Tìm tốc độ của xe nếu người đó: a.. Câu 3: 1 điểm Một ôtô khối lượng 1 tấn chuyển động trên đường nằm ngang.. Tính công suất trung bình của động cơ ôtô?. Biết xe chạy từ trạng thái ngh
Trang 1SỞ GD & ĐT THANH HÓA
TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH I ĐỀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÔN TẬP ĐỢT IINĂM HỌC 2009-2010
Môn : Vật lý 10 Ban KHTN
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian phát đề)
Đề gồm 1 trang
Câu 1: ( 1,5 điểm)
Thanh AB đồng chất tiết diện đều chiều dài l, Hệ đang cân bằng α = 450, Đầu B gắn với
tường nhờ một bản lề (hình vẽ 1) Vật m có trọng lượng P = 100N Xác định các lực tác
dụng lên thanh trong hai trường hợp:
a Thanh AB có khối lượng không đáng kể
b Thanh AB có trọng lượng P1 = 20N
Câu 2: ( 2 điểm)
1 Một người có khối lượng m1 = 50kg đang đứng trên một toa xe khối lượng m2 = 250kg
đang chuyển động trên ray với tốc độ 1,5m/s Tìm tốc độ của xe nếu người đó:
a Nhảy ra sau xe với tốc độ 3m/s đối với xe?
b Nhảy ra trước xe với tốc độ 3m/s đối với xe?
c Nhảy ra xe với vận tốc v'urđối với xe, v'ur
= 3m/s và v'urvuông góc với thành xe?
2 Một viên đạn pháo đang ngang với tốc độ 53,33m/s 160
3
≈ m/s thì nổ, vỡ thành hai mảnh có khối lượng
m1 ;m2 (m2 = 2m1) Mảnh 1 bay lên theo phương thẳng đứng với tốc độ v1 = 120m/s Tìm hướng và độ lớn vận tốc mảnh 2?
Câu 3: ( 1 điểm)
Một ôtô khối lượng 1 tấn chuyển động trên đường nằm ngang g = 10m/s2
a Biết rằng trên đoạn đường dài s = 500m với hệ số ma sát μ = 0,005 vận tốc của xe tăng đều từ v1 = 7,5m/s đến v2 =10m/s Tính công suất trung bình của động cơ ôtô?
b Biết xe chạy từ trạng thái nghỉ với lực phát động lớn nhất của động cơ ôtô là Fmax = 1000N Bỏ qua mọi ma sát Tính thời gian tối thiểu để xe đạt tới tốc độ v = 3m/s Biết công
suất cực đại của động cơ ôtô là Pmax = 4kW
Câu 4: (2 điểm)
Một vật nhỏ có khối lượng m1 = 0,1kg, bắt đầu trượt không vận tốc ban đầu từ
điểm A (hình vẽ 2) có độ cao h = 8,75cm rồi tiếp tục chuyển động trên vòng xiếc
bán kính R = 5cm Lấy g = 10m/s2
1 Vật chuyển động không ma sát:
a Tìm tốc độ của vật tại B và vị trí vật rời vòng xiếc?
b Tại B đặt một vật m2 = 1,5m1 cùng kích thước với vật 1 Tìm điều kiện của h
để vật m2 vượt qua hết vòng xiếc? Va chạm của hai vật là tuyệt đối đàn hồi
2 Vật chuyển động có ma sát nên khi α = 900 thì vật dừng lại, biết h = 8,75cm
Tìm công của lực ma sát tác dụng lên vật trong quá trình chuyển động trên của
vật?
