SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH HẬU GIANGTRƯỜNG : THPT CHUYÊN VỊ THANH KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 - 4 LẦN THỨ XVI ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ; KHỐI: 10 ĐỀ THI Lưu ý quan trọng: phần nội d
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH HẬU GIANG
TRƯỜNG : THPT CHUYÊN VỊ THANH
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 30 - 4 LẦN THỨ XVI
ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: VẬT LÝ; KHỐI: 10
ĐỀ THI
(Lưu ý quan trọng: phần nội dung không để trong Texbox)
CÂU HỎI 1: (5,0 điểm)
Thả một hòn bi lăn nhanh dần đều từ đỉnh của dốc AB dài 1,8 m Xuống hết dốc hòn bi tiếp tục lăn chậm dần đều trên đoạn đường nằm ngang và dừng lại tại điểm C cách
B 1,8 m Biết rằng sau khi lăn qua B được 4 s, hòn bi đến điểm D với vận tốc 0,2 m/s Tìm đoạn đường BD và khoảng thời gian bi bắt đầu lăn từ A cho đến khi dừng lại
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 1:
Gọi a1, t1 là gia tốc và thời gian bi chuyển động trên AB; a2, t2 là gia tốc và thời gian bi chuyển động trên BC
Xét đoạn AB:
1,8 = 1 2
1
a t
3,6
t =
Xét đoạn BD:
<=> 0,2 = 3,6a + 4a1 2 (1) (0,5 điểm)
Xét đoạn BC:
v - v = 2a BC hay - 3,6a12= 3,6a2 => a2 = - a1 (2) (0,5 điểm)
Từ (1) và (2) ta có phương trình: 16a - 2a + 0,04 = 012 1 (0,25 điểm)
Ta được hai nghiệm: a1 = 0,1 m/s2 và a1 = 0,025 m/s2 (0,25 điểm)
Suy ra a2 = - 0,1 m/s2 và a2 = - 0,025 m/s2 (0,25 điểm)
+ Với a1 = 0,1 m/s2:
t2 = 0 - 0,6
t1 = 0,6 - 0
Thời gian tổng cộng: t = 12s (0,25 điểm)
v - v = 2a BD => BD = 1,6 m (0,25 điểm)
Số phách
Số phách
Trang 2+ Với a1 = 0,025 m/s2:
Trang 3CÂU HỎI 2: (5,0 điểm)
Hai vật A và B có khối lượng m1 = 250 g
và m2 = 500 g được nối với nhau bằng một sợi
dây mảnh vắt qua một ròng rọc có khối lượng
không đáng kể Vật B được đặt trên một xe lăn C
có khối lượng m3 = 500g trên mặt bàn nằm ngang
Hệ số ma sát giữa B và C là k1 = 0,2; giữa xe và
mặt bàn là k2 = 0,02 Bỏ qua ma sát ở ròng rọc
Ban đầu vật A được giữ đứng yên, sau đó buông
tay cho hệ 3 vật chuyển động
1) Tìm gia tốc của các vật và lực căng của sợi dây
2) Tìm vận tốc của B so với C ở thời điểm 0,1 s sau khi buông tay và độ dời của vật B trên xe C trong thời gian đó Lấy g = 10m/s2
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 2:
Hình vẽ (có phân tích lực) (0,5 điểm)
Gọi a1,a2,a3lần lượt là các véctơ gia tốc của xe A, B, C đối với bàn
Khi buông tay cho hệ chuyển động thì giữa B và C xuất hiện lực ma sát trượt đóng vai trò là lực phát động đối với xe C
Áp dụng địnhluật II cho xe C:
FBC – k2N3 = m3a3 (1) (0,25 điểm)
a3 = 1,6 m/s2 (0,5 điểm)
3
a cùng hướng với FBC
Đối với vật B: Áp dụng định luật II:
T – k1N2 = m2a2 (0,25 điểm)
Hay T - 1 = 0,5a2 (2) (0,25 điểm)
Đối với vật A: Áp dụng định luật II:
vì a1 = a2 nên: 2,5 – T = 0,25a2 (3) (0,5 điểm)
(2) và (3) a1 = a2 = 2m/s2 Và T = 2N (0,5 điểm)
Gia tốc của xe B đối với xe C là :
C
A
B
B
B
m 2
m 1
m 3
C
A
B
Trang 4BC 2 3
a a a aBC = a2 – a3 = 0,4 m/s2 (0,5 điểm)
