên cân là: P l cos F l s in P F Câu cot 01đ 866 N Ngoài ra, hợp lực tác dụng lên vật không: P 5đ 0,5 25 P2 - Fms = (m1 + m2)a => Câu không 12 Lực ma sát ma sát nghỉ Ý1 10 N N T 0.5đ Chiếu lên phương ngang phương thẳng đứng ta có: N x T N N y P N x N 1đ 1322,9 N y α A P Để F có giá trị nhỏ P l Ý2 cos Fm in l Fm in P F vng góc với AB Khi đó: cos 433N F 0,5 B 0,5 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI ĐỀ THI OLYMPIC MÔN VẬT LÝ 10 TRƢỜNG THPT SÓC SƠN Năm học 2017-2018 (Thời gian làm bài: 120 phút) Bài (5 điểm) Chuyển động vật có đồ thị vận tốc - thời gian nhƣ hình vẽ a Tính gia tốc giai đoạn chuyển động b Tìm tốc độ trung bình thời gian mà vật đƣợc vật dừng lại c Vẽ đồ thị tọa độ - thời gian chuyển động hệ trục xOt Biết ban đầu vật xuất phát từ gốc tọa độ O Bài (5 điểm) Cho dụng cụ sau: lực kế, mẩu gỗ, mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng khơng đổi chƣa biết giá trị góc nghiêng Biết độ nghiêng mặt phẳng khơng đủ lớn mẩu gỗ tự trƣợt xuống Bằng dụng cụ trình bày phƣơng án thí nghiệm xác định: a Góc nghiêng mặt phẳng nghiêng b Hệ số ma sát trƣợt mẩu gỗ với mặt phẳng nghiêng Bài (5 điểm) Một sợi dây không dãn có chiều dài m, khối lƣợng khơng đáng kể, đầu giữ cố định điểm I cách mặt đất m, đầu buộc vào viên bi nặng Cho viên bi quay tròn mặt phẳng thẳng đứng, 10 s quay đƣợc 20 vòng Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua lực cản môi trƣờng a Tính tốc độ góc, gia tốc hƣớng tâm viên bi b Giả sử bi đến vị trí thấp dây bị tuột + Tính vận tốc bi chạm đất + Ở thời điểm t = 0,5 s hƣớng véc tơ vận tốc tạo với phƣơng ngang góc bao nhiêu? Bài (5 điểm) Một ngƣời khối lƣợng m1 = 50 kg đứng mũi thuyền dài ℓ = m, khối lƣợng M = 160 kg nằm yên mặt nƣớc yên lặng Bỏ qua lực cản nƣớc Ngƣời vận tốc m/s so với nƣớc từ mũi đến lái thuyền a Tính vận tốc thuyền nƣớc b Khi ngƣời dừng lại thuyền có chuyển động khơng? Ngƣời thứ khối lƣợng m2 = 40 kg đứng lái thuyền Khi hai ngƣời đổi chỗ cho thuyền dịch chuyển đoạn bao nhiêu? Biết hai ngƣời chuyển động với vận tốc v0 = 0,8 m/s thuyền Hết - SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI ĐÁP ÁN ĐỀ THI OLYMPIC MÔN VẬT LÝ 10 TRƢỜNG THPT SÓC SƠN Năm học 2017-2018 (Thời gian làm bài: 120 phút) Bài a Tính gia tốc đoạn: v a v0 t aAB = aBC = m/s2 aCD = -2 m/s2 b Quãng đƣờng đi: SAB = 100 m; SBC = 250 m; SCD = 400 m S = SAB + SBC + SCD = 750 m vTb Bài Bài S 18, 75 (m / s) 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ t c Vẽ đồ thị: A B C D t(s) 10 20 40 x(m) 100 350 -50 -Đoạn AB đoạn thẳng bậc BC phần Parabbol CD phần Parabbol a Vẽ hình, phân tích lực vật kéo lên Viết pt: F1 = Psinα + µPcosα (1) Vẽ hình, phân tích lực vật kéo xuống Viết pt: F2 = Psinα - µPcosα (2) (1) - (2) có F1 - F2 = Psinα (3) Chỉ đƣợc đo F1; F2; P lực kế, Thay số liệu đo đƣợc vào (3) đƣợc góc nghiêng b Biết số đo F1, P góc µ tính đƣợc thay