Câu 5: (1,5 điểm)
Một dòng chất khí chuyển động qua ống Venturi (hình vẽ 3) Tốc độ chất khí qua ống
A là vA = 0,9m/s Biết các tiết diện SA = 0,3m2 ; SB = 0,1m2; khối lượng riêng của chất
khí là ρ = 1,5kg/m3 ; của chất lỏng trong ống chữ U là ρ’ = 1000kg/m3
a Tìm tốc độ và lưu lượng của dòng chất khí trong ống B?
b Tìm độ chênh lệch mực chất lỏng h giữa hai cột chất lỏng trong ống chữ U? Lấy
Câu 6: (2 điểm)
Một lượng khí Hêli (μ = 4) có khối lượng m = 1g ở nhiệt độ t1 = 1270C thể tích V1 = 4l biến đổi trạng thái
qua hai giai đoạn:
- Đẳng nhiệt, thể tích tăng gấp 2 lần
- Đẳng áp, thể tích trở lại giá trị ban đầu
a Tìm nhiệt độ và áp suất thấp nhất trong quá trình biến đổi?
b Vẽ Đồ thị biểu diễn các quá trình biến đổi trong các hệ trục tọc độ (p, V); (V,T); (p, T)?
HẾT
-Chú ý: Thí sinh không được sử dụng tài liệu, giám thị xem thi không giải thích gì thêm
A α
B
C
m
Hình vẽ 1
h
A
B
SA SB
Hình vẽ 3
m1
Hình vẽ 2
O
B
A
α
Trang 2ĐÁP ÁN KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG ÔN TẬP ĐỢT II
Năm học 2009-2010
Môn : Vật lý 10 Ban KHTN
m
1.a Chọn hệ trục toạ độ Oxy và biểu diễn các lực tác dụng lên
thanh (như hình vẽ):
- Lực kéo của vật m: Pur
- Lực căng dây CA: Tur
- Phản lực của tường: Nur
Do thanh cân bằng, ta có: Nur+ Tur+ Pur = 0 chiếu lên hệ trục
toạ độ:
Ox: N.sinα – T = 0 (1)
Oy: N.cosα – P = 0 (2)
0,25
(2) ⇒N = P
cosα = 100 2 (N) (1) ⇒T = N.sinα = 100(N)
0,25
1.b Phản lực của tường tác dụng lên thanh (như hình vẽ):
- Theo điều kiện cân bằng mômen:
MP/B + MT/B + MN/B + MP /B1 = 0
⇔- P AC + T BC - P1.AB
2 .sinα = 0
⇔ - P l.sinα + T.lcosα - P1
2
l
.sinα = 0
Do α = 450 nên: - P + T - P1
2 = 0
⇒ T = P + P1
2 = 110 (N)
0,25
- Theo điều kiện cân bằng lực: Nur+ Tur+ Pur+ Pur1
= 0 ; Chiếu lên trục toạ độ:
Ox: Nx - T = 0 (3) ⇒Nx = T = 110N
Oy: Ny - P – P1 = 0 (4) ⇒Ny = P + P1 = 120N
0,25
tanβ = x
y
N
N =
11
2.1.a Chọn trục toạ độ Ox cùng hướng chuyển động của toa xe:
Hệ người và toa xe trong thời gian người nhảy là hệ kín:
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
(m + m )v = m v' + m v'
Theo công thức cộng vận tốc:
13 12 23
v' = v + v'
0,25
23
(m + m )v - m v v' =
(m + m )
0,25
- Người nhảy ra sau xe: 23
300.1,5 - 50.(-3)
300
0,25
A
β B
C
m
T ur
P
u r N
ur
x O y
ur
Ny
ur
1
P
ur G
M
(2) (3)
(+)
23
v
A
α
B
C
m
T u r
P
u r N
ur
x O y
Trang 32.1.b - Người nhảy ra trước xe: v' = 23 300.1,5 - 50.(3) = 1 (m/s)
300
0,25
2.1.c - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ người và toa xe theo phương
Ox: (m + m )v = m v' + m v'1 2 23x 1 13x 2 23x
0,25
Theo công thức cộng vận tốc:
13 12 23
v' = v + v' chiếu lên Ox: v' = v'13x 23x
⇒ v' = v' = v = 1,5 (m/s)23x 23 23x
0,25
2.2 Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai mảnh đạn trong thời
gian đạn nổ: P = P + Pur ur1 uur2
(m + m )v = m v + m vuur uur uur
Theo hình vẽ:
m v = (m + m )v +(m v )
0,25
2
(m + m )v +(m v )
Tanγ = P1
P =
1 1
m v
1
v 3v= 0,75 ⇒ γ≈36,870
0,25
3.a Chọn chiều dương trùng với chiều chuyển động của ôtô
Gia tốc của ôtô:
2 2
2 1
v - v
a = 2s = 0,04375 m/s
2
Theo Định luật II Niutơn:
Fk - Fms = ma ⇔Fk - μmg = ma ⇒ Fk = ma + μmg = 93,75N
0,25
Công suất trung bình của động cơ: Ptb = 1 2
k k.