Sau khi buông tay 0,1 s vận tốc của xe B đối với xe C là :
Độ dời của xe B trên xe C là :
s =
2 BC
a t
Trang 5CÂU HỎI 3: (5,0 điểm)
Một khối hộp khối lượng m = 20 kg có tiết diện thẳng là hình
bình hành ABCD (đường chéo BD = AD
2 ) được đặt trên mặt sàn nằm ngang, mặt AD nghiêng góc α = 30o so với mặt sàn
và tì lên một giá đỡ E tại M ở chính giữa AD (hình vẽ)
1) Tìm lực ép của khối hộp lên giá đỡ
2) Đặt vào cạnh A của khối hộp một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới Tìm độ lớn tối thiểu của F để có thể nâng khối hộp khỏi sàn Tìm lực ma sát giữ cho khối hộp không bị trượt so với giá đỡ khi nó bị nâng khỏi sàn Lấy g = 10 m/s2
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 3:
1)
Vì BD = AD/2 và α = 30o nên tam giác BDC vuông tại D (0,5 điểm)
Khi CD còn tiếp xúc với sàn thì đường thẳng đứng qua trọng tâm G của khối hộp còn rơi vào trong mặt chân đế, khối hộp còn ở trong trạng thái cân bằng, khi đó phản lực vuông góc của sàn cân bằng với trọng lực của khối hộp Lúc này, lực ép lên giá đỡ bằng
2)
Khi tác dụng lực F nâng khối hộp, kể từ lúc mặt CD tách khỏi sàn, khối hộp chịu tác dụng của các lực: trọng lực P, phản lực Q của giá đỡ, lực ma sát Fms của giá đỡ, lực tác dụng F Chiếu phương trình cân bằng lực lên phương thẳng đứng và phương ngang:
Qsin60o + Fms.sin30o – F – P = 0 (1) (0,5 điểm)
Qcos60o - Fmscos30o = 0 (2) (0,5 điểm)
Phương trình cân bằng mômen đối với trục quay qua M:
với d1và d2 là cánh tay đòn của F và P
Vì MA = MD nên d1 = d2 , suy ra F = P = 200 N (0,5 điểm)
Thay Fms = Q vào (2) ta được = 1/ 3 0,58 (0,5 điểm)
Và lực ma sát giữ cho khối hộp không trượt: Fms = Q = 200 N (0,5 điểm)
C D
M
G
Trang 6CÂU HỎI 4: (5,0 điểm)
Một con tàu vũ trụ có khối lượng m = 1000 kg bay theo quỹ đạo tròn quanh Trái Đất ở độ cao (so với mặt đất) h1 = 5,6.106 m Động cơ của con tàu cần sinh công bằng bao nhiêu để từ quỹ đạo này:
1) Đưa nó lên quỹ đạo có độ cao h2 = 9,6.106 m
2) Đưa nó thoát khỏi sức hút Trái Đất; coi Trái Đất là hình cầu có bán kính Rđ = 6,4.106
m và khối lượng M = 6.1024 kg Cho hằng số hấp dẫn G = 7.10-11 Nm2/kg2
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 4:
Kí hiệu v là vận tốc con tàu trên quỹ đạo tròn, áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:
2 2
R R R , (với R = Rđ + h) (1,0 điểm)
Cơ năng của tàu vũ trụ: W = Wđ + Wt
2
d
- = - = -
2 R 2R 2(R + h) (1) (1,0 điểm) 1) Công cần thiết để đưa con tàu từ độ cao h1 lên độ cao h2 là:
A1 = W2 – W1 =
(2) (1,0 điểm)
Thay số ta được A1 = 4,4.109 J (1,0 điểm)
2) Cho h2 = trong (2) ta tính được công cần thiết để đưa con tàu thoát khỏi sức hút của Trái Đất:
GMm
= 1,75.10 J 2(R + h ) (1,0 điểm)
Trang 7CÂU HỎI 5: (5,0 điểm)
Hai bình có thể tích V1 = 8 lít, V2 = 2 lít thông nhau bằng một ống có khóa K Ban đầu K đóng, bình 1 chứa khí ở áp suất po = 9.104 Pa và nhiệt độ To = 300 K, còn bình 2 là chân không Biết khóa K chỉ mở nếu độ chênh lệch áp suất p pm = 105 Pa Người ta nung nóng đều hai bình từ To lên T = 500 K
1) Tới nhiệt độ nào thì K bắt đầu mở?