vào (1) (2) tính đƣợc µ Vẽ hình xác định: l = r = m h = m a Tính f = Hz ω = 2πf = 4π rad/s a = ω2 r = 158 m/s2 b.Chỉ đƣợc vận tốc chuyển động ném ngang vận tốc dài chuyển động Tính v0 = ωr = 4π m/s Tính t = 2h 1s g vx = v0 = 4π m/s; vy = gt = 10 m/s 0,5 đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 0,5 đ 1đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ v vx vy 16, 06m / s t’ = 0,5s vy’ = gt’ = m/s tanα = vy → α = 21,70 vx 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ t’ = 0,5 s, hƣớng chuyển động hợp với phƣơng ngang 21,70 Bài Chọn chiều dƣơng chiều chuyển động ngƣời 1 V vận tốc thuyền Bỏ qua lực cản nƣớc Hệ ngƣời thuyền hệ kín a Áp dụng định luật bảo tồn động lƣợng m1 v + MV = (1) → V = - 0,3125m/s Dấu trừ có nghĩa thuyền chuyển động ngƣợc chiều dƣơng b Theo (1) v = → V = Ngƣời dừng lại thuyền không chuyển động Chọn chiều dƣơng chiều chuyển động ngƣời V’ vận tốc thuyền so với nƣớc v1 vận tốc ngƣời so với nƣớc v1 = v0 + V’ v2 vận tốc ngƣời so với nƣớc v2 = - v0 + V’ Áp dụng định luật bảo toàn động lƣợng m1v1 + m2v2 +MV’ = Thay số V’ = - 0,032 m/s Thời gian ngƣời di chuyển t = l/v0 = 4/0,8 = 5s Quãng đƣờng thuyền dịch chuyển s = V.t = 0,16 m 0,5đ 1đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ SỞ GD & ĐT BẮC NINH TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐĂNG ĐẠO KÌ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2018-2019 ĐỀ CHÍNH THỨC Mơn : Vật lý 10 (Thời gian: 150 phút không kể thời gian giao đề ) Câu 1Cho hai vật có khối lượng m1 m2 điểm O, A, B thẳng hàng A, B nằm phía so với O Đặt m1 cố định O Lần lượt đặt m2 A B lực hấp dẫn có độ lớn là: 144.10-6(N) 36.10-6(N) Tìm lực hấp dẫn hai vật nếu: a) Đặt m2 M trung điểm AB b) Đặt m2 C biết ΔABC = 450 so với mặt phẳng nằm Câu2Một vật có khối lượng 1kg trượt mặt phẳngnghiêngmột góc ngang Hệ số ma sát vật mặt nghiêng F = 0,2 Lấy g = 10 m/s2.Phải tác dụng lên vật lực có phương song song với mặt phẳng nghiêng để vật trượt lên mặt phẳng nghiêng Xác định giá trị lực F Câu 3Một viên đạn bay theo phương thẳng đứng với vận tốc v = 100(m/s) nổ thành mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc v1 = 200(m/s) Tìm hướng vận tốc mảnh thứ 2? Câu4Một người đứng A cách đường quốc lộ BC đoạn d = 40 m, nhìn thấy xe buýt B cách a = 200 m , chạy phía C với vận tốc v= 36 km/h Hỏi muốn gặp xe buýt người phải chạy với vận tốc nhỏ theo hướng ? Với vận tốc , người gặp xe sau ? Câu 5Từ đỉnh mặt bán cầu truyền cho vật m vận tốc ban đầu v0 = 2(m/s) theo phương ngang Biết bán kính mặt cầu R = 1(m) Bỏ qua ma sát.