v + v
F v = F
3.b Pmax = F.v = không đổi Khi xe chạy với Fmax thì gia tốc amax : max 2
max
F
m Khi xe chạy với P = Pmax thì tốc độ của xe là: max
max
P
F
0,25
Thời gian tối thiểu để xe đạt tốc độ trên là:
max
v
a
0,25
4.1.a Chọn mốc thế năng trọng trường tại mặt đất:
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
WA = WB ⇔m1gh = 1
2m1
2 B
v ⇒ v = 2gh B ≈1,323m/s
0,25
Vật chuyển động trên vòng xiếc chịu tác dụng của 2 lực: trọng lực Pur1
và phản lực của vòng Nur Chiếu lên phương hướng tâm:
N + P1.cosα = m1aht = m1
2 M
v R
0,25
O
x
12
v uur
13
v'
ur
23
v' ur
2
P u P r
u r
1
P
u r
γ
m1
O
B
A
α M K
D
Trang 4Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:WA = WM ⇒ 2
M
v = 2gh - 2gR(1 + cosα)
⇒ N = m
R [2gh - 2gR(1 + cosα) - mgcosα = mg(] 2h
R - 2 - 3cosα)
0,25
Khi vật bắt đầu rời vòng xiếc thì N = 0
⇒ mg(2h
R - 2 - 3cosα) = 0 ⇒cosα = 0,5 ⇒ α = 600
0,25
4.1.b Tốc độ vật m2 sau va chạm là: 1 B
2 2gh 2,5 (vì v = 2gh )B
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật 2: WB = WK ⇒ 2 2
v = v' - 4gR
0,25
Phản lực của vòng xiếc tác dụng lên vật 2 tại K là (tương tự câu a):
NK =
2
2
- m g = (v' - 4gR) - m g
0,25
Để vật m2 qua hết vòng xiếc thì: NK≥ ⇒ 0 2
2
125
32
≥
0,25
B
B
v S
v =
S = 2,7 m/s
0,5
5.b Ta có: pA = pB + ρ’gh ⇒ p - pA B
h = ρ'g
0,25
1
p - p = (v - v )
2ρ
0,25
⇒ (v - v )2B 2A
h =
2ρ'g
1
Quá trình 1: biến đổi từ (1) đẳng nhiệt đến (2):
Áp dụng định luật Bôilơ Mairôt: 2 1 1
2
P V
P =
V = 1atm (V2 = 2V1 = 8l; T2 = T1 = 400K) Quá trình 2:
biến đổi từ (2) đẳng áp đến (3):
V V = 200K (P3 = P2 = 1atm; V3 = V1 = 4l )
0,25
V (l)
O
(1)
(2) (3)
2 1
Trang 5Đồ thị (p, T): 0,5
Lưu ý:
(Nếu học sinh làm theo cách khác, không sai phạm kiến thức
vẫn tính điểm cho học sinh theo thang điểm)
P (atm)
T (K) O
(1) (2) (3)
2 1
200 400
V (l)
T (K) O
(1)
(2)
(3)
8
4
200 400