2) Tìm áp suất cuối cùng trong mỗi bình
Coi thể tích hai bình không thay đổi
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 5:
1) Khóa K bắt đầu mở khi nhiệt độ là Tm và áp suất p1 có giá trị:
p1 = p = pm = 105 Pa (0,25 điểm)
Vì là quá trình đẳng tích nên m 0
p p =
0
p T
T =
2) Sau khi mở K, áp suất bình 1 giảm và khóa K đóng lại (0,25 điểm)
Khi nung nóng, áp suất bình 2 tăng nhanh hơn bình 1 (0,5 điểm)
Đến khi p = p1 – p2 = pm thì K lại mở (0,25 điểm)
Xét T = 500 K, độ chênh lệch áp suất hai bình khi đó lớn nhất bằng p = 105 Pa
Gọi n1, n2 là số phân tử hai bình ở nhiệt độ T Số phân tử của bình 1 lúc đầu:
n = n1 + n2 (2) (0,25 điểm)
Áp dụng phương trình trạng thái cho bình 1:
p0V1 = nRT0 (3) (0,5 điểm)
(p2 + p)V1 = n1RT (4) (0,5 điểm)
2
V p T - ΔpTpT
p =
V + V T 4.104 Pa (1,0 điểm)
Trang 8CÂU HỎI 6: (5,0 điểm)
Một lượng khí lý tưởng lưỡng nguyên tử ở áp suất p1, thể tích V1 và nhiệt độ T1 Cho khí giãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch đến thể tích V2 Sau đó được làm nóng đẳng tích đến nhiệt độ ban đầu T1 rồi lại giãn đoạn nhiệt thuận nghịch đến thể tích V3
1) Biểu diễn định tính các quá trình biến đổi trạng thái khí bằng đồ thị trong hệ p-V 2) Tính công A mà khí sinh ra trong 3 quá trình trên theo P1, V1, V2, V3
3) Nếu V1 và V3 cho trước, với giá trị nào của V2 thì công A cực đại
ĐÁP ÁN CÂU HỎI 6:
1) Biểu diễn định tính các quá trình biến đổi trạng thái khí bằng đồ thị trong hệ P-V
2) Tính công A mà khí sinh ra trong 3 quá trình trên theo P1, V1, V2, V3
A1: công khí sinh ra trong quá trình đoạn nhiệt 1-2
A2 = 0 (đẳng tích)
A3: công khí sinh ra trong quá trình đoạn nhiệt 2’-3
Xét đoạn 1-2
1
2 2
1 2
2 1 1
P
P V
V V
P V
(0,25 điểm)
Trang 91 1
2
1 2
1 1
2 1
2 2 2
2 2 1
1 1
.
.
T V
V T
T V
V P
P T T
V P T
V P
Vì đoạn nhiệt Q = 0
1 1
1
1 2 1
RT V
P
T T C U
(0,25 điểm)
1
C C
R C C
C
V V
V V
P
Thay vào
1
2
1 1
1
V RT
1
2
1 1
1
1
V V
P
Tương tự:
1
3
2 2
/ 2
1
V V
P
Vì T1 = T’2 nên P1V1 = P’2V2 ; (0,25 điểm)
1
3
2 1
1
1
V V
P
điểm)
Amax thì ymin Theo bất đẳng thức Côsi:
3 1
2 V V
V
(0,5 điểm)
1
3 2 1
2 1 1
1 2 1
V V
V V
p A
1
3 2 1
2 1
V
V V
V y
1
3
2 2 1 1
3 2 1
2
V
V V
V V
V V
V
