Một viên đạn khối lượng m và tốc độ v cắm vào một thùng đựng cát có khối lượng M treo bằng dây vào điểm O.. Va chạm là mềm, bỏ qua sức cản của không khí và ma sát ở điểm treo dây.. Một q
Trang 1TRƯỜNG THPT ĐA PHÚC ĐỀ THI OLYMPIC V ÂT LÝ 10
NĂM HỌC 2010-2011 Môn : Vật lý - Thời gian : 90 phút
Ngày thi :
Bài 1 (5 điểm) : Một con lắc đo đạn (hình 1) được coi như con
lắc đơn Một viên đạn khối lượng m và tốc độ v cắm vào một
thùng đựng cát có khối lượng M treo bằng dây vào điểm O
Thùng (và đạn) quay quanh O và lên đến độ cao cực đại là h
Va chạm là mềm, bỏ qua sức cản của không khí và ma sát ở
điểm treo dây Gia tốc trọng trường là g
a/ Tính v theo m, M, h và g
b/ Tính tỉ lệ động năng biến thành nhiệt khi va chạm
giữa đạn và thùng cát
Bài 2 (5 điểm) : Tấm ván nằm ngang có một bậc có
độ cao h Một quả cầu đồng chất có bán kính R đặt
trên ván sát vào mép A của bậc (hình 2) Ván được kéo
chuyển động sang phải với gia tốc a Tính giá trị cực
đại của gia tốc a để quả cầu không nhảy lên trên bậc
trong hai trường hợp sau :
a/ Không có ma sát ở mép A
b/ Ở A có ma sát ngăn không cho quả cầu trượt mà chỉ có thể quay quanh A
Bài 4 (4 điểm) : Một lượng khí lý tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 27 0C, áp suất 1 atm biến đổi qua hai quá trình :
* Quá trình (1) : đẳng tích, áp suất tăng gấp 2
* Quá trình (2) : đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít
a/ Tìm nhiệt độ sau cùng của lượng khí trên
b/ Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của lượng khí trên trong các hệ tọa độ (p,V); (V,T) và (p,T)
Bài 5 (6 điểm) : Một dây vắt qua ròng rọc có một đầu mang một vật
khối lượng M = 82 kg đầu kia có một người khối lượng m = 80 kg (hình 3)
Bỏ qua mọi ma sát, sức cản không khí Khối lượng dây và ròng rọc không
đáng kể, gia tốc trọng trường g = 10 m/s2
a/ Người ấy có thể đứng trên mặt đất mà kéo dây để nâng vật lên được
hay không ? tại sao ?
b/ Người ấy phải leo lên dây với gia tốc nhỏ nhất đối với dây bằng
bao nhiêu thì vật được nâng lên
c/ Ban đầu cả người và vật đều đứng yên thì người ấy leo lên dây
nhanh dần đều và trong thời gian 3 giây leo được một đoạn
dây dài 1,35 m Sau 3 đó thì người và vật lên cao được bao
nhiêu so với vị trí ban đầu ?
-h
R A
a
Hình 2
M m
Hình 3
h
O
Hình 1
v
Trang 2Đáp án + biểu điểm ĐỀ THI OLYMPIC V ÂT LÝ 10
Bài 1 (5 điểm) :
m
M m
v= +
(3 điểm)
b/
m M
M Wd_truoc
sau _ Wd
+
= (2 điểm)
Bài 2 (5 điểm) :
a/
h R
) h R 2 ( h g a
−
−
b/
h R
) h R 2 ( h g a
−
−
Bài 3 (4 điểm) :
a/ 2,5 điểm
=
=
=
=
→
=
=
=
→
=
=
=
=
=
?
15 V
atm 2 p p T
V
V V
atm 2 p 2 p K
300 T
10 V
atm 1 p
3
2 3 const p 2
2
1 2
1 2 const V 1
1 1
3 T
l
• Định luật Gay Luytxăc : T3 = 900 (K) (t3 = 627 0C) (1 điểm)
Bài 4 (6 điểm) :
a/ Người ấy kéo dây với một lực F thì chịu phản lực –F của dây Khi F bằng trọng lượng mg của người
b/ Chọn chiều dương lên trên, người leo dây với gia tốc a đối với dây, gia tốc a0 đối với đất, nếu a’ là gia tốc của vật đối với đất thì a0 = a – a’
Với hệ quy chiếu gắn với mặt đất có
→ a’ =
m M
g ) m M ( ma
+
−
−
Vật được nâng lên nếu a’ > 0→ nếu a > 1)g
m
M ( − = amin = 0,25 m/s2 (1 điểm)
c/ a = 2
t
s
2
= 0,3 m/s2 > amin , a’ = 0,025 m/s2, a0 = 0,275 m/s2, (1 điểm)
Vật lên được 0,1125 m, người lên được 1,2375 m (1 điểm)
A
a