Nờm cú khối lượng M, gúc giữa mặt nờm và phương ngang là.. Cần phải kộo dõy theo phương ngang một lực là bao nhiêu F để vật có khối lượng m chuyển động lờn trờn theo mặt nờm?. Cõu 2
Trang 1TRẠI Hẩ HÙNG VƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYấN HOÀNG VĂN THỤ
TỈNH HềA BèNH
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MễN VẬT Lí KHỐI 10
NĂM 2015 Thời gian làm bài 180 phỳt
( Đề này gồm cú 2 trang, gồm 5 cõu)
Cõu 1 ( Động lực học chất điểm ) 4 điểm
Cho cơ hệ như hỡnh vẽ Nờm cú khối lượng M,
gúc giữa mặt nờm và phương ngang là Cần phải
kộo dõy theo phương ngang một lực là bao nhiêu F
để vật có khối lượng m chuyển động lờn trờn theo mặt
nờm? Tỡm gia tốc của m đối với mặt đất? Bỏ qua mọi
ma sỏt, khối lượng dõy nối và rũng rọc
Cõu 2 ( Cỏc định luật bảo toàn) 4 điểm
Trờn mặt phẳng nhẵn nằm ngang cú 4 quả cầu
A,B,C,D kớch thước như nhau, khối lượng đều bằng
m=150g nằm tại 4 đỉnh của một hỡnh thang cõn Giữa
chỳng được nối với nhau bằng 3 sợi dõy mảnh khụng
gión, khối lượng khụng đỏng kể 1,2,3 Ban đầu 3 sợi
dõy đều thẳng như hỡnh vẽ Biết 0 Dựng
120
B C
một xung lực I=4,2 N.s tỏc dụng vào quả cầu A theo
phương BA làm 4 quả cầu chuyển động Tớnh vận tốc
thu được của quả cầu C
Bài 3 (Cơ vật rắn) 4 điểm : Nờm cố định, bỏ qua ma
sỏt ở cỏc rũng rọc, khối lượng dõy và rũng rọc Biết
B là vật hỡnh trụ cú bỏn kớnh trong r, bỏn kớnh ngoài
R, cú mụ men quỏn tớnh đối với trục qua tõm là I,
khối lượng M Biết hỡnh trụ lăn khụng trượt Tỡm gia
tốc của cỏc vật m1, m2 và gia tốc gúc của khối trụ
D
C B
A
I
120 0
120 0
2
m 1
M
m 1
A B
Trang 2Câu 4 (Nhiệt học) 4 điểm: Hệ xi lanh và pít tông có
khối lượng M, xi lanh dài 2L, đặt nằm ngang trên sàn
Pít tông tiết diện S được nối với tường bằng một lò xo
có độ cứng k Ban đầu pít tông nằm giữa xi lanh, chứa
khí ở áp suất po Hỏi phải tăng nhiệt độ lên bao nhiêu
để thể tích khí tăng lên gấp đôi Hệ số ma sát giữa xi
lanh và sàn là Ban đầu lò xo bị nén Cho áp suất
khí quyển là pA
Câu 5 : (Tĩnh điện: 4 điểm)
Một tụ điện phẳng gồm hai bản cực là 2 tấm kim loại hình
vuông, mỗi cạnh dài ℓ, đặt cách nhau một khoảng d Một
tấm điện môi kích thước ℓ x ℓ x d có thể trượt dễ dàng
trong khoảng giữa hai tấm kim loại Tấm điện môi được đưa vào tụ một đoạn x0 và
được giữ ở đó Tụ được tích điện đến hiệu điện thế U
Hãy xác định lực điện tác dụng vào tấm điện môi khi tấm điện môi đi sâu vào trong tụ
một đoạn x trong các trường hợp:
a) Tụ vẫn nối với nguồn
b) Tụ ngắt khỏi nguồn
Hết
Người kiểm định Người ra đề
p0 ;
T0
x
Hình 1
Trang 3ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Gọi gia tốc của nêm và vật đối với mặt đất lần lượt là là và a 1
2
a
Phương trình động lực học cho m:
FP2 N m a2
chiếu lên ox: Fcos Nsin ma 2 x ( 1 )
chiếu lên oy: Fsin Nsin mg ma 2 y ( 2 )
0,5đ
Nêm chịu tác dụng của P1,N1, hai lực và đè lên ròng rọc và
F
'
F
lực nén có độ lớn bằng N.N '
Phương trình chuyển động của M:
1 1
1 N N' F F' M a
Chiếu lên ox: Nsin FFcos Ma1 ( 3 )
0,5đ
Gọi là gia tốc của m đối với nêm M.a 21 Theo công thức cộng gia tốc: a2 a21a1 (4) Chiếu (4) lên 0x: a2x a1a21cos
0y: a2y a21sin
Từ đó suy ra: a2y (a2x a1) tan ( 5 )
0,5đ
Câu1
(4đ)
Từ (1), (2), (3) và(5) suy ra:
2 sin
cos sin )
cos 1 (
m M
mg F
0,5đ
Trang 4
) sin (
cos sin )
cos sin
(
2
2
m M m
Mmg M
m F
a x
) sin (
tan cos sin ) (
) cos 1 ( cos
2
m M m
m M mg m
M F
a y
Để m dịch chuyển lên trên nêm thì:
) ( 0
) ( 0 2
II N
I
a y
Giải (I): a 2 y 0
cos M m mg M m
F
( 7 )
) cos 1 (
sin ) (
m M
m M mg F
0,5đ
Giải (II):Thay (6) vào (3) rút ra N và từ điều kiện N > 0 ta
suy ra: ( 8 )
sin ) cos 1 (
cos
F
0,5đ