Ở vị trí bán kính hợp với phương thẳng đứng góc α vật bắt đầu bay khỏi mặt cầu Tìm α vận tốc vật đó? Câu6Một vật khối lượng m = 0,1 kg quay mặt phẳng thẳng đứng nhờ dây treo có chiều dài = 1m , trục quay cách sàn H = m Khi vật qua vị trí thấp nhất, dây treo đứt vật rơi xuống sàn vị trí cách điểm đứt L = m theo phương ngang Tìm lực căng dây dây đứt Lấy g = 10 m/s2 Câu 7Một cầu nhỏ nằm chân nêm AOBvuông cân, cố định, cạnh OA= a = Cần truyền cho cầu vận tốc v0 bằngbao nhiêu hướng dọc mặt nêm để cầu (m)(hình vẽ) O rơi điểm B nêm Bỏ qua masát v0 X A -Hết - B ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2018 – 2019 MÔN: Vật lý lớp 10- Thời gian làm bài: 150 phút NỘI DUNG Bài + Câu + F1 G F2 G m 1m OA m 1m OB 4 6 suy OB = 2.OA a) OM = (OA + OB)/2 =1,5.OA FM = 4F1/9 = 64.10-6(N) b) ΔABC OC = OA FC = F1/3 = 48.10-6(N) + Biểu diễn lực tác dụng lên vật + PT chuyển động vật: P N F m s F (1) Câu Chiếu (1) lên hướng chuyển động: F + Mặt khác : Fms = F P (s in N cos với ) N P s in Fm s F Fm s P s in (2) thay vào (2) ta đc: P cos 2(N ) + Khi đạn nổ Fn>> Fng Động lượng bảo toàn: + Áp dụng bảo toàn động lượng: p p p + p 0 m ( k g m / s ) p1 Câu 0 m ( k g m / s ) + vẽ giản đồ véc tơ + tìm p2 100 v2 m 200 45 2( m / s ) + Kí hiệu người vật 1, xe buýt vật 2, mặt đất vật ; A B vị trí ban đầu người xe + Gọi D vị trí người gặp xe buýt , véc tơ vận tốc v phải hướng từ A đến D v 23 C Câu A v1 D + Theo công thức cộng vận tốc : v1 v1 H v1 B v 23 + Muốn cho độ lớn vector v ( vận tốc chạy cuả người )là nhỏ vector phải vng góc với AB, nghĩa phải có AB ┴ AD + Xét hai tam giác đồng dạng , ta có v1 d v 23 a Với v1 v1 v1 v d a 36 km / h 2m / s 10m / s 7, km / h ; d = 40 m ; a = 200 m ta tìm v1 + Người phải chạy theo hướng làm với đường ơtơ BC góc α với : cos α = d 0, 1, a + Thời gian người gặp xe : BD d (c o t g tg ) 204 t 20, s v 23 v 23 10 + Khi vật rời mặt cầu N = Áp dụng định luật II Niu tơn theo phương bán kính: P.cosα = m.v2/R mv2 = m.g.R.cosα + Chọn gốc mặt ngang + Do Fms = 0, Áp dụng BTCN Câu 2 m v m g R m g R co s 2 m v m v cos m g R , m g R c o s ,8 v 2( m / s ) +Vẽ hình biểu diễn lực tác dụng lên vật ,chọn hệ xOy +Phương trình toạ độ vật chuyển động ném ngang: x gt , suy thời gian chuyển động: 2(H t Câu v0t; y l) g s ,suy ra: L v0 t x s Vị trí đứt: T P ma T v0 m (g ) O T m P 9N A L + vật lên đến đỉnh O có vận tốc v + Chọn Oxy hình vẽ: + theo Ox: x = v.cos450.t + theo Oy: y 2 Khi v s i n t vật Câu y đến x t y B: t v v v0 10 2 v + Áp dụng BTCN 2 m v X A m v mg a B v0 2( m / s ) Học sinh làm theo cách khác, cho điểm tương đương ... vật: v2 2a2s2 2a2 L t1 t2 d v1 a1 v2 a2 ,5 m /s 0 ,25 0 ,25 ,6 s …………… 0 ,25 s ………… Q 0 ,25 Khoảng cách hai vật chuyển động mặt phẳng ngang: Lúc vật đến chân mặt phẳng nghiêng thìPvật cách vật. .. F =20 N giả sử m2 trượt m1 áp dụng định luật II Niu tơn cho vật: F Câu 5đ a2 m2 ? ?2 a1 F m st 0,5 F m st m1 Khi a1 a2 F 10 10 0,5 F 12, 5 N 20 F a2 m2 Với F =20 N thỏa mãn đk nên ta có: a1 F m st 20 ... p1=5atm; V2 ; p2 P (2) P2 (1) P1 O V2 V1 Hết - V Câu 1: at x1 x x x v t1 v0t2 x (2) v0t3 (1 ) (3) x (2) (5 ) x a (3) x1 v (t x v0t 2x x 2x 3 x (4) (2) at x (1 ) 2 at 2 t1 )