Từ (7) và (8) ta suy ra để m leo lên được mặt nêm M thì lực F phải thoả mãn điều kiện
sin ) cos 1 (
cos )
cos 1 (
sin ) (
F m
M
m M mg
0,5đ
Lúc đó gia tốc của nêm đối với mặt đất là a1ở (6) Gia tốc của vật đối với mặt đất sẽ là :
y
x a a
0,5đ
Câu 2
4đ Trên ba tác dụng vào hai quả cầu sợi dây có sức căng
ở hai đầu dây Gọi độ lớn xung lượng trên các dây
là I1; I2;I3 Gọi vận tốc
0,5đ
D
C B
A
I
120 0
120 0
2
I 1
I 2
I 3
Trang 5của quả cầu D theo hướng
DC là v vậy I3=mv Vì dây không giãn nên vận tốc quả cầu C
theo hướng DC cũng là v
+Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu C và D theo
2mvI cos 60 I 4mv
0,5đ
+ Gọi vBC là vận tốc quả cầu C theo phương BC Áp dụng biến
thiên động lượng cho quả cầu C theo hướng BC ta có
0
0,5đ
Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu B và C theo
1
15
BC
0,5đ
+ Gọi vB là vận tốc quả cầu B theo phương AB Áp dụng biến
thiên động lượng cho quả cầu B theo hướng BA ta có
0
0,5đ
+ Áp dụng biến thiên động lượng cho hệ hai quả cầu Avà B theo
4, 2
28 28.0,15
B
I
m
0,5đ
+ Bây giờ ta tìm phương và độ lớn vận tốc quả cầu C Vì quả cầu
C chịu tác dụng của I3 và I2 Bằng cách áp dụng định lý co sin
cho ta giác dễ dàng tìm được
2 3 2 2 3 cos120 13
C
0,5đ
Goi là góc giữa phương CB và phương của vận tốc quả cầu ta
có
0
0 3
0
2 3
cos120 7
I
0,5đ
Trang 6Phân tích lực và hình vẽ
Giải: Chọn hệ quy chiếu đất, Các lực tác dụng vào hình trụ là ,
, Vật 1 có , Vật 2 có với T1=T2=T
, , ms, 2
P N F T
1 , 1
P T
2 , 2
P T
a) Giả sử trụ lăn lên trên: Chọn chiều dương như hình vẽ
Gọi aA là gia tốc của ròng rọc A với đất,
a1,a2lần lượt là gia tốc của vật 1 và vật 2 với đất
0,25đ
m1g - T = m1a1 (1)
m2g – T = m2a2 (2)
0,5đ
+ Với hình trụ trên mặt phẳng nghiêng, gọi K là tiếp điểm của hình trụ và mặt phẳng nghiêng Đối với trục quay qua K ta có
(3) với Ik = I + MR2
(4) 2
2 (T R r ) MgRsin (I MR )
0.5đ
Gọi B là điểm tiếp xúc với hình trụ của dây Ta có aA = aB
(5)
Giải hệ:
Lây (1)-(2) ta có g(m1-m2)=m1a1-m2a2 (5) Lấy (1) +(2) ta có 2T= (m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6)
0,25đ
Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có
(7)
sin
Từ (5) và (7) ta có:
0,5đ
Câu 3
4đ
2
2
sin
m MgR
I MR
a
I MR
R r
0,5đ
M
m 1
+
+
2T
Trang 71
sin
m MgR
I MR
a
I MR
R r
0,5đ
1 2 1 2
2
sin
MgR
R r
R r
0,5đ
Ban đầu lò xo nén được ,l0 Pít tông cân bằng p oS = pA.S + k∆lo 0 (p o p S A)
l
k
0,5đ
Trường hợp 1: khi lực ma sát lớn thì Xi lanh đứng yên
Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí ở hai trạng thái trên ta có:
1
1
2
o
1 2
o
p T T
p
0,5đ
Phương trình cân bằng lực cho pít tông ở vị trí sau
p1S = pA.S + k(∆lo + L) p1 p A k ( l o L) (2)
S
0,5đ
Thay (2) vào (1) ta có 0
2
A
0,5đ
Trường hợp 2: Khi pít tông nén đoạn ( l0 x) thì đứng yên còn xi lanh bắt đầu trượt trên sàn cho đến khi thể tích là 2V 0
Ta có k( l0 x) Mg (3)
0,5đ
Áp dụng phương trình trạng thái cho lượng khí trong xinh lanh ở hai trạng thái trên là 2 (4)
2
2
o
2 2
o
p T T
p
0,5đ
Câu 4
(4đ)
Phương trình cân bằng lực cho pít tông ở vị trí sau
p2S = pA.S + k(∆lo + x) p2 p A k( l o x) (5)
S
0,5đ
Trang 8thay (3) vào p 2 p A Mg thay p2 vào (4) ta có
S
0
2 0
2
Lưu ý học sinh thường hay làm trường hợp 1 mà quên trường hợp 2
0,5đ
- Điện dung bộ tụ: C1 0 .x ; =>
d
C2 0 .( x)
d
d
0,5đ
a) Tụ vẫn nối với nguồn: U không đổi Khi tấm điện môi dịch chuyển chậm: F Lucdien F Lucngoai
=>
=> dALucdien dAnguon dWC (1)
Lucdien dien
0,5đ
d
Thay vào (1) => Fdien 1 0 ( 1)U2
0,5đ
0,5đ
b) Tụ tách khỏi nguồn: Điện tích tụ không đổi => 02
C
Q 1 W
2 C
Anguon=0
0,5đ
0,5đ
Câu 5
(4đ)
Thay vào (1) ta được: 20
Q 1
=>
2
2
( 1)x 1
0,5đ
0,5đ Người kiểm định Người ra đề